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陕西旬邑地质灾难警示:当“注浆加固”未能追上“裂缝发育”

陕西旬邑地质灾难警示:当“注浆加固”未能追上“裂缝发育” 克烽安全智库
2025-11-10
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导读:当“注浆加固”未能追上“裂缝发育”陕西旬邑地质灾难警示2025年10月24日,陕西旬邑县清塬镇谈家塬组一处邻

当“注浆加固”未能追上“裂缝发育”
陕西旬邑地质灾难警示


2025年10月24日,陕西旬邑县清塬镇谈家塬组一处邻沟农田发生突发性地质垮塌。该区域地处典型的黄土残塬沟壑区,地质结构脆弱,沟深达120米,坡度50-70度。事故导致一名村民失联。经紧急救援后,搜救工作已于11月5日停止,善后事宜已处理完毕。

视频来自:安全猫话安全

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事故复盘:地质工程失效引发的叠加灾害

经技术溯源,本次灾害是典型的 “人为工程活动改变地质结构” 与 “极端气象条件触发岩土体力学性质劣化” 共同作用的结果,具体诱因如下:


人为工程诱因:采空区形成与地表形变


清塬煤矿的地下开采活动,在岩体中形成了大范围的采空区,从根本上破坏了原岩应力平衡。随着采空区上方岩层的弯曲、下沉与蠕变,应力传递至地表,形成了规律性的地表裂缝,为后续灾害提供了初始的破裂面和软弱结构面。


自然触发因素:持续强降雨的力学催化


据旬邑县政府通报(2025年10月28日),自9月起,清塬镇累计降水量达431.5毫米,为同期2.86倍。超常降水沿地表裂缝下渗,产生了两方面的关键力学效应:


  • 软化效应:雨水入渗导致黄土及岩体饱和度高,使其内聚力(c)和内摩擦角(φ)大幅降低,抗剪强度显著弱化


  • 渗压效应:水流在岩土体孔隙和裂隙中产生超静孔隙水压力,有效应力原理,这直接降低了滑移面上的有效正应力,从而急剧削弱了其抗剪强度




致灾机理:采矿-降水耦合作用下的岩土体失稳过程

基于中国煤科总院及矿山灾害防治实验室的研究,本次垮塌的完整致灾链可概括为以下两个阶段的耦合:


第一阶段:采矿卸压与采动裂隙发育


煤层开采形成采空区,等同于移除了地下的“天然支撑结构”,引发围岩应力重分布。


  • 应力拱效应:采空区上方形成压力拱,使载荷向煤柱及采空区边界转移,造成这些区域的应力集中


  • 采动裂隙带发育:覆岩在应力作用下发生移动与破坏,自下而上形成 “冒落带”、“裂隙带”和“弯曲下沉带” 。地表裂缝,特别是塬边邻沟区域的张拉裂缝,是裂隙带发育至地表的直接表现。这些裂缝破坏了土体的完整性,成为雨水优先渗流的通道。


第二阶段:降水入渗与边坡稳定性临界转变


雨水沿采动裂缝下渗,是导致边坡从稳定状态极限平衡状态再至失稳破坏转变的临界因素。


  • 渗流软化与容重增加:岩土体吸水后,其力学参数(如弹性模量、抗剪强度)劣化,同时饱和容重增加,下滑力增大。


  • 孔隙水压力触发失稳:如前所述,孔隙水压力的抬升是导致边坡失稳的最直接力学机制。当潜在滑移面上的下滑力矩超过抗滑力矩时,边坡即发生破坏。


  • 失稳模式:对于此类临沟高陡边坡,其最终破坏常表现为蠕滑-倾倒式破坏——岩土体后缘裂缝在水的润滑和压力下迅速贯通,前缘锁固段因承载力不足而发生脆性破坏,整体结构在重力作用下瞬间崩塌。实验室数据表明,在同等降雨条件下,有裂缝区域的失稳风险是无裂缝区域的3倍以上。




防控体系:基于岩土力学原理的全周期灾害设防


要阻断上述致灾链,必须建立从“源头控制”到“过程监测”再到“末端治理”的全周期技术防控体系,实现从被动救灾向主动防灾的转变。


1. 开采前:地质评估与稳定性分区


  • 精细化地质勘探:采用三维地震勘探、地质雷达等技术,探明开采区域地质构造、水文条件及岩土力学参数,绘制 “采空区稳定性分区图”  “地表变形预测图” 


  • 设定安全警戒区:基于稳定性评价结果,在塬边、沟壑等高敏感区域划定禁入区,从空间上规避风险。


2. 开采中:损伤控制与结构性补偿


  • 绿色开采技术:通过优化工作面布置、推进速度及采留比等开采参数,控制采动影响范围与程度。实践表明,合理加快推进速度可使岩层扰动降低15%-20%。


  • 主动加固技术:对已产生的采动裂缝,立即采用水泥基浆液超细水泥进行压力注浆。注浆体可恢复岩土体的整体性,提高其抗剪强度,并有效阻隔降水下渗通道。神东矿区实践证明,该技术可使裂缝闭合率达85%以上。


  • 实时监测预警:布设GNSS地表位移监测站、裂缝计、渗压计及雨量站,构建“降雨-裂缝-形变”联动监测预警系统。当监测数据(如单日裂缝扩张量>2mm)超过预设阈值时,自动触发预警,启动应急响应。


3. 开采后:采空区治理与生态修复


  • 结构性充填:对闭坑采空区,采用膏体充填、高水材料充填等技术,对地下空洞进行实质性支撑,从根源上遏制地表持续沉降。


  • 长期监测与维护:建立采空区治理后的长期地灾监测网络,特别是在极端气象条件下,加强对高风险区域的巡查与评估。



结论与警示

清塬镇垮塌事故是一次深刻的警示:矿产资源开发在获得经济效益的同时,必须正视其对地质环境产生的不可逆的力学改变。采空区上覆岩层的移动规律、水岩相互作用下的岩土体强度劣化机理,均是已被深刻认识的科学问题。


因此,将全周期的岩土工程防控技术体系落实到位,不是一种成本负担,而是保障生命安全的底线要求,是工程开发必须遵循的科学准则。唯有将“主动设防”的理念贯穿于资源开发的每一个环节,方能从本质上避免此类“人祸”与“天灾”叠加的悲剧重演。




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