土木工程地质灾害主要分为:①自然因素诱发的地质灾害,即在土木工程建设中遇到的地质灾害。如2016年9月28日中国浙江遂昌山体滑坡、2013年2月18日中国贵州凯里山体崩塌、2010年8月7日中国甘南藏族自治州舟曲泥石流、2010年10月20日中国福建龙岩地表岩溶塌陷、2010年中国玉树地震诱发的地裂缝等灾害。②人为因素诱发的工程性地质灾害,即土木工程建设本身所诱发的工程性地质灾害。过去几十年,中国的城市基础设施建设取得了飞跃发展,尤其是20世纪80年代以来,各大、中城市工程建设的规模、速度可谓世界之最。社会经济的快速发展带来了城市超强度的工程开发,主要包括:密集兴建的高层建筑和超高层建(构)筑群、改善城市环境的地下空间开拓、交通便利的地铁隧道、内畅外联的立体交通网络以及基坑工程降水与开挖施工等基础设施的建设、并伴随着围海造陆工程的扩张等。这些城市超强度开发使得工程性地质灾害出现加速甚至加剧的趋势,其中长江三角洲、珠江三角洲等沿海软土地区的工程性地质灾害问题尤为突出。例如,工程性地面沉降灾害的发展是一个比较缓慢的过程,但长期的沉降累积造成道路开裂、各类管线受损、建(构)筑物倾斜或开裂等灾害现象,给人们的正常生产与生活造成了严重影响;2007年7月24日中国山西煤矿采空塌陷;2012年中国上海陆家嘴地面沉降引发路面开裂等。在沿海软土地区城市,某些软土地区地下工程施工事故引起土体变形诱发工程性地面沉降灾害,造成地表建筑物歪斜、道路路面下沉破坏。例如,20世纪60年代之前,上海地区由于长期抽取地下水土层压缩变形引起的地面沉降灾害。高速的城市发展和高强度的工程开发加剧了工程性地质灾害的发生,工程性地质灾害已经成为了阻碍大、中城市可持续发展的典型环境地质问题和主要的城市灾害。
土木工程中主要地质灾害见表。
灾害类型 | 诱发因素 | 危害 | |
自然因素 | 人为因素 | ||
滑坡 | 地震、降水、融雪、融冰、地下水位上升、河流侵蚀、新构造运动 | 开挖扰动、爆破、采矿、加载、抽排水 | 冲毁或掩埋建构筑物、线性工程;阻塞河道 |
崩塌 | 地震、降水、融雪、融冰、温差变化、河流侵蚀、树木根劈 | 开挖扰动、爆破、机械振动、抽排水、加载 | 砸毁建构筑物、线性工程;阻塞河道 |
泥石流 | 降水、融雪、融冰、堰塞湖溢流、地震 | 水库溢流或垮坝、弃渣加载、植被破坏 | 冲毁或掩埋建构筑物、线性工程;阻塞河道 |
岩溶突涌水 | 岩溶裂隙发育、地表水和地下水交互作用加强、水力坡度增大等 | 工程设计不合理、开挖方法不当、抽排水强度增大导致构造裂隙发生连通、顶底板被击穿 | 矿井、巷道、隧道、基坑等地下工程被淹没,冲毁或掩埋工程设施 |
岩溶塌陷 | 地下水位变化、地震 | 抽排水、开挖扰动、采矿、机械振动、加载 | 损坏建构筑物、市政设施及各类生命线工程 |
采空塌陷 | 地下水位变化、地震 | 采矿、抽排水、开挖扰动、震动、加载 | 损坏建构筑物、市政设施及各类生命线工程 |
地裂缝 | 地震、新构造运动 | 抽排水 | 损坏建构筑物、市政设施及各类生命线工程 |
地面沉降 | 新构造运动 | 抽排水、油气开采、高层密集建筑群 | 损坏建构筑物、市政设施及各类生命线工程 |
工程性土体变形沉降灾害 | 地下水位变化、土体固结变形沉降、地震活动 | 上部建筑荷载增加、地下工程施工、施工过程中抽排地下水导致地下水位持续下降、土体不断被压缩 | 地面标高下沉、建筑物裂缝或歪斜、建筑地基沉降加大、道路或隧道管片开裂、自来水和煤气等各类管线被拉断等 |
工程性地下渗流灾害 | 地下水位季节型波动发生潜蚀、机械侵蚀作用 | 人工抽排地下水使水力坡度加大,破坏土体结构,促进流沙、管涌的形成与发展 | 基坑工程施工中的流沙、管涌、潜蚀导致地下土层被掏空形成空洞或土洞,引发地面沉降和塌陷灾害的发生 |
*线性工程指公路、铁路、隧道、地下管线、桥梁等工程设施。 |