西安地裂缝与地面沉降分析

西安城区存在十多条规模不一的地裂缝,地裂缝两侧地面存在不同程度的沉降。随着地面沉降的加剧,给周边的建筑物、城市道路、市政管道设施等都带来了不同程度的影响和破坏,对城市建设的发展带来了诸多不利因素。西安地区地裂缝的发育和地面沉降的加剧,除了西安地区的地质构造因素外,另一个主要原因是人为过量汲取地下水所致。所以,对地裂缝的防治除了采取一些被动措施,如建筑物规划时应避让地裂缝、地裂缝附近的建筑物均应采取必要的结构措施等外,我们还应采取积极的防治措施,即严格控制深层承压水的开采量,以减小地裂缝两侧地面的沉降速度和沉降量,从而降低地裂缝的危害程度。     

西安市地下水与地面沉降地裂缝耦合关系及风险防控技术

西安市地面沉降地裂缝发育,世界罕见,一直是该领域研究的热点地区。近年来又出现新的发展趋势,严重制约城市发展和威胁地铁等重大工程安全运营。笔者依据254个地下水动态监测资料,总结了西安地下水资源开发历史与地下水头动态变化规律,耦合分析了地面沉降地裂缝与地下水位下降之间的关系,提出了基于地下水头管理的地面沉降地裂缝风险防控技术。结果显示:西安市地面沉降地裂缝是多种因素综合作用的结果,其发生和发展过程及其严重程度均与地下水头下降密不可分,并受黏性土层厚度的影响;空间上地下水头降落漏斗中心与地面沉降中心基本吻合,时间上地面沉降发育时间滞后地下水头降落2-3年,沉降速率是地下水头每下降1m的累计最大地面沉降量50mm;地下水头回升会引起短时和少量地面回弹量,并能够缓解或遏制地面沉降。挖掘历史地下水头与地面沉降地裂缝监测数据,建立了基于地下水头的地面沉降地裂缝预警阈值和风险防控技术。     

西安地裂缝与地面沉降灾害经济损失评估

为了深入分析西安地裂缝与地面沉降灾害致灾特点及定量评价其经济损失,在中国地质调查局于2004-2006年开展的西安地区地裂缝与地面沉降调查所取得的成果资料基础上,通过综合分析研究得出,西安地裂缝与地面沉降的致灾特点具有直接性、三维破坏性、三维空间有限性、渐进性和持久性。采用终值法、影子工程法、统计推断法、重置成本法、建造成本或工程费用法、灾情对比法、间接损失与直接损失比例法和权重分解法评价得出地裂缝与地面沉降灾害在1976-2006年造成经济损失为117亿元,其中直接损失71亿元,间接损失46亿元。     

北京市地裂缝分布与发育规律

近30年来,北京市人口急剧增多,城市快速扩张,地下水的抽取量逐年加大,地面沉降加剧,形成沉降中心,地裂缝活动性显著加强,成为制约城市发展规划的重要地质问题。目前,对于北京市地裂缝的认识仍然局限在针对单独场地的单一地裂缝的调查评价,缺乏对地裂缝区域性规律的认识。本文通过对有关文献和勘察资料的搜集汇总,结合现场调研,发现北京市地裂缝具有明显的地域性特征,大部分地裂缝的发育与深部断裂带的关系密切。据此我们依据断裂带与地裂缝的关系将北京地裂缝划分为6个区,对各区域内地裂缝的分布、产状、延伸以及破坏现象等特征进行了归纳,在此基础上对其成因做了简要分析,并对后续地裂缝研究工作的开展提出了建议。     

西安地裂缝发展趋势预测及防治对策

本文依据对地裂缝的监测资料并结合地震及地面沉降等多方面研究成果,提出了西安地裂缝发展具有三个活动周期:Ⅰ级活动周期400～700年,Ⅱ级活动周期20～22年,Ⅲ级活动周期为一年,当前正值地裂缝活动高潮期。文中又据地裂缝的垂直活动速率及其对建筑物的破坏程度对地裂缝活动强度进行了分级,并提出减轻地裂缝危害的防治对策,这对西安市的城市建设和规划将具有一定的参考价值。     

《西安地裂缝勘察研究综合报告》通过部级验收

这项新成果是陕西地矿局第一水文队历时2年半完成的,是1987年该队完成的“西安地裂缝与地而沉降研究”项目的继续和深化。本次勘察研究对西安地裂缝采用了仪器监测、一等精密水准监测、浅层高分辨率地震勘察等新的技术、测试手段和研究高度,首次对抽汲地下水引起的地面沉降与地裂缝关系作了初步定量评价,为确定各类建筑物与地裂缝带的合理避让宽度提供了科学依据,并对地裂缝活动的时空预测作了探讨。经勘察研究发现,西安地裂缝的产生与西安伸展断裂系的活动具有本质的联系,它是后者从地质年代以来周期性活动的继续。西安地面沉降对西安地裂缝影响很大,它对地裂缝产生的迭加垂直位移分量占地裂缝总活动量的70—90%。据此,报告正确地提出,限制深层承压水的开采量,地面沉降才能得到控制,地面沉降区的地裂缝活动速率才会逐步放慢,对城市建设的危害可减至最低限度。     

北京地区地面沉降与地裂缝关系研究

地面沉降与地裂缝是北京平原区的主要地质灾害。本文在大量的实际资料的基础上,分析了地面沉降、地裂缝在时间、空间和活动方式上的关联,认为二者在加剧活动时间上具有同步性,在活动特征上具有相似性;但发育起点不同,分布上也存在某些不一致性。并以高丽营地裂缝为例,分析了地面沉降与地裂缝之间的相互作用,通过八仙庄地面沉降监测站分层监测结果、地下水监测孔的年水位变幅和勘察孔揭露的地层情况,计算出地裂缝两侧土层不均匀沉降差占地裂缝垂向位错量的30%。研究结果可为二者的联合防治提供理论依据。     

豫北平原地裂缝发育影响因素初步分析

通过对豫北平原地裂缝调查,共发现地裂缝48处,部分裂缝在发生及发展过程中对房屋、道路、农田造成破坏和威胁。本文分析了豫北平原地裂缝的发育的时空规律,通过地裂缝和地层岩性、降水、地下水、活动构造、地面沉降、地震等各种影响因素进行了分析,认为本地区地裂缝的形成并非单一因素,而是多种因素共同作用发生。     

基于ANN的苏锡常地裂缝预测研究

伴随着地面沉降灾害的发生,地裂缝作为一种新的地质灾害出现在苏锡常平原上,已有十多年历史,给地区发展造成严重危害。作者在较详细地阐述区域地质背景基础上,着重分析了地下水位和地面沉降在地裂缝形成中的作用。确定了“起伏的基底外加地下水位和地面沉降作用”这一地裂缝成灾模式。研究认为地裂缝的发生与地下水及地面沉降之间不存在简单的线性关系。而是二者共同作用的结果,同时需要有量的配合。初步确定了水位埋深50m,地面沉降量达500mm这样一个苏锡常地区地裂缝的易发环境。通过文章的研究,使得苏锡常地区地裂缝的产生机制更加清晰。文中一些定性和半定量的分析结论将对该地区地裂缝防治区划产生指导作用。     

地面沉降预测及其风险防控对策——以大西安西咸新区为例

西咸新区是"西咸一体化大西安"建设的重要组成部分,与大西安已建成区具有相近的地质环境条件,西咸新区建设是否同样会引起地面沉降和地裂缝已成为西咸新区规划和建设中面临的一大难题。在分析西咸新区建设中可能引起地面沉降和地裂缝五个因素的基础上,建立了地下水开采、城市建设附加荷载和黄土湿陷引起的地面沉降预测数学模型,并分别进行了预测计算。计算结果表明,引起地面沉降的因素中地下水开采的风险最大,黄土湿陷次之,附加荷载最小,西咸新区的建设和发展中如不周密规划,有效防控,势必引起新的地面沉降,甚至产生新的地裂缝,控制地下水位是防止地面沉降与地裂缝产生的根本措施。     

地质钻探孔内被卡钻柱的卡点测量与计算方法分析

卡钻事故是地质钻探孔内事故中发生最频繁、耗费时间最长、损失最大的事故之一。在处理卡钻事故的过程中,卡点位置的确定是关键。目前地质钻探孔内被卡钻柱卡点的确定方法主要有注磁法测卡点、直接用磁性定位器测卡点、测卡仪测卡点和公式法计算卡点等。本文详细介绍了卡点测量方法的工作原理和操作步骤,并对3种卡点测量方法进行了对比分析。同时给出了单一、复合管柱的卡点计算公式和参数确定操作步骤,并对2种计算公式进行了对比分析。经过对比分析发现,测卡仪测卡点准确度高,但是存在局限性,且费时费钱,而公式计算法简单容易,但是准确性较低。因此建议在现场确定卡点位置时,应将测卡仪测卡和公式计算卡点法结合起来,以期更快更准确地确定卡点位置,并及时采取有效措施解卡,减少经济损失。     

注浆管表面的固体润滑涂层研究

研究了帷幕灌浆中注浆管表面的固体润滑涂层组成.用附着力试验仪、耐磨试验机、冲击试验机、电子万能试验机测试了固体润滑涂层的附着力、耐磨性、抗冲击性和拔管摩擦阻力,用傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析了固体润滑涂料磨损前后的变化.结果表明:环氧树脂固体润滑涂层的耐磨性和附着力优于不饱和树脂固体润滑涂层,但抗冲击强度低于不饱和树脂固体润滑涂层;涂敷不饱和树脂固体润滑涂层注浆管的拔管摩擦阻力小于涂敷环氧树脂固体润滑涂层注浆管的拔管摩擦阻力,比未涂敷固体润滑涂层注浆管的拔管摩擦阻力平均降低25%;耐磨性和拔管摩擦阻力随固体润滑涂层的涂层厚度增大而下降.傅立叶红外分析结果表明,涂层磨损后,部分官能团的峰面积发生了变化.试验分析表明,润滑摩擦作用机制是层剥落磨损.     

油基解卡液处理粘附卡钻事故的分析与应用

深井钻探技术发展到现在有了突飞猛进的提高,而且日趋成熟。但地热井在施工过程中,经常发生一些孔内事故在所难免。发生事故以后需认真分析事故发生的原因,尽快制定针对性的处理方案和程序,科学合理地去处理。以晋中一个经常发生孔内粘附卡钻事故的地热井施工为工程实例,分析了发生粘附卡钻事故的诸多原因,制定出处理粘附卡钻事故的方法。通过解卡机理,设定油基解卡液的性能和配置方法,准确进行注入量计算,在注入时掌握技术工艺要点,获得了良好的处理粘附卡钻事故的效果。     

泡酸解卡技术在TZ4SH井的实践与认识

水平井卡钻采用泡酸解卡,在塔里木油田塔中区块被证明是最迅速有效的方式。该方法解决了一批水平井卡钻事故,解卡成功率达100%。TZ4SH井解卡作业创造了塔中泡酸解卡多个第一,第一次在非奥陶系地层进行泡酸解卡作业,第一次泡酸地层碳酸盐含量低于90%,第一次使用土酸作业但解卡失败,第一次泡酸作业中发生井壁失稳。实践表明,泡酸解卡不是将卡点的阻碍物完全溶解而是溶解部分阻碍物后使其松动,减弱其对钻具活动的影响。泡酸解卡不仅对卡点岩性及其含量有要求,还要求考虑卡点岩石的胶结强度、井壁稳定性等因素。     

钻井过程中钻具吸附卡钻事故成因与处理技术

针对钻井过程中常遇的吸附卡钻事故，就其成因、产生条件及处理技术方法进行了较为详细的论述。结合工程实例对新研制的XS-1型解卡剂作用机理进行了分析、应用并提出了具体的操作规程和注意事项。     

川西地区水平井下套管复杂情况分析及改进措施

在钻完井过程中,水平井下套管至水平段遇阻卡情况普遍存在,极端情况甚至出现套管卡死的现象。川西地区地质情况较为复杂,水平井下套管难度大,复杂情况多。本文通过对多口典型井下套管遇阻情况和原因进行分析,得出套管遇阻卡情况主要分为：突然遇阻和阻力渐增导致阻卡两种情况,并针对这两种情况提出了相应的改进措施。     

增压机在处理基岩地层压差卡钻事故中的应用

压差卡钻是钻井施工中经常遇到的井下事故,处理不及时会给钻井工程带来巨大的经济损失。通过分析压差卡钻事故发生的原因及其特点,并结合工程实例介绍了用增压机处理基岩地层中压差卡钻事故的方法及其操作规程和注意事项。     

SR-28地热井坍塌卡钻事故的处理

就SR-28地热井出现的由坍塌引起的卡钻事故原因进行了分析,针对事故原因分别采用了套铣、测卡、爆炸松扣等技术手段进行了处理,并取得了成功。介绍了该井事故的处理技术措施。     

大牛地气田水平井通井卡钻处理

卡钻的处理方法主要有：通过施加外力如上提、下放钻具转动转盘使钻具恢复自由状态;通过调整钻井液性能、打稠塞、注酸、注解卡剂、反循环等方法使被卡钻具与井壁之间的填充物转移或者破坏;通过反丝钻具打捞甚至套铣起出被卡钻具。大牛地气田DPT-305水平井通井过程中发生一起严重的卡钻事故。通过重浆+清扫液、注酸、注解卡剂、环空憋压等方法处理被卡钻具与井壁之间的填充物;通过固定转盘上下活动来对被卡钻具施加扭矩;倒扣等方式处理这起卡钻事故,最终解卡。总结了事故的成因,分析了处理过程的得失,为以后处理此类事故积累了经验。     

斜井钻井卡钻事故处理及钻井液混油后的录井

卡钻作为一种比较严重的钻井事故,会造成钻井施工遇阻和经济损失。某斜井在钻井施工中发生泥浆粘附卡钻。根据钻井现场情况,着重对其中的卡点深度及泡油量进行计算,经计算卡点深度约667 m,泡油量为32.0 m3,卡钻发生约11 h后,解卡成功。在整个卡钻事故及钻井液混油后录井中进行了系统思考和总结,提出了相应的录井措施,气测基值变化结果表明此次混油后录井的成功。该井的钻井卡钻事故及钻井液混油后录井措施以期为类似斜井卡钻事故处理提供借鉴。