岩溶地面塌陷类型及其发生、分布规律
岩溶地面塌陷类型及其发生、分布规律
近年在一些城市圈内的隐伏岩溶分布区，岩溶地面塌陷时有发生。如武汉、广州、深圳等大城市，由隐伏岩溶造成覆盖层地面塌陷曾导致居民财产严重受损，或建筑工程停顿，或堤防受损加固，其经济损失非常巨大。其中以武汉市最为突出，2000年4月近郊的烽火村出现22个塌陷坑，造成49栋农居楼房易地重建，经济损失500余万元；2008年4月汉南纱冒镇邻近长江大堤发生地面塌陷，仅加固堤防就耗资近3000万元；深圳某体育中心，施工过程中发生地面塌陷，不但使工程停顿，还增加了大量勘探工作和加固费用，总增加投资超过1000万元。由此可见岩溶地面塌陷的危害之大。
岩溶地面塌陷这一不良地质现象，似乎是大家都熟知的一种地质灾害。但事实证明，许多人对它的实质含义、类型、发生及分布规律并不真正了解，甚至存在一些误区。比如一遇到地面塌陷就误认为是地下溶洞发生垮塌，这类塌陷本来是一种自然的物理地质现象，人为活动在多数情况下是诱发因素，只是在特殊情况下成为主导因素。但在塌陷发生后，往往是不分青红皂白地追究人为责任，而不去深入探讨自然规律。有鉴于此，特作如下阐述。
一、定义
所谓“岩溶地面塌陷”，是指隐伏在第四纪覆盖层下的可溶岩中存在岩溶空洞，且存在与覆盖层相连的通道。在某些自然因素或人为因素作用下，覆盖层物质沿着岩溶通道漏失到岩溶空洞中，引起覆盖土体发生塌陷，导致地面出现塌陷的自然现象。这里要强调两层含义，一是“地面塌陷”，二是“覆盖层土体”塌陷，而非可溶岩溶洞塌陷。
二、机理
不同地质条件具有不同的塌陷机理。最早流行的是“潜蚀”机理。上世纪80年代出现了“真空吸蚀”机理。本文提出“潜蚀——液化——漏失”机理。实际情况是三种机理并存，不同地质条件下的塌陷符合不同机理。
1、潜蚀机理
所谓“潜蚀”是泛指地下水在运动过程中不断带走土中物质的机械作用过程。岩溶
地面塌陷过程中的“潜蚀”一般是发生在土岩接合面附近的土中。最有利于发生潜蚀的条件是覆盖层为粘性土，且岩溶地下水位已脱离基岩顶面降至岩体中而在地下水位以上存在饱气带，亦即岩面上下地下水的垂直循环带。由于基岩面的高低变化，特别是在溶沟、溶槽中易形成土层底部的小径流，在漫长的潜蚀过程中将土中物质带入溶洞中，在上覆粘性土层中形成“土洞”。当土洞顶板土层超越自撑能力时，发生地面塌陷。土洞形成要两个重要条件，一是岩溶地下水位低于土岩界面，二是土岩界面高差较大。因此，土洞多数分布在山前或山间谷地。
2、潜蚀——渗流液化——漏失机理
这是一种混合类型。当覆盖层为二元结构冲积层且冲积层下部饱和粉土、砂、砾石层直接盖在岩面之上时，在粉土、砂、砾石层中的孔隙水与可溶岩中的岩溶裂隙、管道水发生直接联系，形成统一运动情况下，由于水位不断升降变化，尤其是岩溶地下水位或承压水头低于孔隙水位时，发生垂直渗流。先是在粉土、砂、砾石层中发生潜蚀作用，形成“漏斗状疏松体”，进而因垂直渗流加剧，局部水力坡度加大，砂、砾石土呈液化状态流入岩溶空洞，地面出现塌陷坑。
3、真空吸蚀机理
所谓“真空吸蚀”是指岩溶地下水在大量抽取或因矿井大量排水后水位在短时间内急剧下降过程中的“活塞”作用下形成负压至真空状态。在这种负压或真空作用下，覆盖土层对应岩溶地下通道的薄弱位置在瞬间产生陷坑或陷洞。这种由负压或真空对覆盖层的抽吸作用称为“真空吸蚀”。这种作用所产生的塌陷确实存在，但主要发生在矿山地区和集中抽取岩溶地下水的群井水源地，有时也发生在公路、铁路隧道施工的突水地段。这种因“真空吸蚀”产生的塌陷坑往往成群出现，在短时间内可产生几十甚至上百个陷坑或陷洞，其危害相当严重。是否会发生真空吸蚀，主要有两个特殊条件：其一是大量抽排岩溶地下水，水位在短时间内急剧下降；其二是覆盖层对地下岩溶有良好的封闭作用，能使在水位下降的过程中形成充分的负压或真空。这两个条件就决定了这类塌陷分布的特殊地域性。比如在岩溶地下水的补给区和排泄区（可溶岩出露区）和不存在水位急降条件的地区，就不易发生这类塌陷。
上述三种机理是指三种不同地质条件下的塌陷过程特点，也就是说不同条件符合不同机理。其共同特点是，必须具备岩溶空洞及联系通道和地下水的运动，所不同的是覆
盖土层与岩溶的组合性质不同和触发因素不同。前两者机理是以自然因素为基本因素，最后一种则以人为因素为主。
三、类型
岩溶地面塌陷基本上分为三种类型：一是饱和松散层（粉土、砂、砾石）“漏失”型，即饱和松散层在地下水位变化过程中发生潜蚀——液化，直接漏失到岩溶空洞中，造成地面塌陷。此类塌陷规模大，突发性强，危害最大。如武汉市汉南纱冒镇塌陷，最大陷坑160m ×60m ，最深处10m ，陷入土方达15000方；烽火村塌陷22个陷坑，最大者达60m ×50m ，深10余米，其中三栋小楼陷入坑中（图1）。 岩溶承压水位
孔隙水位高程（m）
20
10
-10
-20-20
-1001020高程（m）Z137.5028.50Z229.30Z431.40ZK829.00ZK11N45°E
11 陷坑# 5 陷坑 1 陷坑##Q 4Q 4Q 4Q 4Q 4N
1T Z2
28.501234567
1、亚粘土
2、粉细砂
3、含砾粘土岩
4、粘土岩
5、灰岩
6、地下水位
7、钻孔编号及孔深
图1 烽火村岩溶地面塌陷地质剖面图
二是“土洞塌陷型”，即粘性土（多为Q 3-Q 2老粘性土）在土岩界面上长期受地下水潜蚀而形成土洞。当土洞顶板土层厚度减小到不能自撑时，受某种触发因素（强降雨、抽水或打桩、爆破振动或地震）作用产生塌陷。此种塌陷一般规模不大，地表陷坑直径为几米至十几米，数量取决于土洞数目（图2）。
三是“真空吸蚀塌陷型”，无论是饱和粉土、砂、砾石覆盖层，还是粘性土覆盖层，都可能在岩溶地下水位急剧、大幅度下降过程中由于真空负压作用而发生地面塌陷。在自然条件下很少发生地下水急剧、大幅度下降过程，而多半是人为活动（抽水或矿井排水）引起的。如湖北应城的汤池温泉，在石灰岩中抽取热水时，当水位降至土岩界面以下一定深度（取水量＞1600T/d ）便发生地面塌陷。
Z126
53.2053.20Z12753.20Z1753.20Z13153.20Z13253.20Z1853.20
Z13453.20Z342.109.6013.113.8
10.7
8.701.30
7.5014.318.2
14.012.49.00
6.00
7.20
10.0
7.6012.6
4.20
2.50
1.203.705.506.508.00 5.500.70
8.2010.9
图2 湖北大冶老土桥村土洞剖面
四、分布规律
从上述的三种塌陷机理和相对应的三种塌陷类型可知，不同的地质条件决定了不同的塌陷类型。地质条件最突出的特点是可溶岩之上覆盖层性质——第四纪地层组合特点和地下水埋藏类型及其变动特点，这些条件则决定了塌陷分布规律。众所周知，地貌单元决定其单元内第四纪地层的时代和地层组合特征。其中，地层组合特征决定了土岩界面之上土层性质，如冲积层二元结构（上部为粘性土，下部为粉土、砂及卵砾石）就限定了塌陷类型为“潜蚀——液化”漏失型；地层时代则决定了土层固结密实程度，也就决定了它抵抗漏失的能力，如山前坡地或山间谷地粘性土则不可能因潜蚀——液化而漏失，而只能是在土岩接触面附近，因长期潜蚀而形成土洞。这两种类型实际上受地貌单元的严格控制。仅以武汉及其周边地区为例，略述塌陷分布规律。
武汉地区自北向南有三条隐伏石灰岩条带呈东西向分布，横穿长江及其阶地（图3）。根据已发生的多次塌陷，概括以下四条规律：
图3 武汉市区碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组分布图
1、自1931年至今，武汉市区先后发生的12次岩溶地面塌陷全部分布在长江一级阶地的二元结构冲积层中（图3），其地层组合为上部粘性土，下部粉细砂（偶见卵砾石），地层时代为Q4。地下水分三层——上层滞水、孔隙承压水和岩溶承压水。产生塌陷地段的岩溶承压水头低于冲积层孔隙承压水头数米。
2、长江二、三级阶地老粘土（Q2—Q3）区，虽有石灰岩条带分布，但从未发生过塌陷，原因是无土洞分布（已经成千上万个钻孔证实）。没有土洞的原因有二：一是阶地下石灰岩面高差很小，不利于土岩面上地下水流动；二是岩溶承压水头往往高于土岩界面。
3、武汉市周边的山前坡地或山间谷地老粘性土下隐伏岩溶区（乌龙泉、大冶）偶有土洞型塌陷发生。其原因是土岩界面坡度大，岩溶地下水位低于岩面，存在较大的岩溶饱气带和垂直循环带，易于形成土洞。
4、大量抽排岩溶地下水地段，易发生真空吸蚀型地面塌陷。如湖北应城汤池温泉，当将岩溶水的承压水头抽至土岩面以下数米（即抽水量达1600T/d）时，地面即发生塌陷；湖北松宜煤矿区，上世纪70年代曾因井下突水、淹井，造成地面河床处发生多处
陷坑，河水大量灌入地下。
五、防治对策
1、绕避、回填；
2、桩基或桩基托换；
3、填灌土洞（指土洞型塌陷，不需填灌溶洞）；
4、岩面铺盖帷幕（指潜蚀液化型塌陷）；
5、灌浆堵塞溶洞及通道（指潜蚀——液化型塌陷）；
6、限量抽水和设增压排气孔（指真空吸蚀型）。
六、结论要点
1、岩溶地面塌陷是指覆盖层塌陷，而非可溶岩溶洞塌陷；
2、存在三种塌陷机理，不同地质条件符合不同机理；
3、不同地质条件、不同机理对应不同塌陷类型；
4、塌陷是否会发生、会发生何种类型及其分布规律，受控于地貌单元、地层组合、地层时代及第四系孔隙水与岩溶地下水的关系特点；
5、防治对策要针对塌陷机理、类型，如土洞型塌陷主要针对土洞（探测土洞位置、填灌土洞）；潜蚀——液化、漏失型塌陷主要针对岩溶空洞和通道（探测溶洞位置规模、覆盖帷幕、溶洞注浆）；真空吸蚀型塌陷主要针对岩溶地下水位变动（限制抽水、设置通气增压孔）。
地面塌陷的分类及事例
1 、根据形成塌陷的主要原因分为自然塌陷和人为塌陷两大类。 （1）自然塌陷 是地表岩、土体由于自然因素作用、如地震、降雨、自重等，向下陷落而成，如黄土湿陷。 （2）人为塌陷 是由于人为作用导致的地面塌落。在这两大类中，又可根据具体因素分为许多类型，如地震塌陷、矿山采空塌陷等。 2 、由于其发育的地质条件和作用因素的不同，地面塌陷可分为以下几种类型： （1）岩溶塌陷 由于可溶岩（以碳酸岩为主，其次有石膏、岩盐等）中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层复盖的复盖岩溶区，塌陷主要产生在土层中，称为“土层塌陷”，其发育数量最多、分布最广；当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时，也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。我国岩溶塌陷分布广泛，除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省（区）中都有发生，其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省（区）最为发育。据统计，全国岩溶塌陷总数达2841处，塌陷坑33192个，塌陷面积约332平方公里，造成年经济损失达1.2亿元以上。 （2）非岩溶性塌陷 由于非岩溶洞穴产生的塌陷，如采空塌陷，黄土地区黄土陷穴引起的塌陷，玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷，在我国分布较广泛，目前已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的24个省区(包括台湾省)，其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较产重，据不完全统计，在全国21个省区内，共发生采空塌陷182处以上，塌坑超过1592个，塌陷面积大于1150平方公里，年经济损失达3．17亿元。 在上述几类塌陷中，岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多，且具有较强的隐蔽性和突发性特点，严地威协到人民群众的生命财产安全，因此在此着重论述。 ·岩溶塌陷 1、现象成因 岩溶塌陷的规模以个体塌陷坑的大小来表征，主要取决于岩溶发育程度，洞隙开口大小及其上复盖层厚度等因素。 自然岩溶塌陷的成因包括暴雨、洪水、重力、地震等，人为岩溶塌陷中，成
岩溶塌陷的防治措施
岩溶塌陷的防治措施 我国对岩溶塌陷的防治工作开始于60年代，目前已有一套比较宪整和成熟的方法、防治的关键是在掌握矿区和区域塌陷规律的前提下，对塌陷做出科学的评价和预测，即采取以早期预测、预防为主，治理为辅、防治相结合的办法。塌陷前的预防措施主要有：合理安排厂矿企业建设总体布局；河流改道引流，避开塌陷区；修筑特厚防洪堤；控制地下水位下降速度和防止突然涌水，以减少塌陷的发生；建造防渗帷幕，避免或减少预测塌陷区的地下水位下降，防止产生地面塌陷；建立地面塌陷监测网。塌陷后的治理措施主要有：塌洞回填；河流局部改道与河槽防渗；综合治理。一般来说，岩溶塌陷的防治措施包括控水措施、工程加固措施和非工程性的防治措施。控水措施1. 地表水防水措施：防地表水进入塌陷区，可以：清理疏通河道，加速泄流，减少渗漏；对漏水的河、库、塘铺底防漏或人工改道；严重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填实。2. 地下水控水措施根据水资源条件，规划地下水开采层位、开采强度、开采时间，合理开采地下水，加强动态监测。危险地段对岩溶通道进行局部注浆或帷幕灌浆处理。工程加固措施1. 清除填堵法：用于相对较浅的塌坑、土洞。 2. 跨越法：用于较深大的塌坑、土洞。 3. 强夯法：用于消除土体厚度小，地形平坦的土洞； 4. 钻孔充气法：设置通风调压装置，破坏岩溶封闭条件，减小冲爆塌陷发生的机会。5. 灌注填充法：用于埋深较深的溶洞。6. 深基础法：用于深度较大，不易跨越的土洞，常用桩基工程。7. 旋喷加固法：浅部用旋喷桩形成一硬壳层，，其上再设筏板基础。非工程性的防治措施1. 开展岩溶地面塌陷的风险评价。 2. 开展岩溶地面塌陷的试验研究，找出临界条件。 3. 增强防灾意见，建立防灾体系。岩镕塌陷的防治尽管难度较大，但只要因地制宜地采取综合的措施，岩溶塌陷灾害是完全可以防治的。
地面塌陷的应急处理措施方案
地面塌陷的应急处理措施 一、什么叫地面塌陷 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落.并在地面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象。 二、哪些因素会诱发地面塌陷 （1)矿山地下水采空; （2)地下工程中的排水疏干与突水作用; （3）过量抽采地下水; （4）人工蓄水; （5）人工加载; （6）人工振动; （7）地表渗水。 三、地面塌陷有什么规律 (1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与可溶岩的接触地带； (2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带，岩层剧烈转折、破碎的地带； (3)松散盖层较薄且以砂土为主，其底部粘性土层缺失或甚薄 (一般不足1-2米)的“天窗”地段； (4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上； (5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带； (6)岩溶地下水的排泄区；
(7)岩溶地下水位在基岩面上下频繁波动的地带或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段； (8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带； (9)岩溶地下水位埋藏较浅为低洼地带。 四、地面塌陷有什么前兆? (1)井、泉的异常变化；如井、泉的突然干枯或浑浊翻沙，水位骤然降落等。 (2)地面形变：地面产生地鼓，小型垮塌，地面出现环型开裂，地面出现沉降。 (3)建筑物作响、倾斜、开裂。 (4)地面积水引起地面冒气泡、水泡、旋流等。 (5)植物变态、动物惊恐。微微可闻地下土层的垮落声。 五、地面塌陷如何监测? (1)对己发现塌陷前兆现象地区的监测，主要是对地面和建筑物的变形监测，通常在地面已经开裂或建筑物开裂、倾斜的某些部位设置一定的监恻点位，然后可采用肉眼和皮尺等其进行位移或变形的定期观测，观测频率可每天观测一次。如果发现位移或变形速度加快，则要加密观测，同时要立即报警。 另外，还应对塌陷地区抽排地下水引起泉水的干涸、地面积水、人工蓄水(渗漏〕引起的地面冒气泡或水泡、植物变态，建筑物作响或倾斜、地下土层垮落声、井、孔、泉等水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常等现象进行观测。
道路路面塌陷成因分析及处理方案
运城市高铁商务区站前路、学苑路路面塌陷 成因分析及处理方案 1.工程概况 高铁站商务区站前路道路工程（K0-025- K4+079.663，暂施工至K2+585），起点与北外环相交，终点接东外环，途中与中银大道、槐东路、学苑路、规二路、安中路相交。学苑路道路工程（K0-044.032-K0+866）,起点接学苑北路与北外环的交点，终点接站前路，途中与站一路、站二路相交，是原学苑路的向北延伸。站前路道路红线宽50m，绿线90m，学苑路道路红线宽50m，绿线80m。道路类别为城市主干路，其中包括机动车道、非机动车道、人行道。由于持续几天的强降雨，站前路、学苑路非机动车道、人行道路面出现不同程度的塌陷。非机动车道小面积塌陷情况居多。人行道均为小面积塌陷但塌陷情况不严重。 2.工程地质条件 根据山西第八地质工程勘察院2012年7月提供的《运城市高铁站区站前路工程地质勘察报告》，场地地基主要为：第四系上更新统风积层（Q3eoi），第四系上更新统冲积层（Q3eoi）。岩性为粉土、粉砂为主。现依层序分述如下： 第①层粉土（Q3eol） 以浅黄色为主粉土，稍湿，稍密，夹有钙质结核，含有白色菌丝，偶见虫孔，植物根系，摇震反应中等，干强度低，韧性低。上部0.3为种植土。高等压缩性，压缩系数al-20.20-0.99MPa-1，平均0.60MPa-1；标准贯入实验实测击数3-18击之间，平均8.7击。承载力标准90KPa。 该层层厚1.5-4.8m,平均3.94m；底层埋深1.5-4.8m，平均3.94m；层底标高为374.0-387.47m，平均383.38m。 第②层粉土（Q3al） 浅黄色，稍湿，稍密-中密，具针状孔隙，局部夹少量钙质结核
地面塌陷道路交通事故责任认定
地面塌陷道路交通事故责任认定 中国作为一个历史悠久且物产丰富的国家，不仅自然资源富饶，同事也存在许多自然灾害，比如地质灾害，而在地质灾害中又以地面塌陷最为显著。作为地质灾害，地面塌陷是无可避免的，那么由此引发的交通事故又该如何进行责任认定呢?▲地面塌陷道路交通事故责任认定的根据是什么呢?在下文中，将进行详细解答，请您继续阅读。 ▲一、地面塌陷的类型 由于其发育的地质条件和作用因素的不同，地面塌陷可分为以下几种类型： (一)、岩溶塌陷 由于可溶岩(以碳酸岩为主，其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区，塌陷主要产生在土层中，称为“土层塌陷”，其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时，也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。我国岩溶塌陷分布
广泛，除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省(区)中都有发生，其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(区)最为发育。据统计，全国岩溶塌陷总数达2841处，塌陷坑33192个，塌陷面积约332平方公里，造成年经济损失达1.2亿元以上。 (二)、非岩溶性塌陷 由于非岩溶洞穴产生的塌陷，如采空塌陷，黄土地区黄土陷穴引起的塌陷，玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷，在我国分布较广泛，已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的24个省区(包括台湾省)，其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较产重，据不完全统计，在全国21个省区内，共发生采空塌陷182处以上，塌坑超过1592个，塌陷面积大于1150平方公里，年经济损失达3.17亿元。 在上述几类塌陷中，岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多，且具有较强的隐蔽性和突发性特点，严地威胁到人民群众的生命财产安全，因此在此着重论述。 ▲二、道路交通事故责任认定 道路交通安全法》实施后，交通事故中对于事故责任的认定，仍然将由公安机关交通管理部门承担。而且在十天内
岩溶塌陷类型及特征
岩溶塌陷类型及特征 一、岩溶塌陷的类型划分 我国岩溶塌陷类型繁多 （二）各种成因类型的发育特征 我国岩溶塌陷主要发育于华南的连片岩溶区。 （一）自然塌陷 在天然作用下产生的塌陷，约占总数的33%（不包括陷落柱），是各类塌陷中最多的一种。 古塌陷：形成于第四纪以前，如“陷落柱”； 老塌陷：形成于第四纪期间，具残留形态，往往为后期堆积物充填或掩盖； 新塌陷：新近时期产生，或形成时期不明，但形态保持较好。它们多发育于地下水变化迅猛的岩溶山地的洼地、槽谷中，塌陷范围小。强度弱，往往呈单个坑零星分布，塌陷规模随结构不同而差异很大。按其成因，又可分为： 1.暴雨引起的塌陷：暴雨可导致土体迅速充水和地表水的强烈渗透，并在一定条件下引起岩溶地下水位的急剧上升而产生正压冲爆作用，易于产生塌陷。 2.洪水引起的塌陷：在近岸地带第四系冲积层中潜水位和岩溶地下水位均随洪水位而波动，由于两者渗透性的差异，在波动过程中不但可产生有利于渗透潜蚀作用的附加水头，而且还产生正负压力的作
用，这些作用都可导致塌陷的产生。 3.重力引起的塌陷：在岩溶发育过程中，地下洞穴，管道在崩塌作用下不断扩展，最后导致顶板盖层在重力作用卞失稳陷落的现象。在岩溶山区并不罕见。岩溶漏斗、地下河天窗岩溶障谷、天生桥等地岩溶形态有许多就是塌陷的遗迹，这些基、岩塌陷规模一般较大，形成之后一般不再复活。 4.地震引起的塌陷：在构造地震作用下，在覆盖层比较薄弱的地段也可产生一系列的塌陷，如1853年2月在湖南新宁，5级地震的历史记载c“有声如雷，陷成七潭，大小不一，皆有水涌出”。此外，近几十年来地震塌陷也常有，如：1976年唐山地震引起数十处塌陷等。 （二）人类活动诱发的塌陷（简称人为塌陷） 是由于人类的工程;经济活动，改变了岩溶洞穴及其上覆盖层的稳定平衡状态而引起的塌陷，约占总数的60%，可见人为作用已成为现代塌陷的重要动力。人为塌陷按成因又可分为坑道排水或突水、抽汲岩溶地下水、水库蓄引水、震动加载及表水、污水下渗引起等类型塌陷+前三者共古人为塌陷的92%. 1.坑道排水或突水引起的塌陷 是指由于矿坑、隧道、人防及其它地下工程排水或突水引起的塌陷，其中以矿坑排、突水塌陷为主，占人为塌陷的17%. 岩溶地区由于矿产资源的开发，矿坑排水或突水引起的塌陷较为频繁。凡处于复盖岩溶区的矿区，在其排水疏干过程中，几乎都不可
武汉市岩溶地面塌陷
武汉市岩溶地面塌陷 武汉市岩溶地面塌陷发生过多次，损失巨大。本文介绍了岩溶地面塌陷发生的成因和诱发因素，并依照武汉市的岩溶特征，提出相应的防治对策与预警方法，对武汉市的岩溶地面塌陷防治有一定的意义。 关键词：武汉市；岩溶地面塌陷；防治；预警 1. 引言 武汉市地处我国中部，属亚热带大陆季风气候；区内分布南北3条近东西向覆盖型碳酸盐岩条带，碳酸盐岩主要为石炭系中统黄龙组(C2hl）灰岩、二迭系下统栖霞组（P1q）灰岩夹炭质灰岩及三叠系下统大冶组（T1d）灰岩、泥灰岩[1]；武汉市岩溶主要分为覆盖型和埋藏型，裸露型岩溶极少分布。1978年至今已发生十多起岩溶地面塌陷灾害，且近来越发频繁，其中尤以青菱乡烽火村（2000年4月）塌陷规模和损失最大，可见武汉市属于岩溶地面塌陷多灾区。若能成功防治预警岩溶地面塌陷的发生，将会产生巨大实际意义。 2. 岩溶地面塌陷的成因及诱发因素 2.1 岩溶地面塌陷的成因 岩溶地面塌陷的形成一般具备以下三个条件：（1）出现在以一定厚度土体为盖层的覆盖型岩溶区，一般认为，覆盖层厚度<10m者，塌陷严重；10~30m者，容易塌陷；>30m者，塌陷可能性很小；（2）覆盖层以下可溶性基岩浅部岩溶发育，顶界面上有开口岩溶管道（落水洞、岩溶竖井），具有搬运、储存大量冲蚀物所必需的通道和空间；（3）具有引起土体变形、破坏的作用力，该作用力的主要来源是地下水静、动水压力和土体自重。[2] 通过查阅武汉市岩溶塌陷记录资料，发现历次塌陷的发生均具有上述条件。塌陷区上覆土层均为第四系全新统松散堆积物（Q4），属长江一级阶地中、前部，地表上层较薄（厚5m左右），物理力学指标低（Ps值一般仅为0.5MPa）；中下部砂土层疏松，f值一般在0~5MPa,在地下水的内动力作用下极易被潜蚀；一旦砂粒流失，常形成土洞或扰动土层，表明岩溶地面塌陷处于发育阶段。在一定外力或自重作用下，即发生地面塌陷。 2.2岩溶地面塌陷的诱发因素 市内岩溶地面塌陷诱发因素可分为自然因素和人为因素。对武汉市历次岩溶地面塌陷考察发现，除1978年中南轧钢厂材库塌陷因过度抽取地下水诱发外，其他各处塌陷基本上都属自然因素造成——地下水循环过程中发生潜蚀作用造成的。 2.2.1自然因素诱发的地面塌陷 该类因素包括降雨、地表积水入渗以及地下运动加剧，在剧烈的地下水运动中会导致含水层介质（砂土类）被地下水潜蚀并运移走而形成土洞。降雨或地表积水会使表层土体软化或强度降低造成洞顶失稳而发生塌陷。如：陆家街地面塌陷，塌陷前地面排水设施堵塞，积水遍地，同时5月份降水3021mm，5月8日一天降量达103.7mm，5月10日即发生塌陷。丁公庙、范湖乡金水村及毛坦港等塌陷也都发生于丰水期的雨季。 2.2.2人为塌陷 人为因素主要指过量开采岩溶地下水或矿坑排水。过量开采岩溶地下水后，
在建工地发生大面积地面塌陷,事故预防及应急措施有哪些
在建工地发生大面积地面塌陷，事故预防及应急措施有哪些 11月23日凌晨5点30分，杭州望江隧道江北工作井南侧20米位置发生局部塌陷，塌陷区域面积约150平方米，造成望江东路之江路-富春路段通行受到影响，现场周边无人员伤亡情况发生。 望江隧道项目部立即启动应急预案，对周边道路进行封闭管控，对周边市政管线启动了应急保护处置程序，并立即组织专家赶赴现场，按照既定的应急抢险预案采取回填加固措施紧急处理，8:30左右，事态得到基本控制。 经专家初步判断，望江隧道江北工作井正处在左线盾构机的接收准备阶段，主要由于在拔出冷冻管时，地下承压水击穿上部粘土冻土隔水层，导致了地下水渗漏并造成现场塌陷。 对此，施工方进一步采取了对地面塌陷部分进行砂土回填、对盾构接收井进行土方回填、进行地下水降压处理、对塌陷区周边加强监测等一系列有效措施。事故发生后，根据监测数据等指标分析，望江隧道盾构机和已建成结构未受影响。为确保地下市政管线安全，也采取了临时接割等应急措施，保障周边市民生活不受影响。 地面塌陷的应急处理措施 一、什么叫地面塌陷 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落.并在地面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象。 二、哪些因素会诱发地面塌陷 （1)矿山地下水采空; （2)地下工程中的排水疏干与突水作用;
（3）过量抽采地下水; （4）人工蓄水; （5）人工加载; （6）人工振动; （7）地表渗水。 三、地面塌陷有什么规律？ (1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与可溶岩的接触地带； (2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带，岩层剧烈转折、破碎的地带； (3)松散盖层较薄且以砂土为主，其底部粘性土层缺失或甚薄 (一般不足1- 2米)的“天窗”地段； (4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上； (5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带； (6)岩溶地下水的排泄区； (7)岩溶地下水位在基岩面上下频繁波动的地带或受排水影响强烈的降落漏 斗中心及近侧地段； (8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带； (9)岩溶地下水位埋藏较浅为低洼地带。 四、地面塌陷有什么前兆? (1)井、泉的异常变化；如井、泉的突然干枯或浑浊翻沙，水位骤然降落等。 (2)地面形变：地面产生地鼓，小型垮塌，地面出现环型开裂，地面出现沉降。 (3)建筑物作响、倾斜、开裂。 (4)地面积水引起地面冒气泡、水泡、旋流等。 (5)植物变态、动物惊恐。微微可闻地下土层的垮落声。 五、地面塌陷如何监测? (1)对己发现塌陷前兆现象地区的监测，主要是对地面和建筑物的变形监测，通常在地面已经开裂或建筑物开裂、倾斜的某些部位设置一定的监恻点位，然
第六章 主要城市岩溶塌陷
第六章全国主要城市岩溶塌陷 岩溶塌陷是指岩溶洞隙上方的岩土体在自然或人为因素作用下发生变形破坏，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种岩溶动力作用与现象。 一、岩溶塌陷的危害 近年来，随着岩溶区国民经济的飞速发展，土地资源、水资源和矿产资源开采的不断增强，岩溶塌陷问题日益突出，严重妨碍了城市经济建设与发展。岩溶塌陷可毁损民房，毁坏建筑及农田，破坏铁路、公路、桥梁等交通设施，威胁人民生命安全，交通矿山、水电工程、军事设施、农业生产、城市建设及人民日常生活深受其害。据不完全统计，全国有40余座矿山、25条铁路先和数百座水库长期遭受岩溶塌陷的困扰。 例如：1979、1985年贵昆线铁路因岩溶塌陷先后发生了2次列车颠覆事件，直接损失2000多万元；1999年广西合山电厂塌陷，大量的煤灰水溃入使朔河矿矿井被淹；安徽淮南的岩溶塌陷造成近百亩果园农田被毁；湖南娄底的矿区岩溶塌陷破坏房屋374幢、农田600公顷、桥梁4座并造成66个泉点干枯断流；广西玉林的岩溶塌陷威胁人口437多人，潜在经济损失达1935万元。 二、主要城市分布规律与岩溶发育特征 2.1 岩溶塌陷的分布规律 我国可溶岩分布面积达365万Km2，占国土面积的1/3，是世界上岩溶最发育的国家之一。岩溶类型划分有不同的原则。可溶岩的出露状况，例如裸露、半裸露、覆盖和埋藏的情况不同，相应岩溶的发育情况也有很大的差异性。中国岩溶主要类型分布如图1所示。 本次综合研究中有14个省区的68个城市存在岩溶塌陷，共计1312处（图2）。塌陷以南方的广西、广东、浙江、湖南、江西、云南等省区最为发育（图3），上述六省发生数量已达1089次，占本次统计的83%。 从地貌上看，岩溶塌陷多分布在峰丛洼地及谷地地貌中，从地形上看，岩溶塌陷多分布在低山区、河谷平原区及溶蚀丘陵区。
关于岩溶地面塌陷地灾评估
评估区处于溶蚀谷地地貌地貌，上部为第四系覆盖层，下伏基岩为下二叠统茅口组（（P1m））厚层块状灰岩。建筑物区大部分为覆盖型岩溶地区，场地上覆灰岩溶蚀残余堆积土，主要为棕黄-褐黄色粘土，矿区南东面洼地较厚，为0.2-3.5m，矿区内山坡较薄，厚0.1-0.3m，平均为0.2m。下伏石炭系碳酸盐岩岩溶中等发育，发育一些溶蚀裂隙和溶沟、溶槽，规模小，溶洞高0.3～3.5m，充填软塑状粘性土，其上覆土体厚度一般0.5～3.5m，岩溶地下水埋深较大，地下水汇集于溶蚀裂隙、岩溶管道中径流，评估区面积较大，局部地段土层中可能存在未揭露的土洞。据区域地质资料该层岩石岩溶中等发育，在上覆新增荷载、振动等作用下，或气候的异常变化使地下水位升降幅度过大，造成地下水位反复升降，及施工时机械荷载、堆填荷载、爆破、碾压振动等作用下将导致岩溶地面塌陷的发生，危及施工设备及人员，预估直接经济损失约<100万元。 本项目岩溶地面塌陷地质灾害预测，采用铁道部第二勘测设计院陈国亮（1994）《岩溶地面塌陷的成因与防治》以专家调查法得出的经验预测指标进行预测，该方法以岩溶地面塌陷的三个基本条件（地下水、覆盖层、山溶（地貌与岩溶））作为评估依据，总指标为100；以降水入渗为主的地段，水位指标为40，预测地段近期曾发生塌陷，指标为100。 判别标准：指标≥90，为极易塌陷地段。 指标为71～89，为易塌陷地段。 指标≤70，为不易塌陷地段。
岩溶塌陷经验预测指标表表6 注：评估区对岩溶塌陷的影响因素取值是根据本次评估调查及收集前人资料整理而成。 本项目已建场地和未来采场岩溶地面塌陷地质灾害预测指标见表6，预测场地综合指标值为82，属于岩溶易塌陷地段，但现场调查场地周边区域未发生过岩溶地面塌陷地质灾害。因此工程建设引发岩溶地面塌陷地质灾害的可能性中等，危害程度小，危险性小。
岩溶地面塌陷区地质灾害治理方法
岩溶地面塌陷区地质灾害治理方法摘要：岩溶地面塌陷区主要是指地表以下隐藏大面积溶蚀洞穴、漏斗及管道，在经过内外力作用下所发生的地面塌陷变形破坏现象。由于我国土地辽阔，地质形态多样，岩溶以不同形态分散在全国各个地区。更重要的是随着城镇化进程的进一步加快，人类活动的频繁，人类工程活动中产生的岩溶地面塌陷数量也呈现出上升趋势，且常出现在人口聚集的地区，对于地面建筑和人身安全构成严重威胁。对此展开对岩溶地面塌陷区地质灾害成因分析，地面塌陷区地质灾害治理方法研究，对于协调人与自然和谐发展，实现地方生态和经济协同发展具有现实意义和理论意义。 关键词：岩溶地面；塌陷区；地质灾害；治理方法 岩溶地面塌陷区多发生在碳酸盐地区、钙质碎屑岩等可溶性岩石分布区域。激发岩溶地面塌陷灾害的的成因多样，直接原因是大量降雨、干旱等自然因素。而间接原因是由频繁的人为活动所导致的，如，人类活动对该区域进行大量的抽排水、大开挖、深开采等人为破坏地下饱和生态水。人为因素导致下的塌陷灾害具有突发性强、破坏性大等特点。因此展开对岩溶地面塌陷区的地质灾害治理防范研究是实现社会可持续发展的重要课题。 一、岩溶地面塌陷地质灾害现状 在不同的地区以及不同地质条件和外力的影响，岩溶地面塌陷地质灾害现状表现多样：如突发形成深坑、旋涡，逐渐形成岩溶漏斗，断裂带，在下坡地带可能会出现滑坡、泥石流及崩塌等现象。造成的
地质灾害有：建筑物倒塌，破坏机场、公路，溪河干枯、泉水消失，大量人员伤亡及经济损失等等。而根据我国南北不同地质条件、气象水文特点以及区域职能特点，岩溶地面塌陷区所带来的地质灾害种类是不同的。 （一）北方地区的岩溶地面塌陷区现状 北方地区主要是指长江以北的地区，该区域的岩溶地质除了古代岩溶系统之外，现代岩溶主要是以溶蚀裂隙为主。在地域分布中，主要集中在山区与平原的过渡段，如，在辽宁省的南部、山东的泰安、枣庄、莱芜等地区。 （二）南方地区的岩溶地面塌陷区现状 长江以南地区碳酸盐分布广泛，且气候气候温热湿润，植被茂密，地质构造多为紧密的褶皱和密集的断块，因此现代岩溶十分发育，并呈区域性集中发育。在区域上形成岩溶管网。以下为贵州某地区最有代表性的岩溶集中发育区，也是最易出现岩溶塌陷区的范围。 （三）矿山采空区地面塌陷区的现状 矿山采空区的地面塌陷是现代社会发展中的一种重要的地面塌陷形势，矿山采空区地面塌陷区还代表着我国社会建设中的工程项目的地面塌陷区情况。目前，矿山采空区所带来的地面塌陷主要分布在全国20个省区市，在塌陷区地质灾害治理过程中，必须能够重视矿山采空区所带来的地面大面积塌陷、滑坡、泥石流等地质灾害防治。 二、岩溶地面塌陷地质灾害的成因 （一）岩溶地面塌陷区的岩土体内部条件的影响
地面塌陷特征及其遥感识别方法研究
第20卷 第3期地质灾害与环境保护 Vol.20, No.32009年9月 Journal of Geological Hazards and Envir onment P reservation September 2009 文章编号: 1006-4362(2009)03-0008-05 收稿日期: 2009206203 改回日期: 2009207202 地面塌陷特征及其遥感识别方法研究 张敦虎,卢中正,强建华,曾光,马露 (中国煤炭地质总局航测遥感局,西安 710054) 摘要: 地下矿产资源的开采会引发地面塌陷,这已成为严重制约矿区可持续发展的重要因素。其主 要表现形式有:塌陷盆地、塌陷坑、地裂缝、滑坡崩塌等,并引发道路污染和道路改线及居民地和水系的变化。在矿山开发多目标遥感调查与监测过程中,这种地质灾害现象较为突出。本文在总结了地面塌陷的主要类型及其特征的基础上,对塌陷地的遥感识别方法进行了分析和研究。 关键词: 地面塌陷;遥感;矿山开发 中图分类号: P 642.26 文献标识码: A 地下矿产资源的开采会引发地面塌陷,不仅破坏土地资源,导致生态环境恶化,而且破坏人民的生产生活设施,进而诱发一系列社会、经济问题。快速准确地获取塌陷信息是矿区环境综合治理和塌陷区 复垦的重要条件。地面塌陷的形状、规模与其采矿方式、所处地形、地貌条件相关。大规模的塌陷可以有数万公顷,小规模的塌陷地仅有数百平方米,对塌陷地的调查传统上常采用实地测量方法,但因工作量大、成本高、时效性低,难以及时准确地获取塌陷地信息。遥感图像可以真实地记录区域地面实况,在塌陷地监测与识别方面具有明显的优越性[1] 。本文在分析了地面塌陷的形成机理、主要表现形式及其对土地资源和生态环境影响的基础上,对塌陷地在遥感影像上的解译标志进行了详细的研究。 1 地面塌陷的主要表现形式 煤炭及其他矿产资源的开采破坏了岩体内部原有的力学平衡状态,当开采的面积达到一定范围之后,起始于采场附近的移动和破坏扩展到地表,造成地表移动、变形和破坏。当采动引起的移动与破坏稳定后,按岩层破坏程度的不同,岩体内大致分成3个不同的开采影响带,简称/三带0,即冒落带、裂隙带、弯曲带[2](图1)。 然而不同的地质结构模型、地质采矿参数将诱 ?.冒落带;ò.裂隙带;ó.弯曲带 图1 覆岩移动上三带示意图 Fig.1 A sketch map shows the three belts of over lap r ocks movement 发不同类型的塌陷。根据对典型矿区地面塌陷的调查和分析,总结出地面塌陷的以下表现形式。 (1)塌陷盆地 当采空区影响到达地表以后,在采空区上方的地表形成一个比采空区大得多的洼地,这种洼地称为塌陷盆地[3]。在开采急倾斜煤层的条件下,当采深与采厚的比值较大时,地表可能出现一种台阶状平底塌陷盆地,这种塌陷盆地的范围很大,边坡较陡,台阶数少。在一些地下水资源丰富的平原地区,由于地下水位埋藏较浅,会导致塌陷盆地常年积水或季节性积水,不但破坏了生态环境,还对当地居民的生产生活构成了威胁,如图2所示。
地铁车站地面塌陷原因分析及处置方案
**站西端头地面塌陷原因分析 及处置方案 一、塌陷险情情况 20**年**月**日下午**时**分，现场巡视人员汇报，**站西端头井北侧围挡下方发生地面塌陷，塌陷位置在**站西端头井北侧约5米，塌陷南北向宽度约3米左右，东西向宽度约6米左右，深度约1.5米左右，塌陷边缘距离房屋约6.5米，塌陷处部分管线可见，无破损，坑内可见泛黄污水。 二、协调处理情况 项目部接到塌陷情况汇报后，立即上报监理、业主，同时组织现场人员立即对塌陷范围进行隔离并做好安全防护设施，并对周边进行加密监测，监测频率增加为4小时/次。 经多方协调，对坍塌部位进行加固回填，对破损地面进行破除，并重新浇筑混凝土；为预防次生灾害发生，并安排人员进行现场轮值巡视。 三、原因分析 塌陷部位位于盾构始发掘进右后方，**站西端头地铁盾构已掘进55米，且洞门封闭和注浆均已完成，端头降水已停止7天，近期该处未进行任何施工。 该部分居民住宅在90年代后期建设，围墙下方位置均设置简易排水接口，排污口不畅；既有地面裂痕较多，且近日连续阴雨，管线渗漏冲刷较久；且该地段为沙土，自稳能力极差，极易造成坍塌，导
致下部土体水土流失，是造成本次塌陷的主要原因。 四、下步采取措施 1.采用地质雷达对污水管道沿线带自建排水口部位进行探测，若发现存在空洞，及时上报业主单位，与地方政府和村民沟通，征得同意后进行注浆加固。 2.派人对沿线进行巡视，对发现的路面及房屋裂纹、坍塌及时进行处理。 3.对淤积的排污井及时进行疏通，避免对土体进行浸泡，减小水土流失，避免再次发生坍塌。 4.对地面沉降及房屋变形加大施工监测频率，一旦发现数值报警，立即根据报警等级采取不同措施，确保安全。 5.根据监测数据及时对掘进参数、注浆量等进行调整，减小路面沉降量及房屋变形量。
岩溶发育区地段
岩溶发育区地段，一般地质结构复杂，表现在溶洞、裂隙比较普遍，岩面倾斜较大。 本桥地质情况由上至下依次分别为杂填土、粘土、粉质粘土、含碎石粉质粘土、弱风化结晶灰岩及微风化结晶灰岩，灰岩溶岩发育。溶洞大概可分为4类，即空溶洞（12个）、多层溶洞（9个）、大型溶洞（H＞4m的8个）、有充填物溶洞（21个）。类型主要以有填充物溶洞为主，其充填物主要有半充填淤泥质土、砂砾、碎石、卵石、粘土等。最大溶洞为左3 #－３孔，高19.4m。右2#－3孔为6层溶洞。多层溶洞一般高度较小。C匝道9#墩、10#墩、11#台；主线1#桥5#墩均处在岩溶较发育地区。 地下水主要为第四系冲洪积层的孔隙潜水和弱风化结晶灰岩中的裂隙水，地下水以接受大气降水补给为主，一般见溶洞孔的水位均偏低。葵涌镇南部中冠公司至高圳头一带河谷之下及其两侧隐伏着下石炭系灰岩、大理岩，岩溶比较发育，岩溶水赋存于岩溶之中。本桥址地下水对桩基有中等腐蚀，桩基混凝土应采取二级防护措施。 岩溶地区桥基的勘探首先应采用物探，查明桥位区岩溶的发育规律、不同地段的岩溶发育强度和发育特点，第四系的地层岩性、层序、觉积厚度、结构特点。在充分研究初探的基础上，布置钻探工作，主要查明每个基础范围内岩溶的发育规律、基本形状、规模大小，洞穴顶板岩层厚度、完整性，洞内充填物性状。评价桥基的稳定性，可能时提出洞穴顶板岩体的安全厚度，对影响桥基稳定的岩溶洞提出工程措施。 ① 详细掌握溶洞出现的位置，并推断其范围大小。 ② 对有溶洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究，制订适当的施工方案和施工技术保障措施。 ③ 每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。
岩溶地面塌陷类型及其发生、分布规律
岩溶地面塌陷类型及其发生、分布规律 近年在一些城市圈内的隐伏岩溶分布区，岩溶地面塌陷时有发生。如武汉、广州、深圳等大城市，由隐伏岩溶造成覆盖层地面塌陷曾导致居民财产严重受损，或建筑工程停顿，或堤防受损加固，其经济损失非常巨大。其中以武汉市最为突出，2000年4月近郊的烽火村出现22个塌陷坑，造成49栋农居楼房易地重建，经济损失500余万元；2008年4月汉南纱冒镇邻近长江大堤发生地面塌陷，仅加固堤防就耗资近3000万元；深圳某体育中心，施工过程中发生地面塌陷，不但使工程停顿，还增加了大量勘探工作和加固费用，总增加投资超过1000万元。由此可见岩溶地面塌陷的危害之大。 岩溶地面塌陷这一不良地质现象，似乎是大家都熟知的一种地质灾害。但事实证明，许多人对它的实质含义、类型、发生及分布规律并不真正了解，甚至存在一些误区。比如一遇到地面塌陷就误认为是地下溶洞发生垮塌，这类塌陷本来是一种自然的物理地质现象，人为活动在多数情况下是诱发因素，只是在特殊情况下成为主导因素。但在塌陷发生后，往往是不分青红皂白地追究人为责任，而不去深入探讨自然规律。有鉴于此，特作如下阐述。 一、定义 所谓“岩溶地面塌陷”，是指隐伏在第四纪覆盖层下的可溶岩中存在岩溶空洞，且存在与覆盖层相连的通道。在某些自然因素或人为因素作用下，覆盖层物质沿着岩溶通道漏失到岩溶空洞中，引起覆盖土体发生塌陷，导致地面出现塌陷的自然现象。这里要强调两层含义，一是“地面塌陷”，二是“覆盖层土体”塌陷，而非可溶岩溶洞塌陷。 二、机理 不同地质条件具有不同的塌陷机理。最早流行的是“潜蚀”机理。上世纪80年代出现了“真空吸蚀”机理。本文提出“潜蚀——液化——漏失”机理。实际情况是三种机理并存，不同地质条件下的塌陷符合不同机理。 1、潜蚀机理 所谓“潜蚀”是泛指地下水在运动过程中不断带走土中物质的机械作用过程。岩溶
地面塌陷类型原因
地面塌陷的形成原因复杂，类型很多，常见的分类有如 (1)根据形成塌陷的主要原因，分为自然塌陷和人为塌陷两大类。 前者是地表岩石、土体由于自然因素作用，如地震震动、降雨雨水向地下渗 透、自重压力、地下潜蚀掏空等，引起地面向下陷落； 后者是由于人为作用导致的地面塌落，如在地下采矿、坑道排水或施工中发 生突水、大量开采地下水、水库蓄引水等。在这两大类中，根据引起塌陷的具体 诱发因素又可进一步分为许多类型，如·69· 地震塌陷、矿山采空区塌陷、降雨人渗塌陷、排水塌陷、抽水塌陷、蓄水塌陷、 地面荷载过重塌陷、爆破及其他振动塌陷等。 (2)根据塌陷区是否有岩溶现象存在，分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷。岩溶地面 塌陷主要出现在存在地下岩溶（即隐伏岩溶）的地区，其分布广、 数量多、发生频率高，诱发因素多，且具有较强的隐蔽性和突发性特点。 非岩溶地面塌陷根据塌陷区岩石和土体的性质，又可进一步分为黄土高原区的黄土塌陷、火山熔岩分布区的熔岩塌陷和冻土区的冻融塌陷等多种类型，其中黄土塌陷主要分布在西北黄土高原区，分布与危害范围较大，后几种塌陷的分布与危害范围相对较小。 (3) 根据地面塌陷所形成的塌陷坑的数量和大小，地面塌陷一般分为 4 个等级：①小型塌陷：塌陷坑洞 1—3 处，合计影响面积小于 1 平方千米。②中型塌陷：塌陷坑洞 4～ 10 处，合计影响面积 1~5 平方千米。③大型塌陷：塌陷坑洞 11~20 处，合计影响面积 5— 10 平方千米。④特大型塌陷：塌陷坑洞超过 20 处，合计影响面积在 10 平方千米以上。 3．人类活动对地面塌陷的产生起了什么样的作用？ 不合理的人类活动就有可能诱发或加剧地面塌陷的发生，对地面塌陷有重要影响的几种主要 人类活动及其作用如下： (1)矿山地下采空：地下采矿活动造成一定范围的采空区，使上方岩石、土体失去支撑，从 而导致地面塌陷。我国已有许多矿区发生了这类地面塌陷，并产生了相当程度的危害。如山西省内八个主要矿务局所属煤矿区的地面塌陷，已影响到数百个村庄、数万亩农田和十几万 人的正常生产和生活。 (2)地下工程中的排水疏干与突水（突泥）作用：矿坑、隧道、人防工程及其他地下工程等，
地面塌陷重要资料
地面塌陷重要资料 通常采用水准测量方法来精确测定地面沉降,但水准测量工作量大,对于大型城市,1 mm·km-1的精密水准观测误差,其累积仍然较大.目前 GPS(global positioning system)测量精度已经达到较高的水平,而且GPS观测简单,有很多国际GPS服务组织(International GPS Service,IGS)站的资料可以随时取用,与观测数据一起解算,并可以直接得到三维形变数据.因此GPS越来越多地用在城市形变观测中.通常做法是,在监测区域内布设一个GPS网,每隔一段时间观测一期,每期数据独立平差得到各点的三维坐标,比较各点各期坐标的变化,得到水平位移和沉降量 合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是一项新的地面观测技术，它利用合成孔径雷达(SAR)的相位信息提取地表三维信息和高程变化信息，可以监测地球表面微小变化，InSAR探测地球表面位移变化的精度可达到厘米量级。 以InSAR为基础发展起来的差分雷达干涉测量(Differential Interferometric SAR, D-InSAR)则是合成孔径雷达干涉测量(InSAR)应用的一 个拓展，是一项以SAR复数据提取的相位信息为信息源获取地表变化信息的新技术。由InSAR技术得到的干涉条纹图再进行差分可用于监测雷达视线方向的厘米级.... 地表形变监测是InSAR技术最成功，也是最能体现其优势的应用领域。从其方法技术发展过程而言，InSAR技术经历了从单时相少量SAR数据，到多时相多源数据集成处理。以常规InSAR数据处理方法为基础，分别形
成了累积干涉纹图法[18-26]（Stacking Interferograms），永久散射体干涉测量[27-30]（Permanent Scatterer Interferometry）以及角反射器干涉测量（Corner Reflector InSAR）[9,31]等技术。其中，利用PS技术研究长时间条件下地面形变的演变过程已被广泛用于辅助常规大地测量手段，角反射器测量也在局部低相干区域特殊变形体的监测中发挥作用。 InSAR技术的核心是利用相位观测值获取目标的几何特征及变化信息。 由于干涉相位对微小形变极其敏感，毫米级的形变在干涉相位中都会有所反映。因而，利用重复轨观测获取的干涉相位，通过差分处理去除两次观测相位中的共有量（平地效应、地形相位和大气延迟等），可以得到 形变相位，进而反算形变量。这就是差分干涉测量（D-InSAR）监测地表形变的基本原理。 地面形变是煤矿开采过程中最常见、也是危害性最大的矿区地质环境灾害，其发生形式主要包括地面塌陷、地面沉降和地裂缝三种类型。地裂缝作为一种内外作用力以及人类活动等因素的作用引发的地质灾害，在世界许多国家普遍存在，其中以中国和美国地裂缝灾害最为严重[1]，其发生频率和灾害程度逐年加剧。其中地面塌陷又分为熔岩塌陷以及采空区塌陷两种。 (1)塌陷盆地 当采空区影响到达地表以后，在采空区上方的地表形成一个比采空区大得多的注地，这种注地称为塌陷盆地。在开采急倾斜煤层的条件下，当采深与采厚的比值较大时，地表可能出现一种台阶状平底塌陷盆地，这种塌陷盆地的范围很大，边坡较陡，台阶数少。在一些地下水资源丰富的平
地质灾害崩塌、滑坡、地面塌陷监测
地质灾害崩塌、滑坡、地面塌陷监测 ①绝对位移监测：是基本常规监测方法，用监测点的三维坐标，得出测点三维变形位移量、位移方位与位移速率。崩塌、滑坡的监测点分为地表和地下监测。 ②相对位移监测：是了解灾害体变形部位点与点之间相对位移变化（张开、闭合、下沉、抬升、错动等）的一种常用的监测方法。主要用于裂缝、崩滑带、采空区顶底板等部位的监测。 ③倾斜监测：是对地面及地下（钻孔）倾斜监测。监测地面或建筑物的倾斜方向和倾角变化及崩滑体内（钻孔）倾斜变形。 ④声发射监测：检测岩体破裂时产生的声发射信号。采用声发射仪检测岩音频度[单位时间内的声射事件次数（次／分）]、大事件[单位时间内振幅较大的声发射事件次数（次／分）]、岩音能率[单位时间内声发射释放能量的相对累计值（能量单位／分）]，用以判断岩体变形情况及稳定状况，并进行预测预报。 ⑤应力监测：在地表或地下（钻孔、平斜硐内）埋设地应力计，测量灾害体内地应力的变化情况，分辨拉力区、压力区及压力变化，用以推断岩体变形。 ⑥地下水监测：对测区内的地下水露头（人工的和天然的）进行系统的水位、水量、水温、水质等项目的长期监测（有条件可以设置孔隙水压监测）。用以掌握区内地下水变化规律，分析地下水与地表水及
大气降雨的关系，掌握地下水的动态特征，进行其与崩滑体变形的相关分析。当崩塌、滑坡变形破坏与地下水具有相关性时，特别是在雨季或地表水位抬升时，若崩滑体内有地下水时，应予以监测。 ⑦地表水监测：监测崩滑体周围沟谷、溪、河的水位、流速、流量，分析其与地下水的联系和与降雨量的联系、分析地表水冲蚀与崩滑体变形的联系。 ⑧气象监测：利用常规气象监测仪器如温度计、雨量计、蒸发仪等进行以降雨量为主的气象监测。由于降雨是影响崩塌、滑坡、泥石流的主要环境因素，故应进行降雨量监测，并收集气温、河流水位的数据。（2）泥石流监测 泥石流监测内容，分为形成条件（固体物质来源、气象、水文条件等）监测、运动特征（流动动态要素和输移冲淤等）监测、流体特征（物质组成及其物理化学性质等）监测。 泥石流固体物质来源是泥石流形成的基础，应在研究其地质环境和固体物质、性质、类型、规模的基础上，进行稳定状态监测；气象、水文条件监测主要为监测降雨量和降雨历时等，当上游有水库、渠道时，应评估其渗漏危险性；泥石流动态要素监测包括爆发时间、历时、过程、类型流态和流速、泥位、流面宽度、爬高、阵流次数、沟床纵横坡度变化、输移冲淤变化和堆积情况等，并取样分析，测定输砂率、输砂量或泥石流流量、总径流量、固体总径流量。
岩溶地面塌陷预测分析参考标准
岩溶地面塌陷预测分析参考标准 1、根据施工提交的先导钻孔资料完善施工图，主要内容为：修改岩溶整治平面图，划分塌陷分区（A-极易塌陷亚区，B-易塌陷亚区。C-不易塌陷亚区），完善物探剖面图，编制分段简要地质说明。 2、完成先导钻岩溶地面塌陷评分，评分参考标准如下： 3、特殊说明： （1）以上表格判定标准必须剔除钻孔人工填筑层； （2）对于裸露型岩溶，即覆盖层为0m的钻孔判定按以下标准执行。 1）覆盖层厚度为0，勘探未见溶洞的钻孔（即岩溶发育程度5分）按不易
塌陷判定，评分为65分； 2）覆盖层厚度为0，钻孔见溶洞（（即岩溶发育程度为35分），根据厚跨比确定分值（溶洞顶板厚度b，钻孔溶洞直径d）。 A、5d＜b，钻孔判定为不易塌陷，分值65分； B、d＜b≤5d，钻孔判定为易塌陷，分值85分； C、b≤d，钻孔判定为极易塌陷，分值95分; D、顶板厚度小于2m者判定为极易塌陷，分值95分。 （3）钻孔土层中遇到土洞的判定为极易塌陷，分值100分。 （4）施工区段附近近期产生过塌陷，根据调查资料结合I序施工钻孔资料划分极易塌陷区范围（分值100分）； （5）地表降水入渗致塌陷区（主要指平原、谷地、溶蚀洼地区），水的指标为25分。 （6）终孔未见稳定水位，该孔稳定水位采用前后钻孔稳定水位平均值。 （7）循环液消耗情况与岩芯破碎程度分别作评价，相互验证，取较可信的一组资料。 （8）岩芯采取率与RQD值判定时，应注意钻进时机械破碎对岩芯完整程度的影响，分别作评价，相互验证，取较可信的一组资料。 （9）对于非溶蚀破碎（机械破碎、风化破碎等）地段，可结合该段范围统计的岩溶发育程度对单孔指标分进行修正，钻孔遇洞率为10-20%地段未遇溶洞的钻孔指标分减5分，钻孔遇洞率为5-10%地段未遇溶洞的钻孔指标分减10分，钻孔遇洞率＜5%地段未遇溶洞的钻孔指标分减15分。 （10）本评分参考标准适用于路堤和已设计的路堑，未设计的路堑待施工开挖补充勘察后再行评判。
浅谈岩溶地区地面塌陷及处理
摘要 岩溶塌陷是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。岩溶地区地面塌陷是一种较为常见的不良地质现象。引起塌陷的原因往往是由于岩溶地区地下普遍存在土洞，土洞埋藏浅、分布密、发育快，顶部土体强度低，它们对建筑物的稳定性影响很大，不同程度地威胁着建筑物的安全和正常使用。本文通过对兴业县城区周边地面塌陷及处理情况的分析，总结了岩溶地区地面塌陷的类型、特征，为岩溶地区勘察和地面塌陷的处理提供一些借鉴。 关键词：岩溶地区；地面塌陷；稳定性；处理；检测 浅谈岩溶地区地面塌陷及处 理 1工程实例 兴业县地处广西东南部，北回归线以南，四周为低矮丘陵环绕，而城区位于岩溶盆地中部。兴业县城区及周边为地面塌陷多发区，2013年下半年，较多场地在地质勘探时发现较大土洞，而城区周边多处出现地面塌陷现象，甚至发生了多次因地面塌陷引起建筑物拉裂而造成的纠纷案件。如兴业县政府前面广场、中石油兴业油库、兴业县交通局新址、兴业县高中等场地，在勘探及建设时发现了直径8～15m土洞；又如兴业县环江村、庞村就出现了大面积下沉塌陷，造成了几十户居民房屋拉裂案例。
为了查明兴业县城区及周边地面塌陷原因，我院在地面调查的基础上，整理归纳十多年来的地质勘探资料进行分析，发现兴业县城区及周边形成地面塌陷多发区主要是由于其特定岩溶地质条件和大量抽取地下岩溶水造成的。兴业县城区上覆土层主要为冲洪积黏性土、粉土、砂土层，土层强度普遍较低，下伏基岩主要为石灰岩，而基岩埋藏相对较浅为8～15m为主，浅部岩溶洞隙中等发育，遇洞率在30%～60%间，溶洞顶板较薄且破碎较多，易崩塌；地下岩溶水丰富，出水量为20～100立方左右。据查，兴业县大部分单位及居民饮用水均为抽采的地下岩溶水，如兴业县高中、兴业县医院、兴业县多家水泥厂等均打有水井抽取地下岩溶水，抽水量均在20～80立方左右。经过长期采取地下水，溶洞顶板附加应力增加而崩塌，上覆土层不断被潜（冲）蚀流失形成土洞，土洞顶板失稳引起了地面塌陷。 2地面塌陷成因分析 岩溶地区地面塌陷情况是一种非常普遍的现象，根据塌陷的形成机理，一般分为3种，分别为：岩溶地区上覆土层的塌陷、岩溶溶洞顶板塌陷及上覆土层和下伏基岩溶洞顶板同时塌陷。而岩溶基岩溶洞顶板塌陷多为早期形成，而上覆土层塌陷多为近期形成，而同时塌陷主要发生在岩溶洞隙埋藏浅的地段。通过对上述案例分析，形成地面塌陷的直接原因是先期岩溶顶板塌陷、上覆土体流失形成土洞后，上覆土体塌陷，而其根本原因是大量抽取地下水造成。由于土洞形成受地层岩性、水文地质、岩溶发育、地表排水以及人为改变地下水动力条件等诸多因素的影响，又决定了土洞和地面塌陷的不均性。下面通过对岩溶塌陷区的地层岩性、地质构造、水文地质情况的综合分析，探讨岩溶地区地面塌陷的成因条件： （1）地层岩性