岩溶地面塌陷区地质灾害治理措施分析

浅谈岩溶塌陷成因及防治措施------------------以桂西南某铝厂岩溶塌陷勘察为例摘要：岩溶在我国广泛发育，岩溶塌陷为岩溶地区常见的一种地质灾害现象，对正常的生产和生活有着极大的不良影响。

本文结合实际案例，对岩溶塌陷的形成因素及机理进行探讨分析并提出相关治理措施建议。

1 岩溶背景岩溶，主要指水流对碳酸盐岩等可溶性岩石以化学作用为主，机械作用为辅的地质作用过程及其所产生的现象。

广西华银铝厂位于广西省百色市德保县，地处桂西北，为岩溶强烈发育区。

我国的岩溶发育广泛，碳酸盐岩的分布，有346.3万km2，碳酸盐岩出露面积有90.7万km2，从北方小兴安岭到南海诸岛，从青藏高原到宝岛台湾，都有岩溶发育。

其中以山西高原及邻近省区，到华南云、桂、贵，包括川、鄂、湘的部分地区最为发育。

山西岩溶高原蕴藏丰富的煤炭资源，其两侧的华北油田潜山型储集层和鄂尔多斯油田深部碳酸盐岩储集层，构成我国重要的能源基地，西南岩溶区及华南岩溶区蕴藏着我国最主要的有色金属和磷矿资源，不仅在岩溶区有丰富的固体矿产资源，我国四分之一的地下水资源也是分布于岩溶区。

此外，岩溶地区造成的地貌成就了一批著名的风景名胜，桂林山水、云南石林、四川黄龙九寨沟等风景区。

因此岩溶在我们的生产生活有着重要意义。

2 岩溶塌陷岩溶地面塌陷简称岩溶塌陷或塌陷，是岩溶地区常见的一种动力地质现象，亦是岩溶地区一种特殊的水土流失现象。

它是岩溶发育过程中，自然界岩土、水、气多相平衡状态遭受破坏后，地表岩土体向下部岩溶空间流失，由不平衡状态向平衡状态发展的一个阶段。

这种现象，在天然状态下可以产生，但发展缓慢。

而在人类经济工程活动中，加速了自然界平衡的破坏，塌陷的产生往往十分迅速，有时规模巨大，危害严重。

该厂自从投产以来，由于厂区周边建设的加速及自然环境的变化，区域内的水文地质条件发生了改变，厂区内发生了大小规模不一的地面塌陷，这些塌陷部分已对厂内设备、建（构）筑物基础造成了安全隐患。

岩溶地面塌陷区地质灾害治理措施分析岩溶地面塌陷区地质灾害治理措施分析灾害的治理措施，当前，由于住房人口急剧增加，土地资源紧缺，住房开发渐向高层、超高层发展，由此桩基础的适用越来越频繁。

本文针对造成岩溶地区塌陷的原因进行了简单的分析，然后结合桩基设计和基坑支护以及实际的施工勘察状况对地质灾害如何治理提出了一些措施。

关键词】岩溶地面；塌陷；地质灾害；治理措施1.前言随着经济地快速发展及人们对生活质量的越来越高的要求，包括社会的发展和科技的进步等很多因素导致人们对住房提出了新的更高的要求。

地表出现了更多的高层住宅。

正是由于人类这样的需求越来越大，地产商在地面上的活动也越来越频繁，人类的活动明显超过了地表的承受能力，地表已经变得越来越脆弱，在最近几年，地面坍塌的事故也是时有发生。

所以，我们为了保证建筑物能够稳定地站住脚，合理有效地控制建筑物的沉降范围，常采用桩基础。

我国幅员辽阔，地质形式千变万化，实际情况十分复杂，所以研发经济可靠的适合的新型桩基设计是地基界一项重要的课题。

本文将结合实际的工程工作经验，对岩溶地面塌陷区如何进行地质灾害治理，及如何完成桩基设计做简要的论述。

2.岩溶地区高层建筑的地面塌陷状况最近这些年，随着城市建设脚步的加快，高层建筑在城市中越来越多，当然，在高层建筑建设过程中不可避免的会遇到很多地质问题，很多高层建筑的建设场地都是岩溶地面的塌陷区，下面将简单介绍下岩溶地区高层建筑的地面塌陷状况，简要地分析了下地质灾害的成因以便对其进行深入地研究。

其中比较有效果的就是桩基技术的引用，岩溶洞具有裂隙发育的特性，而桩基可以根据不同的裂入深度保持地基的安全。

2.1场地地质条件塌陷地常常距离水源或峡谷较近，这是由于板块的交界处常常形成河流山谷，这里也是地质活动较频繁的地区。

比如某塌陷区的岩土结构组成如下，浅层为粉粘性土构成，地表或多或少覆盖着耕土、填筑土及生活建筑垃圾；中部为软弱土层构成，在该层的中间段往下，岩土粉质会逐渐变密，在底部会出现少量的砂砾石、碎块石；基底为石灰岩，石灰岩中岩溶发育，常形成有带状溶洞、蜂窝状溶洞、溶孔及孔隙，成层性明显；在塌陷地区的地下水中会有少量的上层滞水、孔隙潜水。

地面塌陷的治理方法
地面塌陷的治理方法
(1)填堵法：填堵法是一种最常见的治理方法，在施工过程中，进行钢护筒跟进，发现漏浆时，不断地回填粘土片石混凝土，通过钻头进行夯实。

(2)强夯法：当溶洞埋深浅、溶洞较小时，通常在强夯法是把10～20吨的夯锤起吊到一定高度（10～40米），然后让其自由落下，造成较大的冲击对土体强力夯实。

(3)灌注法：施工前通过钻孔或岩溶洞口进行注浆、回填低标号混凝土，其目的是强化土洞或洞穴充填物、填充岩溶洞隙，拦截地下水流，支撑溶腔顶板，防止地面下沉。

(4)控制抽排水强度法：由于抽排水使地下水位下降，常常造成地面塌陷，因此，合理地控制抽排水的强度或者在岩溶施工地段附近严禁抽地下水，是减少塌陷产生的一个重要途径。

岩溶地面塌陷地质灾害成因及防治措施研究本文结合紫金县某村庄发生地面沉降及地面塌陷的实际情况，探析岩溶地面塌陷的原因，并在深入分析原因的基础上提出了相关的防治措施。

标签：岩溶地面塌陷防治措施1工程概况2013年5月7日，某村庄发生地面沉降局部地面塌陷，对房屋墙体产生不同程度的破坏，居民房屋地面、墙面产生不同程度的裂缝，地面产生不同程度下陷。

2010年5月，在地面沉降点附近，发生两处地面塌陷，塌陷坑长约5m，宽约5m，深约5m。

2012年4月，又发生两处地面塌陷，一处塌陷坑长4.5m，宽3.6m，深5.1m，另一处塌陷坑长4m，宽3.6m，深4m。

2012 年10 月，发生地面塌陷，塌陷坑长16m，宽10m，深30m。

2地面塌陷发生的环境地面塌陷区属第四系覆盖型石灰岩地带，地势较开阔、平坦。

地面塌陷及沉降发生地段，为养殖螺旋藻及养鳗厂附近。

地面塌陷区域及周边出露地层为：（1）第四系联圩组（Qhl）：岩性为粉质黏土、砂砾石层。

厚度变化较大，粉质黏土厚度2.4～3.0m，砂砾石层厚度在6.0～30.0m 之间。

（2）石炭系上统壶天群（C2h）：属石炭系上统壶天群，岩性主要为灰岩、细晶灰岩，底部为白云岩、白云质灰岩。

灰岩溶洞与溶蚀裂隙发育，利于地下水渗入，储存与运移。

上覆第四系松散层。

3地面塌陷区域地下水开采现状地下水开采主要有居民生活饮用水、养鳗场、螺旋藻养殖基地用水等。

（1）居民生活饮用水：塌陷区附近居民约有5770 人，按每人用水量0.15m3/d3，则居民生活饮用水用水量为866m3/d。

（2）养鳗场用水：采用四口机井开采地下水，从2010年8 月至今2014年6月，开采量为1336 m3 /d，之前开采量为现在的三倍，计4008m3/d。

（3）螺旋藻养殖基地：有五口机井开采岩溶地下水，地下水开采量平时为943m3 /d，每月最大开采量1716m3/d。

地下水开采总量为866+4008+943=6760m3/d。

岩溶塌陷治理方法岩溶塌陷应采取预防和治理相结合的防治措施。

预防措施是在查明塌陷成因、影响因素和致塌效应的基础上，为了清除或消减塌陷发生发展主导因素的作用而采取的工程措施。

如设置场地完善的排水系统，进行地表河流的疏导或改道，填补河床漏水点或落水洞，调整抽水井孔布局和井距，控制抽水井的降深和抽水量，限制开采井的抽水井段，重要建筑物基底下隐伏洞隙的预注浆封闭处理等。

对塌陷地基都需要进行处理，未经处理不能作为天然地基。

其处理措施有：（一）清除填堵法：常用于塌坑较浅或浅埋的土洞，首先清除其中的松土，填入块石、碎石，做成反滤层，然后上覆粘土夯实。

对于重要建筑物一般需要将坑底或洞底与基岩面的通道堵塞，可开挖回填混凝土或灌浆处理。

（二）跨越法：用于塌陷坑或土洞较深大，开挖回填有困难的处理方法。

一般以梁板跨越，两端支承在可靠的岩、土体上。

据广西的经验，每边支承长度不小于1.0~1.5m.（三）强夯法：把10～20t的夯锤起吊到一定高度（10～40m），让其自由下落，造成强烈的冲击对土体强力夯实。

一方面是夯实塌陷后松软的土层和塌陷坑或土洞内的回填土，以提高土体强度；另一方面可消除隐伏土洞和软弱带，是一种处理结合预防的措施。

Christain（1984）的试验：锤重15t，落距20m，将影响到地表下8～9m的深度。

利用该方法在没有其它条件限制下，可以确定4.5m以上土洞的位置。

（四）灌注法：把灌注材料通过钻孔或岩溶洞口进行注浆，其目的是强化土层或洞穴充填物、充填岩溶洞隙、隔断地下水流通道、加固建筑物地基。

灌注材料主要是水泥、碎料（砂、矿渣等）和速凝剂（水玻璃、氧化钙）。

水泥标号应大于450号。

灌浆方式可采用低压间歇定量式或循环式灌注，目的是减少浆液流失，间歇时间可控制在7～8小时左右。

（五）深基础法：对于一些深度较大，跨越结构无能为力的土洞、塌陷，通常采用桩基，将荷载传递到基岩上。

（六）旋喷加固法：在浅部用旋喷桩形成一“硬壳层”，在其上再设置筏板基础。

岩溶地区的主要工程地质问题及处理措施分析摘要：为使岩溶地区工程修建的安全性得到提升，本文进行分析在岩溶地区的主要工程地质问题。

经过调查发现，岩溶地区容易出现地表塌陷、地面变形、土洞、岩洞等地质问题，严重影响了当地建筑工程的建设，因此需要制定有效的处理措施，促进当地建筑工程顺利开展。

关键词：岩溶地区；工程地质；问题岩溶主要是指可溶性岩石，尤其是碳酸盐类岩石，比如石灰岩、石膏等，其在被含有二氧化碳的流水所蚀之后，受到沉积作用而形成的地貌。

在生活中，表现为各种形状，比如洞穴、石林、溶洞等。

这种地貌地区，在中国有着广泛的分布，多存在于广西、贵州等地区。

岩溶地貌的出现与地下水对碳酸盐类岩石侵蚀息息相关，在水流的冲击下，岩石被溶蚀，从而形状不一的沟壑、峡谷等。

岩溶的出现导致地质更加脆弱，对于建设在岩溶地区的建筑来说具有较大的挑战，所以在岩溶地区开展建筑工程的时候，需要进行地质研究，了解当地岩溶的具体情况，制定有效的处理措施。

1、岩溶地区工程地质问题1.1岩溶地基不稳定在岩溶地区，在厚厚的地表覆盖层下有石芽溶沟，并且岩体也可能存在暗河、溶洞等地貌，因此建筑物的地基处于不够均匀的状态。

而且上覆土层由于下部岩溶受到含有二氧化碳水侵蚀而产生塌陷，最终形成土洞。

而且土洞的塌陷具有一定的突发性，而且土洞的出现地方多为地下岩溶发展区域。

工业与民用建筑物的压力作用直接到达地面10m以下。

所以建筑物的地基和上覆土层进行接触，甚至也会接触到下伏基岩。

岩溶地区的土层最显著的特点是土层厚度过高，土层空隙过多等。

所以地基非常容易出现不均匀沉降，使建筑物的地基出现倾斜，破坏甚至破坏。

1.2岩溶地表塌陷岩溶地表塌陷常发生在覆盖型岩溶分布的区域，由于人为活动所导致岩溶地表出现塌陷的主要原因为施工过程中抽取地下水或者施工不慎导致地下水位明显提升，导致原本的岩溶水流向或者形态出现变化，进而导致土层承受能力下降，导致岩溶地表的脆弱程度加深，出现土体塌陷的现象。

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。

吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§13.2岩溶塌陷的灾情评估及防治措施一、岩溶塌陷的概念及产生原因岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体，在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏，其结果多形成圆锥形塌陷坑。

岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。

激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。

岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。

1. 可溶岩及岩溶发育程度可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础，而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。

大量塌陷事件表明，塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区，部分发育在埋藏型岩溶分布区。

溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约，一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。

岩溶的发育程度和岩溶洞穴的开启程度，是决定岩溶地面塌陷的直接因素，可溶岩洞穴和裂隙一方面造成岩体结构的不完整，形成局部的不稳定；另一方面为容纳陷落物质和地下水的强烈运动提供了充分的空间条件。

一般情况下，岩溶越发育，溶穴的开启性越好，洞穴的规模越大，则岩溶地面塌陷也越严重。

2. 覆盖层厚度、结构和性质松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分，由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。

塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。

据南方十省区统计，土层塌陷占塌陷总数的96.7%。

3. 地下水运动地下水运动是塌陷产生的动力条件——主要动力。

地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素，地下水径流集中和强烈的地带，最易产生塌陷，这些地带有：（1）岩溶地下水的主径流带；（2）岩溶地下水的（集中）排泄带；（3）地下水位埋藏浅、变幅大的地带（地段）；（4）地下水位在基岩面上下频繁波动的地段；（5）双层（上为孔隙、下为岩溶）含水介质分布的地段，或地下水位急剧变化的地段；（6）地下水与地表水转移密切的地段。