岩溶地面塌陷诱发因素分析

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。

岩溶塌陷形成机理及处理分析了潜蚀作用产生岩溶塌陷机理、溶蚀作用产生岩溶塌陷机理以及振动作用产生岩溶塌陷机理等常见岩溶坍塌形成机理，同时从注重地下水控制、加强塌坑回填控制、落实注浆控制以及科学使用强夯法等方面提出了岩溶塌陷处理有效途径，以期为我国岩溶塌陷预防和治理提供一些参考，降低岩溶塌陷灾害带来的损失。

标签：岩溶塌陷形成机理处理措施岩溶塌陷即是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而产生塌陷。

岩溶塌陷是岩溶地区一项常见的地质灾害。

近年来，我国由于人为因素造成的岩溶塌陷地质灾害不断增多，这些岩溶塌陷灾害通常发生在人类聚居的城镇周围，不同程度地破坏当地的植被状况、房屋建筑、交通设施及地下水，直接影响人们的正常生活。

对此，应当注重岩溶塌陷的防治，有效降低岩溶塌陷地质灾害带来的财产损失和人员伤亡。

1常见岩溶坍塌形成机理1.1潜蚀作用产生岩溶塌陷机理潜蚀即是岩土体中细小颗粒一定水力坡度下的地下水流产生较大的动水压力冲动带走或溶滤掉易溶部分，其中，潜蚀又包括化学潜蚀和机械潜蚀两种。

潜蚀坍塌是岩溶坍塌形成的主要塌陷模式，尤其是在地下水主径流带附近或地表水、潜水与岩溶水水力交换频繁地带，潜蚀作用更加明显。

1.2溶蚀作用产生岩溶塌陷机理可溶性盐含量相对较高的地区或是蒸发岩地区，通常会由于地下水的溶滤作用、溶解作用以及散解作用而破坏洞顶盖层土体，从而发生岩溶塌陷现象，即溶蚀塌陷。

如我国青海察尔汉盐湖区石盐层塌陷便是溶蚀作用产生的。

1.3振动作用产生岩溶塌陷机理振动作用产生的动荷载通常会导致岩土体产生破裂位移效应、土体液化效应等效应，降低岩土体强度，从而产生岩溶塌陷现象，即振动坍塌。

地震、爆破以及机械振动是导致振动荷载的主要来源。

一些铁路沿线附近发生的岩溶塌陷现象的原因便是过量抽取地下水，同时长期火车通过产生的振动，降低岩土体的强度，从而使得岩土体产生岩溶塌陷。

2岩溶塌陷处理有效途径2.1注重地下水控制地下水控制措施是岩溶塌陷处理中的重要措施，广泛应用于岩溶塌陷的防治中，通过采取地下水人工回灌、恢复地下水平衡状态或停用取水水源来实现地下水位的恢复。

岩溶地面塌陷地质灾害调查及成因分析摘要：我国碳酸盐岩地层分布地区约国土面积约1/3，且其具有显著地可溶性，在降雨及地下水活动强烈地区，易出现地面塌陷地质灾害，给城镇及道路等基础设施建设带来诸多不利影响，给人民的生命、财产安全造成严重威胁。

本文以某一典型地区岩溶地面塌陷地质灾害发生后，通过钻探、辅以物探方法来查明岩溶分布特征、发育规律等，为该区地质灾害治理提供可靠依据，并为类似地区的岩溶地面塌陷调查及成因分析提供可借鉴的经验。

关键词：岩溶地面塌陷；地质灾害；地质雷达1前言南京汤山景区是江苏省内岩溶强烈发育地区，区内汤山北麓某税务学校多次发生岩溶地面塌陷灾害，学校连廊也多次出现塌方，虽经过修缮，但多次塌陷形成陷坑已经连为一体，塌陷范围仍在扩大。

2勘查区概述2.1气象水文工作区气候温暖湿润，属北亚热带季风气候。

区内雨量充沛，年平均降雨117天，降雨量1106.5mm，6～9月降水量占全年的一半。

汤山附近地表水系不甚发育，工作区内无大河流，仅有汤水河一条排水河，及小型灌溉渠与地面积水池塘，雨季积水成塘，沟渠成河，干旱时池塘缺水，河渠断流。

2.2地形地貌调查区域内按成因类型及形态，可分为低山丘陵地貌单元（Ⅰ区）和侵蚀波状平原区（Ⅱ区）。

其中Ⅰ区山体主要由奥陶系灰岩组成，局部地区可见侵入的石英闪长斑岩；Ⅱ区包含岗地地貌和岗间坳地地貌。

2.3地层及构造工作区及附近出露的前第四纪地层有寒武系中上统（∈2-3）观音台群、奥陶系（O）、志留系（S）、白垩系上统（K2）浦口组、赤山组。

其中观音台群和奥陶系中下统均以白云岩和白云质灰岩为主，在区内大面积分布。

区内汤山山体及羊山南坡为前第四纪地层出露，山前波状岗地平原及冲沟地带皆为第四纪松散堆积覆盖，溶洞中尚有洞穴堆积。

汤山位于宁镇弧形褶皱中部偏西地段，不同期次、性质各异、方向不同的褶皱、断裂十分发育。

3地质灾害发育特征3.1塌陷区的平面位置区内共发现6处地质灾害点，其中塌陷坑3处，地面变形3处，分别位于汤水河河床部位和汤水河两侧，属剥蚀低山丘陵地貌。

地面塌陷的成因
地面塌陷的成因
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。

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。

(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。

2 、根据塌陷区是否有岩溶发育，分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷。

(1)岩溶地面塌陷
主要发育在陷伏岩溶地区，是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土体在自然或人为因素作用下，产生陷落而形成的地面塌陷。

(2)非岩溶地面塌陷
根据塌陷区岩、土体的性质又可分为黄土塌陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等许多类型。

岩溶塌陷包含自然因素和人为因素
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，成因以坑道排水或突水，抽取岩溶地下水、水库畜引水为主，共占人为塌陷的92%。

其中，人为因素是诱发岩溶塌陷的主要原因。

如在2011年统计的632处岩溶塌陷中，自然塌陷192处，占总数30.4%，成因不明的8处，占1.2%，人为因素诱发的432处，占68.4%;其中矿坑排水诱发的157处，占24.8%，生活用抽水诱发的187处，占29.6%。

今天。

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。

岩溶地面塌陷设计岩溶地面塌陷是指由于地下溶蚀作用导致地表下方的岩石层发生塌陷现象。

这种地质灾害常见于岩溶地区，对人类的生命财产安全造成严重威胁。

本文将从岩溶地面塌陷的成因、特征、预测与防治等方面进行探讨。

一、成因岩溶地面塌陷的主要成因是地下水溶蚀作用。

在岩溶地区，地下水与岩石中的溶质发生反应，溶解出岩石中的可溶性矿物，导致岩石体积减小，从而引发地面塌陷。

此外，地下水位下降、地下水过度开采、地下水污染等因素也可能加剧岩溶地面塌陷的发生。

二、特征岩溶地面塌陷具有以下特征：1. 突发性：岩溶地面塌陷往往突然发生，给人们带来较大的不可预测性。

2. 局部性：岩溶地面塌陷通常发生在局部区域，但其影响范围可能较大。

3. 多样性：岩溶地面塌陷的形态多样，包括坑洞、塌陷槽等。

4. 频发性：岩溶地面塌陷在岩溶地区较为常见，频繁发生。

三、预测与防治为了预测和防治岩溶地面塌陷，需要采取以下措施：1. 地质勘察：通过地质勘察，了解地下岩层的结构和性质，评估地下水位变化对地面稳定性的影响。

2. 监测系统：建立岩溶地面塌陷的监测系统，包括地下水位监测、地表变形监测等，及时掌握地下水位和地表变形的变化情况。

3. 预警机制：基于监测数据，建立岩溶地面塌陷的预警机制，及时发布预警信息，提醒相关部门和居民采取防范措施。

4. 治理措施：对于已经发生岩溶地面塌陷的区域，需要采取治理措施，包括填充、加固等，恢复地面的稳定性。

5. 合理规划：在岩溶地区进行城市规划和土地利用时，应充分考虑岩溶地面塌陷的风险，合理规划建设，避免在高风险区域进行重要建筑物和基础设施的建设。

岩溶地面塌陷是一种常见的地质灾害，对人类的生命财产安全造成严重威胁。

通过加强预测与防治工作，可以有效减少岩溶地面塌陷带来的损失。

在未来的工作中，我们需要进一步加强研究，提高预测和防治的准确性和效果，为岩溶地区的安全发展提供保障。

岩溶塌陷的条件和影响因素分析发表时间：2017-11-08T14:25:16.443Z 来源：《防护工程》2017年第14期作者：袁伟耀[导读] 阐述了广东省的岩溶塌陷现状，针对塌陷的形成条件和塌陷现象,归纳了有针对性的防治措施。

东莞市建青建筑设计有限公司 523000摘要：本文章概述了的岩溶塌陷三大形成条件：一定发育程度的岩溶、上覆盖层、岩溶地下水系统以及活动的内外因素分析；浅述了岩溶塌陷中常见的土洞的形成的地下水动力条件之定量化研究，阐述了广东省的岩溶塌陷现状，针对塌陷的形成条件和塌陷现象,归纳了有针对性的防治措施。

关键词：岩溶塌陷；形成条件；土洞；防治1 引言岩溶，也称喀斯特，它是由于地表水或地下水对可溶性岩石溶蚀的结果而产生的一系列地质现象。

如溶沟溶槽、溶洞、暗河等。

土洞则是由于地表水和地下水对土层的溶蚀和冲刷而产生空洞，空洞的扩展，导致地表陷落的地质现象。

岩溶塌陷指的是在岩溶地区，由于下部洞穴扩大面导致顶板岩体塌陷，或上覆土层中的土洞顶板因自然或人为因素失去平衡产生下沉或塌陷的通称。

也即指基岩洞穴顶板的坍塌和土洞顶板的塌落。

岩溶塌陷的产生，使岩溶区的工程设施，如工业与民用建筑、交通干线，矿山及水利水电设施等遭到破坏，还造成岩溶区严重的水土流失并恶化环境。

广东省近年来与岩溶塌陷有关的地质灾害有明显回升的势头，据不完全统计，自2000年至2004年上半年，全省约有11处发生不同程度的岩溶地面沉降或塌陷灾害。

仅广州市04年上半年来就有3处碳酸盐岩溶引起的地面沉降或塌陷，分别为（1）广州从化良口镇石岭大理石矿2003年12月27日晚由于坑道排水造成附近村庄地裂、墙裂；（2）广州花都区花山镇东湖村裕丰庄东北侧2004年3月24日下午出现直径约6m、深约3m的塌坑；（3） G107国道广州—清远路段2004年5月21日下午在修补路面时出现直径约5m、深约4m溶坑。

2 岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷的形成，通常必须具备三个条件：下部有岩溶地层，有溶蚀空间（溶洞或土洞），为地下水和塌陷物质提供存储场所或通道；上部有一定厚度盖层，盖层可以是基岩，也可以是松散土层；其三是产生岩溶塌陷的主导因素：致塌作用力。

岩溶塌陷的形成条件与动力因素一、岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷发育的基本条件是：岩溶洞隙的存在，一定厚度的松散盖层和水动力条件易于改变的岩溶地下水。

一（）岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础。

岩溶国际通用术语，译名喀斯特是指水对可溶性岩石在我国以碳酸盐岩为主，局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等，这里主要对前者进行论述）进行以化学溶蚀作用与特征（并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积）的综合地质作用，以及由此而产生的现象统称。

岩溶作用的结果在可溶岩表面及其内部形成各种岩溶现象，在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等；在地下的则为各种形态的溶洞、溶隙、管道等。

由于岩溶作用受着地下水水流系统的控制，因而各种岩溶现象也往往组成一定的系统，称为岩溶系统，受各种因素的影响，岩溶的发育有强弱之分，一般可溶岩岩性较纯，连续厚度较大，出露分布较广，断层较发育、岩层较破碎的，岩溶较易发育；可溶岩岩性不纯，含泥质及其它不溶杂质成分较多，连续厚度不大或多类有非可溶性夹层，出露分布较局限，断层不发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。

其分级标志参见下表。

岩溶发育愈强烈，岩溶洞隙数量愈多，其规模也愈大，愈有利于岩溶塌陷的形成。

岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水排浊基准面的控制，多发育于浅部，向深部逐渐减弱。

浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁，交替强烈，一般连通性较好，成为塌陷物质的储集空间和运移通道。

岩溶洞隙的开口程度是影响岩溶塌陷形成的重要因素，岩溶地下水的活动，塌陷物质的运移都是通过洞隙开口处进行的，因此，塌陷坑与开口洞隙存在着密切的垂向对应关系。

实践表明，洞隙规模愈大，塌陷也愈大；洞隙开口愈大，塌陷速度愈快。

洞隙的平面展布形态对塌陷平面形态有着决定性影响，裂隙状洞隙往往形成长条状塌陷坑，沿地下河管道往往产生链状或串珠状分布的塌陷坑群。

（二）一定厚度的松散盖层目前已知塌陷中土层塌陷占9．67％，可见土层是塌陷的主要组成部分。

岩溶塌陷形成机制及防治方法研究文章从岩溶地面塌陷的影响因素、形成机制和防治对策方面对岩溶地面塌陷进行研究，为岩溶地面塌陷的科学防治提供依据。

标签：岩溶塌陷形成机制防治方法本文综合研究了岩溶地面塌陷的影响因素及形成机制，在此基础上，提出了岩溶地面塌陷的防治对策，对于深化对岩溶地面塌陷的机制认识及科学防治岩溶地面塌陷具有一定的借鉴意义。

岩溶塌陷发育机理第一，渗透变形效应。

这是抽水引发塌陷的主要力学效应，在抽水过程中，由于岩溶水位的下降，第四系土层孔隙水向下渗流补给岩溶水的作用增强，在集中渗流点（岩溶管道开口、裂缝）附近，作用于上覆土层的水力坡度超过了土体发生渗透破坏的临界水力坡度，土体发生渗透变形破坏。

第二，真空负压效应。

岩溶水位下降速度过快、幅度过大或者岩溶管道系统中地下水的快速流动，均会在基岩面附近的岩溶管道裂隙系统产生负压。

为了达到新的压力平衡，负压将会加速土层中的孔隙水（气）向下补给岩溶含水层，提高在集中渗流点（岩溶管道开口、裂缝）附近作用于上覆土层的水力坡度，当水力坡度超过了土体发生渗透破坏的临界水力坡度，土体发生渗透变形破坏。

第三，浮托力丧失。

当岩溶地下水为承压时，岩溶水位的下降，将减小作用在土体中的浮托力，使土体更容易下塌、破坏，从而引起上覆土层的变形或破坏，产生土洞或塌陷。

第四，土体崩解。

当岩溶地下水为承压时，反复抽（排）岩溶水，会使土洞周围土体发生崩解，使土洞不断扩展，最后导致塌陷产生。

第五，真空负压效应。

由于地表蓄水，在回水范围内，第四系土层将处于饱水状态，提高土层的密封性能，当岩溶地下水的流速发生变化时，会在基岩面附近的管道裂隙系统中形成负压，产生真空负压效应。

第六，土洞顶板失稳。

当有土洞存在时，水库蓄水将使土层饱水增大土洞顶板的重量，使土洞发生破坏。

第七，荷载效应。

在土洞发育条件下，地面荷载如过往汽车、列车加载，使土洞顶板跨塌，导致地面塌陷。

第八，化学作用。

化学作用可使岩土的工程性质发生改变，使土层中的胶结物质、粘土矿物和其他矿物成份发生风化、溶解，化学反应的产生，改变土体颗粒的粒间联结特征，破坏原有结构，使土的含水量、孔隙度及压缩系数增高，内聚力与摩擦角降低，甚至由硬塑变为软塑或流塑状态，大大降低土体的抗渗强度，使土体更易发生渗透破坏。