瑞金市黃柏鄉胡嶺村地面塌陷地質災害的成因與防治措施

■胡公祥 ■江西省核工業地質局二六四大隊，江西 贛州 341000

1 自然地理條件

一是地理位置:地面塌陷(沉降)災害區位于瑞金市黃柏鄉胡嶺村杰子腦組，中心區地理坐標:東經116°00'39″，北緯25°56'31″，2000 坐標系平面坐標:X=2870776，Y=39400927。319國道通過地面塌陷(沉降)中心區東側，交通便利。

二是社會經濟概況:評價區大部分為農業人口，經濟以農業為主，工業相對薄弱。農業盛產大米、臍橙、桔子、柚子、蓮子，養殖業以螺旋藻養殖和鰻魚養殖為主。

三是地形地貌:調查區屬丘陵崗地和巖溶盆地，具北西高東南低的趨勢，海拔標高一般為198．0～400．0m，局部533m。地面塌陷(沉降)區屬巖溶盆地，為第四系覆蓋型石灰巖地帶，地勢比較平坦、開闊，地面高程212．0 ～217．0m。

四是氣象水文:該區屬亞熱帶季風氣候，溫暖濕潤，雨量充沛。據瑞金市氣象局2008～2012年氣象資料，最近兩監測點沙洲水庫和黃柏，年平均降雨量 1484．2mm，最大降雨量 1764．0mm，最小降雨量1066．5mm，其中每年的3～6月為豐水期，10月至翌年的元月為枯水期，2、7、8、9為平水期。瑞金市1981年～2010年30年蒸發量統計區內的年均蒸發量為1465．5mm，最大蒸發量1878．5mm，最小蒸發量1220．8mm，其中每年的7、8 月蒸發量最大，12、1、2、3 月蒸發量最小。

2 地質環境條件

一是地質構造:調查區位于武夷山新華廈系構造與南嶺東西復雜構造帶交接復合部位。以斷裂構造為主，北東向、北西向、北北東向、近東西向斷裂均有所發育。規模較大的斷裂有北東向的赤嶺－觀音前斷裂(F13)，區內延長5．5 千米，寬0．05 ～0．5 米，走向 40°～55°，傾向南東，傾角以壓性斷裂為主，少量張性斷裂，傾向北西為主，傾角53°～81°，斷裂面舒緩波狀，見有擦痕，巖層被牽引，在白堊系紅層中斷裂以裂隙密集帶的形式出現，力學性質為壓扭性。

二是水文地質特征:調查區為巖溶盆地，根據含水層巖性、成因類型、地下水賦存條件及水力特征，將地下水分為松散巖類孔隙水(Q)、碳酸鹽巖類巖溶水(C2H)和碎屑巖類基巖裂隙水(K2g、C1z)三大基本類型，由于基巖裂隙水富水性貧乏，且分布于盆地邊緣，構成巖溶水相對隔水邊界，與地面塌陷(沉降)無直接關系，在此不細述。

3 地面塌陷(沉降)的成因分析

導致勘查區地面塌陷(沉降)的因素比較復雜，它不僅與地質構造、地層巖性、水文地質條件有關，也與地形、地貌及地下水活動有關，還與開采地下水以及其它人類活動都有著直接或間接的關系。引發地面塌陷(沉降)的原因既有地質環境因素，也有人為因素。主要因素有:

一是可溶巖地層是產生地面塌陷(沉降)的基礎條件:勘查區為覆蓋型灰巖區，上覆11．26～26．20米厚的第四系地層，下伏石炭系上統壺天群厚層狀灰巖、白云質灰巖，灰巖主要化學成分為碳酸鈣，具可溶性，在具流動性的地下水介質作用下易被溶蝕成溶洞，而溶洞，特別是第四系下伏的淺部溶洞又是產生塌陷的主導因素。溶洞形成后，在地下水的作用下，把溶洞上部土層顆粒逐漸帶走，形成土洞，使土層工程性質局部變差，在一定條件下，產生塌陷。

勘查區巖溶發育，在施工的7個鉆孔中，有6個鉆孔見有溶洞，鉆孔遇洞率為85．7%，鉆孔遇見溶洞洞高0．67～9．65米，線巖溶率23．6%。巖溶發育地段，塌陷也發育。

二是地下水水位的劇烈變動是產生地面塌陷的主要條件:巖溶地面塌陷的形成與地下水的作用密切相關，主要機理包括:滲透變形效應，由于巖溶水位的下降，第四系土層孔隙水向下滲透補給巖溶水的作用增強，在集中滲流點(巖溶管道開口、裂縫)附近，作用于上覆土層的水力坡度超過了土體發生滲透破壞的臨界水力坡度，土體發生滲透變形破壞。真空負壓效應，由于巖溶水水位下降過快、幅度過大，第四系孔隙水(氣)來不及補給巖溶含水層，在基巖面附近的巖溶管道裂隙系統中，就會瞬時產生負壓，最大負壓值可以達到相當于巖溶水位下降幅度的水柱高度，為了達到新的壓力平衡，將會加速土層中的孔隙水(氣)向下補給巖溶含水層，提高在集中滲流點(巖溶管道開口、裂縫)附近作用于上覆土層的水力坡度，當水力坡度超過了土體發生滲透破壞的臨界水力坡度，土體發生滲透變形破壞。因此，從這一角度看，真空負壓效應誘發塌陷的本質還是土體的滲透變形，其主要發生在人類活動導致的水位大幅度快速下降條件下，本勘查區的大量抽取地下水導致水位快速下降，就會引起這種真空負壓效應，而產生塌陷。

4 地面塌陷的防治措施

一是嚴格控制地下水開采量，目前(今年8月份前)，地下水開采量達6760m3/d，其中居民生活飲用水866m3/d，螺旋藻養殖基地943m3/d，最大開采量1716m3/d，養鰻場4008m3/d。而地下水允許開采量為3470m3/d，實際開采量是允許開采量的1．95倍，區域地下水位已下降了0．60～1．10米。為控制地下水位下降，并逐漸恢復至正常水位，建議嚴格控制地下水開采量。為科學、合理開采地下水，控制主要地面沉降點的地下水位降深，根據多井抽水過程，按干擾井群抽水計算，預測各主要地面沉降點的地下水位降深。

二是在地面塌陷(沉降)隱患區，對各地面沉降點進行定期監測，當發現沉降加劇時，應加密監測，并劃出危險區，設立警示牌，及時疏散沉降危險區居民。

三是在地面塌陷(沉降)重點防治區，除對各地面沉降點進行定期監測外，對沉降明顯，影響居住安全的地段，建議進行地基加固處理，加固方法可采用注漿法，即按一定間距鉆孔往地基土內注入水泥漿，加固深度以8米為宜。

5 結語

通過上文的敘述分析我們可以得知，地面塌陷是非常嚴重的一種自然災害，會對人們的生命財產安全造成直接的威脅，需要引起人們足夠的重視。如果有地面塌陷問題出現，就需要結合具體情況，科學選擇勘察手段，從多個方面來勘察，分析地面塌陷形成的原因，以便采取針對性的控制手段，最大限度的降低地面塌陷所帶來的危害。

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