清鎮(zhèn)市中寨村地表塌陷成因調查與分析

付其林

【摘要】貴州省生態(tài)地質環(huán)境脆弱，地下礦產資源豐富，隨著人類采礦活動的加劇及自然環(huán)境的變化，采空塌陷與巖溶塌陷等地質災害現象不斷涌現，嚴重影響了老百姓的生產和生活。本文通過對清鎮(zhèn)市中寨村地表塌陷的調查研究，分析了其發(fā)育特征、形成原因、巖土構成等幾個方而，并據此提出了相應的防治對策。

【關鍵詞】塌陷；地質災害；成因機理

Investigation and Analysis on the Causes of Surface Subsidence in Zhizhai Village of Qingzhen City

Fu Qi-lin

（Southwest Energy Group Co.， LtdGuiyangGuizhou550004）

【Abstract】The ecological and geological environment of Guizhou is fragile and the underground mineral resources are abundant. With the increase of human mining activities and the change of natural environment， geological disasters such as subsidence and karst collapse are emerging， which seriously affect the people 's production and life. Based on the investigation and study of the surface subsidence in Zhongzhai Village of Qingzhen City， this paper analyzes the developmental characteristics， the formation causes， the geotechnical composition and so on， and puts forward the corresponding countermeasures.

【Key words】Collapse；Geological hazard；Genetic mechanism

1. 引言

地表塌陷是指地表巖、土體在向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一種地質現象。按其形成的主要原因分為自然塌陷（如地震、降雨、巖溶、自重等）和人為塌陷（如抽水和采礦等）兩大類。貴州省是地表塌陷的多發(fā)省區(qū)，主要是由于地下采礦、巖溶塌陷引發(fā)。如何在經濟開發(fā)中合理利用資源、保持生態(tài)、避免和減少地質災害，是我們必須正視和認真對待的問題。

2. 地質環(huán)境條件

2.1自然地理。

2.1.1交通位置。

調查區(qū)位于站街鎮(zhèn)中寨村一、二、三組，地理坐標東經106°23′40″，北緯26°38′16″。有鄉(xiāng)村道路通往調查區(qū)，交通較方便。

2.1.2氣象及水文。

站街鎮(zhèn)屬北亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫14.1℃。雨量充沛，年際間多年平均降水量為1285.50mm，最大降水量1515.1mm，最小降水量710.4mm。

調查區(qū)內無常年地表水流，僅在暴雨時形成一些小型的季節(jié)性積水洼地和季節(jié)性小溪流。

2.2地形地貌。

調查區(qū)為中低山巖溶侵蝕——溶蝕地貌，地形起伏不大，最高海拔約1534m，最低約1400m，相對高差一百余m。受到威脅的村民大都居住在低洼或緩坡地帶。

2.3地層巖性。

調查區(qū)出露地層及其巖性特征如下：

（1）石炭系下統(tǒng)九架爐組（C1jj）。

主要為鐵礦、鋁土礦、鋁土質粘土巖夾少量粉砂巖，區(qū)域資料顯示改組厚度只有0～44m。

（2）石炭系下統(tǒng)擺佐組（C1b）。

主要為灰白色厚層白云巖，部分地區(qū)該段為灰?guī)r巖，區(qū)域資料顯示該組厚度約60～80m。

（3）第四系（Q）。

主要為殘坡積層，分布于斜坡、洼地，主要為粘土、亞粘土、碎石土，出露厚度不均一，斜坡上土體較薄，低洼處土體較厚，土層厚度0～5m。

2.4地質構造。

本區(qū)處在黔北臺隆遵義拱斷貴陽復雜構造變形區(qū)中部。巖層單斜產出，傾向約182°，傾角25°。災害點北側有斷層穿過，斷層走向近東西向，因風化層較厚、露頭出露差，未測得產狀。

2.5水文地質特征。

2.5.1地下水類型。

根據出露地層及含水介質特點，調查區(qū)地下水類型可分為孔隙含水層、巖溶裂隙含水層與基巖裂隙含水層。

2.5.2含水巖組及富水性。

（1） 孔隙含水巖組。

孔隙含水層主要分布于第四系松散地層中，主要為殘坡積層，分布于斜坡、洼地及沖溝內，主要為粘土、碎石土，出露厚度不均一，土層由西至東逐漸增厚，土層厚度0～2m。該層有一定透水性，含孔隙水，但富水性較弱；主要靠大氣降水補給，向斜坡下部或底部基巖中緩慢滲流。

（2）巖溶裂隙含水巖組。

主要賦存于石炭系下統(tǒng)擺佐組地層中。該地層主要為白色厚層白云巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，富水性強。

（3）基巖裂隙含水層。

主要賦存于石炭系下統(tǒng)九架爐組地層中。該地層主要為鐵礦、鋁土礦、鋁土質粘土巖夾少量粉砂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，富水性中等。

2.5.3地下水補、徑、排條件。

地下水主要靠大氣降水補給，區(qū)內地形起伏不大，大氣降雨大部分形成地表逕流而泄于區(qū)外，小部分大氣降水進入第四系松散地層后緩慢滲流，通過基巖中的裂隙補給地下水，地下水總體上由西向東徑流。

2.6巖土體工程地質特征。

依據各巖組的巖性、物理力學性質等，可劃分為以下三類工程地質巖組。

硬質巖組：石炭系下統(tǒng)擺佐組，主要為灰白色厚層白云巖。該類巖組新鮮巖石堅硬，性脆，暴露于空氣中不易風化，強度比較均一，巖體完整性較好，工程地質性質好。

軟質巖夾硬質巖組：主要為鐵礦、鋁土礦、鋁土質粘土巖夾少量粉砂巖。該類巖石力學強度低～中等，風化后強度迅速降低，工程地質性質較差。

松散巖組：為第四系主要為粘土、亞粘土，局部混夾塊石及碎石。分布于斜坡、洼地及沖溝內，工程地質性質差。

2.7人為工程活動。

根據調查，區(qū)內人類活動主要為采礦、民房建設、地表耕種。該區(qū)屬于某企業(yè)礦區(qū)范圍。

3. 地質災害發(fā)育特征及成因分析

3.1發(fā)育特征。

某企業(yè)礦區(qū)在2007年開始掘進，2008、2009年該點就開始出現大面積裂縫和塌陷。2009年在村委會南側150m左右的田地中出現兩處塌陷。一處長10m，寬4m，可見深度大于4m的塌陷坑，呈橢圓形。另一處塌陷坑半徑約3.5m，可見深度超過2m，平面形狀似圓形。在村委會195°方向約300m遠的田地中出現十余處塌陷坑，其中最大的半徑約3m，可見深度大于4m，平面形態(tài)為似圓形；最小的塌陷坑半徑約0.3m，可見深度約0.8m，平面形態(tài)為似圓形。在村委會115°方向約200m處出現多個塌陷坑，最大的直徑約5m，可見深度超過5m，平面呈圓形；最小的直徑約2.5m，可見深度為2m，平面呈似圓形。

礦區(qū)工業(yè)場地位于村委會335°方向約250m。在工業(yè)場地東側約90m的中寨村三組某村民家中2009～2010年發(fā)生塌陷，2011年遷出該住所。附近的另一戶村民家中院壩出現多條裂縫，主裂縫走向約88°，寬1～3cm。中寨村二組某村民家中2008～2009年墻體出現垂直發(fā)育的兩條裂縫，縫寬1～5cm。2010年美豐中寨小學校園院墻和教學樓出現多條裂縫，縫寬約1～2cm（塌陷平面示意圖見圖1）。

3.2成因分析。

該災害發(fā)生區(qū)域屬于某企業(yè)礦區(qū)范圍，該礦井口距該災害點約300m，整個村子位于礦區(qū)的采空區(qū)上方，因此初步推測該災害為企業(yè)開采引發(fā)的采空塌陷。

3.3潛在經濟損失估算。

該區(qū)域目前共有68戶303人房屋不同程度受損，并嚴重威脅到美豐中寨小學330名師生的生命財產安全，潛在經濟損失估算超過800萬元。

4. 防治方案建議

堅持長期的房屋與地面變形觀測，建議選擇適宜的場所，將受災嚴重的農戶搬離該區(qū)域或停止采礦活動并對采空區(qū)進行回填。

5. 結語

采空塌陷是指由于地下挖掘形成空間，造成上部巖土層在自重作用下失穩(wěn)而引起的地面塌陷現象。地面塌陷是采空區(qū)主要的地質災害之一，往往嚴重影響地表及附屬物。制定科學合理的開采方案、邊開采邊治理才能最大程度減少地表塌陷的發(fā)生，使企業(yè)、社會、經濟和環(huán)境得到協(xié)調發(fā)展。