廣西玉林某場地巖溶塌陷形成機理研究

何娜

摘? 要：通過地面調查查明了某場地巖溶塌陷的形成條件，進而探討其形成機理。所得結論準確可靠，對于該類巖溶塌陷的防治具有一定的指導意義。

關鍵詞：巖溶;塌陷;機理;措施

中圖分類號：P642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）05-0055-02

Abstract： Through the ground investigation， the formation conditions of karst collapse in a site are found out， and its formation mechanism is discussed. The conclusion is accurate and reliable， which has a certain guiding significance for the prevention and control of this kind of karst collapse.

Keywords： karst; collapse; mechanism; measures

1 巖溶塌陷概況

研究場地共發生了3次巖溶塌陷，形成T1、T2、T3等3個塌陷坑（見圖1），其中T1塌陷坑大致呈長方形，長軸方向68°，長11.0m、寬8.0m、深2.2m、坑口面積約88m2，單坑規模等級為中型，坑中有積水，水深0.2m;在塌陷坑南東側1～3m范圍內的地面出現弧形裂縫，裂縫寬1～5cm不等，塌陷坑一側地面下錯了0.5～3cm;坑內未見有基巖，塌陷坑北側邊壁緊貼教工宿舍樓基礎;塌陷造成宿舍樓的化糞池全部陷入塌陷坑中，宿舍樓西側2個單元的露臺地面下沉，圍欄彎曲、開裂變形。T2塌陷坑大致呈圓形，直徑約3m、坑口面積約3.2m2、深約2.5m，單坑規模等級為小型;坑中無基巖及地下水出露。T3塌陷坑大致呈圓柱形，坑口直徑6.0m、面積約9.5m2，可測深度4.3m，坑中未見基巖露頭，但有地下水出露，水位埋深1.0m，坑中水渾濁，塌陷坑周圍地面無明顯下沉、開裂現象，但北側綜合樓墻體接近地面處出現了1道細微的水平裂隙。

目前，T1、T3塌陷坑已經多次擴大、變深，旁邊的教工宿舍樓、綜合樓墻體開裂或地基下沉現象逐漸加劇，這說明該塌陷群尚處于發展期。

2 場地地質環境條件

2.1 氣象、水文

研究場地位于地處亞熱帶季風氣候區，光熱豐富，雨量充沛，降雨多集中在4～9月，雨熱同季，氣候溫和。多年平均降雨量1569mm，最大月降雨量772.5mm，最小月降雨0mm。

2.2 地形地貌

場地位于玉林巖溶盆地東南部邊緣，地貌類型為河流階地。

2.3 地層巖性

場地屬于第四系覆蓋型巖溶區，地表覆蓋層為第四系全新統沖洪積層黏土、粉質黏土，厚5～6m，呈可塑～軟塑狀，下伏基巖為厚層狀灰巖、白云質灰巖。

根據區域資料，該地區的灰巖淺部巖溶中等～強發育，基巖面附近發育有溶洞、溶槽、溶孔和溶蝕裂隙等巖溶形態，溶洞洞高0.8～3.5m、頂板厚0.5～1.0m、洞頂埋深5.0～13.5m，鉆孔遇洞率22.2%、平均線巖溶率7.3%。

2.4 區域地質構造及地震

博白～梧州區域性深斷裂帶從塌陷分布區西側邊緣通過，受其影響，場地區域性構造線方向以北東～南西向為主，由于塌陷分布區均為第四系沖洪積層所覆蓋，地表無斷裂構造特征不明顯。

巖溶塌陷區地震動峰值加速度為0.1g，地震動加速度反應譜特征周期為0.35S。該區域地震基本烈度為7度，屬區域地殼次不穩定區。

3 巖溶塌陷形成機理分析

（1）場地一帶屬覆蓋型巖溶區，上覆第四系沖洪積層松軟、飽和，下伏碳酸鹽巖溶強發育，局部發育有溶洞、溶槽、溶蝕裂隙等巖溶空腔。在地下水流長期侵蝕作用下，易被水流潛蝕帶走而在土層中形成土洞（見圖2）。

（2）特殊的構造部位上。場地處于博白～梧州深斷裂帶邊緣。有關資料表明，博白～梧州深斷裂帶近期仍有活動，受斷裂破碎帶導水作用影響，區內巖溶基本上沿斷裂帶呈北東～南西向發育。巖溶水流向集中、水交替頻繁，因而容易在基巖面附近形成土洞和淺層溶洞。

（3）場地及附近村莊都鉆（深）井集中開采地下水作為生產、生活用水，抽水水位降深多在15～30m，地下水開采強度約為2000m3/（d·km2）。長期大規模開采地下水造成區內地下水位陡漲陡落，地下水水力坡度陡增、地下水流速加快，容易帶走松散土粒及淺層溶洞中的充填物而在較短時間內即可在土體松散、軟弱等薄弱部位形成土洞或淺層巖溶空洞。另外當水位快速下降時，還會在洞腔形成真空，在真空負壓的“吸蝕掏空”作用下，洞頂土體容易陷落而產生巖溶地面塌陷地質災害。

（4）近期干旱少雨，大氣降雨補給地下水明顯不足，造成深井抽水影響范圍、程度明顯加大。另外，由于近期干旱少雨，地表土體多已龜裂，力學強度降低，在重力的作用下，易發生塌陷。

（5）地面加載，卡車及施工車輛對地面加載，改變了土洞或淺層溶洞洞頂土體的穩定狀態。

4 防治建議

（1）為避免災害造成人員傷亡，臨近住戶應立即臨時搬遷避讓，災害未治理穩定前不應回遷。（2）繼續開展巡視監測，發現地面開裂、凹陷下沉、震動等異常情況時要立即組織受威脅人員撤離危險區。（3）加強對群眾的地質災害防治知識宣傳培訓工作。（4）鑒于該區屬于覆蓋型巖溶區，地下水位大幅頻繁、劇烈波動容易加速土洞形成，進入引發巖溶地面塌陷。因此在本地區及附近開采地下水時應以小流量連續開采的方式進行，防止地下水位大幅或頻繁快速升降;在本地區不宜開展大藥量爆破、重型沖孔樁施工、強夯等產生劇烈震動的工程活動。在本地區開展涉及到巖溶的工程必須進行專門的巖溶勘察工作;涉及到地下水的工程則必須開展專門的水文地質勘察工作。（5）鑒于本地區屬于第四系覆蓋型巖溶區，具備發生巖溶地面塌陷的基本條件，為避免災害對工程建設造成危害，建議以后在本地區進行工程建設前，應開展建設用地地質災害危險性評估、巖土工程地質勘察等基礎性地質工作，并按評估、勘察報告做好巖溶地基、軟弱地基處理工作。（6）采用有針對性地采取相應的防治措施進行治理，如壓漿硬化、灌漿充填、人工揭露洞頂然后回填等。

5 結束語

巖溶塌陷是在多個因素下共同作用形成的，其影響因素主要有地形地貌、地層巖性、地質構造、地下水、人類工程活動等，鑒于該巖溶塌陷的變形破壞特征和穩定性現狀，提出灌漿回填等治理建議。

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