巖溶地面塌陷區地質災害治理方法研究

席亞龍

福建省第八地質大隊

1 前言

巖溶地面出現塌陷的情況，通常會在碳酸鹽地區或者鈣質碎屑巖這類可溶性巖石分布區域出現。導致巖溶地面出現塌陷災害情況的原因具有多面性，在眾多的原因當中，大幅度降雨、干旱等自然因素會產生直接影響。而間接的影響因素則是人為活動干預，例如人類對該區域抽排水、深層開采等，破壞了地下飽和生態水。人為因素造成塌陷災害具有突發性，帶來的破壞性也很大。所以，應當盡快對巖溶塌陷地質展開災害治理工作。

2 龍巖地區巖溶地面塌陷區地質災害成因概述

針對龍巖地區地質災害形式進行分析，可以知道基礎因素的表現形式，通常為地質構造、巖土體或者地勢地貌等。這些因素的形成是因為其特殊的地理環境造成的。造成地質災害的動態因素通常是人造工程或者降雨等因素。而地質災害的發生頻率，與降雨有著密不可分的關系。且地質環境是直接的影響背景，影響地質災害的群發程度。

本文第一部分主要針對龍巖地區發生的土質松動為例，以此展開關于龍巖地域出現地質災害情況的探究。在針對將特殊斜坡圖層表層表面作為生長環境的植物來說，這里的形態、地質結構、層面和節理等因素，都會影響到地下水的時空變化和分布情況。如果出現強烈的降雨天氣，雨水量超過了坡面覆蓋物的下滲接受能力。那么這些沒有滲入的雨水便會導致坡面出現水土流失的現象，對坡面帶來了明顯的沖擊影響。由于降雨情況會直接影響到坡面，一旦土體處于飽和狀態，下層結構為不透水時[2]，一些水資源會沿著坡向流動，逐漸形成淺層流的情況。如果斜坡土質發育不連貫，連續的降雨將會影響土質的正常結構，導致土質下陷，進而發生地面塌陷等情況，如圖1。

此塌陷所在的地表巖溶發育區為順層狀“開口”型半充填溶洞，在地表水、地下水的長期作用下造成自然塌陷。

3 巖溶地面塌陷地質災害現狀

由于各個地區的地質條件和影響因素都出現明顯的區別，所以巖溶地面出現塌陷的地質變化狀態也很多。實際類型比較多，像深坑、旋渦，產生巖溶漏斗等情況。而處于下坡地帶還會發生滑坡、泥石流以及崩塌等不良事件。此種情況下，存在的地質災害包括建筑物倒塌、道路等正常建筑結構，對周圍的建筑物、人類生命財產以及生態環境產生十分嚴重的影響。根據我國南北地區的地質條件、氣象水文等特點，對地質災害進行分析發現，巖溶地面塌陷產生的地質災害類型多種多樣。

3.1 我國北方區域

國內部分北方地區出現巖溶地面塌陷情況的區域，主要集中在長江以北的地區。這個地區的巖溶地質會受到古代巖溶系統的影響，目前的巖溶多數為溶蝕。如果根據巖溶地區的實際分布情況來劃分，則以山東泰安、萊蕪以及遼寧南部地區為主。

3.2 我國南方區域

長江以南地區氣候宜人，長時間維持在溫熱濕潤的氣候，并且區域分布的碳酸鹽較多，這樣的環境為植被生長帶來有利條件。這個地區的地質構造主要為連接緊密的褶皺和斷塊。所以，當代巖溶呈現良好狀態，并且呈現出區域性發展的情況。展現出區域性巖溶管網情況。當前，我國主要以貴州某地區作為典型的巖溶集中發育區域，其也是當前最容易發生巖溶坍塌的地區。

3.3 礦山采空區域塌陷情況

礦山采空區域存在的地面塌陷情況，其是當代社會發展過程中，一個十分重要的地面塌陷形式。由于社會經濟情況的發展，導致礦山開采情況愈發嚴峻，使得各類工程項目出現了區域性地面塌陷的情況。在當前的情況下，國內礦山采空情況覆蓋范圍比較寬廣，涉及我國二十多個省市。并且在塌陷地質災害的處理和治理過程當中，需要對礦山采空區域出現的地質災害給予充足的關注，針對具體情況選擇合適的災害方式手段。

4 巖溶地面塌陷的地質災害成因

4.1 巖溶地面塌陷區域的巖土內部條件影響

導致巖溶地面塌陷區域發生多種地質災害的主要原因的土地受力問題。因為一些地區存在地下洞穴，導致土地承受力下降，進而致使出現地面塌陷。出現地下洞穴的因素可以從兩點來闡述：第一，在自然地質作用下造成的天然土洞和溶洞；第二，人為挖掘過程中，產生的空洞，像修建隧道、鐵路等道路產生的地下通道等。

地下圍巖等問題，因為地下洞穴在受力情況方面與當前建筑梁體的受力情況相同，是由地下洞穴頂板承受著上方給予的壓力。一旦頂板無法支撐，將會出現地面塌陷的情況[4]。

4.2 巖溶地面塌陷外部條件

首先，巖溶地面受到外界降雨因素的影響。地質災害與降雨具有直接的聯系，在出現長時間的降雨情況或者惡劣強降雨天氣的時候，會沖擊巖溶地面塌陷地域，造成不良后果。若是雨水帶來了強烈的沖擊力，將會直接影響到地下水飽和程度，令巖土層內部條件發生變化。例如，強烈的降雨水帶來大量的水分，這些水分會通過地表進入到土體內，因此土體內孔隙水會逐漸增多趨于飽和，進而超出飽和狀態。在這樣的情況下，土體的重量便會隨之增加，降低了土地的黏聚力，使得洞穴上方的部分土地出現脫落。脫落范圍一旦擴大，便會出現塌陷情況。

其次，地下水的主要來源為河流水文。當出現巖溶地面塌陷的時候，通常會有一定量的地下水。如果塌陷地區附近擁有很多河湖水等水源，會造成外來水量過多的情況。這些水源進入到地下水位中，拉升了巖溶內原有的地下水位，增加了上覆蓋層土體產生正壓力作用，這樣可以為上層土體給予支撐力。如果之后出現了水位下降的情況，洞穴內的上覆蓋層土體缺乏充足的浮托支撐力，便會形成洪水塌陷的情況。

4.3 其他災害對巖溶地面影響

在地球各個大陸板塊出現擠壓碰撞的時候，地殼會通過地震的方式釋放內部能力，產生強烈的震動。在這樣的情況下，板塊邊緣會出現錯位和破裂。所以在出現地震的時候，往往會引發土地出現錯位和塌陷。地震帶來的力量也會令巖溶地面塌陷區域的洞隙增大，最終導致巖層破裂，造成一系列的地質災害情況。

4.4 人類活動對巖溶地面的影響

在當前的時代背景之下，人類的活動范圍越來越大。而人類在活動的時候，通常將地面作為主要場所。例如交通道路建設、房屋建設、水庫建設等，這些工程項目較為龐大，需要進行挖掘措施，有的時候挖掘深度會達到地下水位附近。在進行深度挖掘的時候，如果到達了地下水位，那么便會通過強力抽排水來打破原本的地下水平衡。打破地下水平衡狀態，會造成土體缺乏足夠的浮托力，這樣便會造成嚴重的地面塌陷。

5 巖溶地面塌陷區域地質災害治理措施

5.1 預防措施

地質災害具有一定的延伸性質，巖溶地面（如圖1 所示）塌陷引起的地質災害，諸多情況下均屬于二次災害。因此，對地質災害進行治理的過程中，通過加強巖溶地面塌陷的防治，可以減少發生塌陷的可能性。

圖1 巖溶地面圖

對巖溶地區地質災害進行預防的措施包括以下幾種：（1）清除填堵：對較淺地區進行加固措施，避免后期由于水文氣象或者人為活動，對其產生影響，進而出現突然的滑坡、泥石流等情況。清除填堵主要是在塌陷地區填入石塊、碎石等物質，并形成一種天然的過濾層，在過濾層上覆蓋黏土加固土體，以此增加塌陷地區的承載能力。（2）跨越法：常用于面積較大的塌陷地區，像建筑施工過程中，可以使用該技術對塌陷地區進行梁式基礎、拱形結構的施工，以此避開溶洞，降低社會經濟損失。（3）鉆孔充氣：常針對地下水位升降產生塌陷，通鉆孔充氣的方法，可以調節氣壓，進而改善巖溶的封閉條件，以此平衡壓力，降低塌陷產生的氣爆。（4）灌注填充：若巖溶塌陷地區較深時，可以選用此種方法，填充巖溶孔洞的空隙，進而實現阻隔地下水通道，降低土體自重的效果。

5.2 巖溶治理

對巖溶地面塌陷部位進行地質災害管理的時候，需要保持科學嚴謹的態度，制定出具體的解決方案。對實際的災害情況進行有效的治理工作，降低二次災害出現的可能性。在出現塌陷地質事故時，需要整治這個區域受到破壞的土地。同時，巖溶地區人員還需采用塌陷地區的防治措施，當塌陷地區出現地質災害之后，需在2年內對該地區進行整理以及利用，以此保證土體處于穩定的狀態。

5.3 災害預防

政府需做好各個方面的宏觀調控措施，提高對巖溶地質災害的認識。由于當其該災害屬于較大概率的時間，需對巖溶地面塌陷區具有正確的認知后，才能全面對危害進行預防，并制定有效的預防以及治理。并且，政府還需完善巖溶地區施工制度，以此保證工程施工質量，避免該地區出現非法經營活動。比如，礦山經營活動中，需建立生態保護體系，并提高開礦的標準，對其進行嚴格的行政審核后，保證人員可以充分認識到地質災害的重要性，提高作業人員的安全意識。最后，需要施工單位采取嚴格的監督管理制度，將各個崗位的職責進行明確要求，對當前的工程項目施工方案進行優化和改進，對施工設計給予足夠的重視與監管。在出現地面塌陷的區域，需要給予科學合理的治理工作后才能推進后續施工，這樣可以保障施工項目的質量。

6 結束語

總而言之，巖溶地質塌陷區域的災害防治工作起步比較晚。由于我國處于快速發展的階段，科學發展觀已經得到了全面落實。在地質災害出現的時候，需要保持科學嚴謹的態度，利用先進的科學技術給予有效治理。例如注漿加工方式，通過對巖溶塌陷地區側面給予高壓注漿，為土體給予加工作用。與此同時，治理人員也需要提升地質災害預防意識，及時地進行宏觀調控，制定具體的法規政策，保證人類在進行生產建設的時候，可以保護好生態環境。