巖溶及采空區(qū)塌陷的地質(zhì)災(zāi)害探討

魯應(yīng)青

(貴陽建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司, 貴州 貴陽 550081)

巖溶及采空區(qū)塌陷的地質(zhì)災(zāi)害探討

魯應(yīng)青

(貴陽建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司, 貴州 貴陽 550081)

本文對(duì)巖溶及采空區(qū)塌陷的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了深入探討。巖溶塌陷的頻發(fā)以及這一研究領(lǐng)域的科學(xué)理論的缺少成為本次研究的研究意義，本文首先對(duì)當(dāng)前進(jìn)行巖溶地基勘測的多種方法進(jìn)行了闡述分析，然后對(duì)巖溶塌陷的形成機(jī)理進(jìn)行了合理分析，最終根據(jù)巖溶塌陷的形成機(jī)理提出了治理方法，為地質(zhì)勘測提供治理參考，為巖溶治理提供有效的方案。

巖溶塌陷；采空區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害

1 巖溶塌陷的定義及研究意義

巖溶塌陷在一般情況下被定義為巖溶洞隙塌陷受一定的作用力使溶洞頂板不能承受上部壓力作用而坍塌的現(xiàn)象，由于人為作用或自然不可抗拒因素而引起變形或破壞，進(jìn)而使其溶洞頂部塌陷下陷，使得地表出現(xiàn)塌陷坑或地貌變形的一種地質(zhì)現(xiàn)象。巖溶塌陷是一種較為常見的地質(zhì)災(zāi)害，我國是巖溶塌陷次數(shù)較多的國家，特別是貴州喀斯特巖溶地貌，碳酸鹽可溶性巖體受風(fēng)化、溶蝕后在水的作用下易形成巖溶洞隙，在受力的作用下巖溶塌陷時(shí)有發(fā)生，巖溶塌陷可能會(huì)造成人員的傷亡，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，巖溶塌陷引起的問題較多，且較難以預(yù)測的地質(zhì)現(xiàn)象。我國大部分地區(qū)為碳酸鹽可溶性巖溶地區(qū)，巖溶分布廣泛，在開發(fā)利用的的同時(shí)，破壞自然平衡或引起自然災(zāi)害，巖溶災(zāi)害的防治工作成為了當(dāng)前的重點(diǎn)，由于發(fā)生次數(shù)不斷增多，巖溶塌陷逐漸成為主要的地質(zhì)災(zāi)害之一。但是，在巖溶塌陷這一領(lǐng)域還有很多方面待我們?nèi)パ芯恐卫恚虼?，進(jìn)行巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害的研究治理是有必要的，并且對(duì)我國這一領(lǐng)域的科學(xué)理論也有一定的學(xué)習(xí)價(jià)值。

2 巖溶地基的勘探方法

對(duì)巖溶塌陷進(jìn)行研究分析，對(duì)巖溶地基進(jìn)行勘探是必要的，本文對(duì)當(dāng)前巖溶地基的勘探方法進(jìn)行了簡要闡述。

地質(zhì)測繪：地質(zhì)測繪主要包括地表測繪和洞隙調(diào)查兩個(gè)方面。以初步查明各種巖溶洞隙發(fā)育的方向、規(guī)模大小、形態(tài)，將場區(qū)巖溶現(xiàn)象以及地下水的分布和流向情況調(diào)查清楚是地表測繪的基本要求。洞隙調(diào)查主要要將洞隙的形態(tài)特征和地質(zhì)發(fā)育規(guī)律的關(guān)系調(diào)查清楚，結(jié)合地形地貌，巖土構(gòu)成初步分析其發(fā)育的特點(diǎn)，巖溶洞隙發(fā)育的方向、規(guī)模大小、形態(tài)主要受地下水的影響較大，對(duì)地下水的補(bǔ)給來源進(jìn)行調(diào)查分析尤為重要。

地球物理勘探：地球物理勘探主要是通過對(duì)巖土的不同物理性質(zhì)，通過先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行探測分析，根據(jù)不同巖土層的不同物理性質(zhì)來判斷各巖土層特性的勘探方法。當(dāng)前我國在進(jìn)行地球物理勘探時(shí)采用的主要方法有電阻率法、高密度電法、頻率測探法、電磁法、聲波探測法、放射性測井等。

工程鉆探：這種方法的用時(shí)相對(duì)較長，但是工程鉆探是最直接、也是最常用的一種勘測方法，工程鉆探不僅能精確地反映各巖土體不同位置的地層情況，還可以通過鉆探孔進(jìn)行鉆孔的原位測試以及鉆孔成像等其他測試，進(jìn)一步了解和分析鉆孔周邊地質(zhì)情況。

遙感技術(shù)：將電磁輻射理論與現(xiàn)代勘測器相結(jié)合，并能夠把來自遠(yuǎn)距離的電磁波接受起來，同時(shí)將接收到的電磁波轉(zhuǎn)化為信息反映給勘探人員。利用遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘測具有調(diào)查面積大、重復(fù)性好等多個(gè)特點(diǎn)，遙感技術(shù)將地表特征和地質(zhì)現(xiàn)象宏觀的反映出來，且效果更好。

3 巖溶塌陷的形成機(jī)理及處理

巖溶塌陷形成主要有三點(diǎn)。第一，巖溶洞隙是巖溶塌陷產(chǎn)生的根本，對(duì)巖溶塌陷的產(chǎn)生具有先接條件，同時(shí)巖溶洞隙發(fā)育的規(guī)模大小、形態(tài)，溶洞頂板厚度決定巖溶塌陷產(chǎn)生，洞隙間的聯(lián)通性越好，地下水作用極大的提高了巖溶塌陷發(fā)生的幾率。第二，溶洞頂板厚度薄厚，上層覆蓋層的穩(wěn)定性和自固能力是巖溶塌陷的主要原因，巖溶塌陷實(shí)質(zhì)上指的是巖石溶洞、土洞頂板物質(zhì)的塌陷。第三，動(dòng)力條件是導(dǎo)致巖溶塌陷發(fā)生的最終條件，動(dòng)力條件包括人為動(dòng)力和自然動(dòng)力，人為活動(dòng)改變自然地形地貌后，導(dǎo)致巖溶塌陷發(fā)生的概率較高；自然動(dòng)力是人為動(dòng)力的結(jié)果，從而導(dǎo)致氣候變化或巖土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致巖溶塌陷。

巖溶塌陷一旦出現(xiàn)，可能會(huì)給我們帶來嚴(yán)重的后果，因此要及時(shí)開展防治措施。本文從多方面因素考慮，提出了三點(diǎn)巖溶塌陷后的處理方法。

第一、對(duì)塌陷坑進(jìn)行回填：進(jìn)行回填之前要將坑內(nèi)的積水充分排出，并且坑附近的松土清除干凈，再向坑內(nèi)回填透水性較好的塊狀石或片狀石，并進(jìn)行有效的排水系統(tǒng)，避免水對(duì)場區(qū)內(nèi)的影響，嚴(yán)禁在場地周圍開采地下水資源，使地下水能夠長期穩(wěn)定。

第二、建立變形觀測網(wǎng)：建立多個(gè)變形觀測網(wǎng)，及時(shí)觀測場地周邊環(huán)境的變化，場地填土的沉降變化。

第三、提前做好防護(hù)措施，能夠有效降低巖溶塌陷的發(fā)生率。在巖溶塌陷發(fā)生之后，設(shè)計(jì)出良好的處理措施，不僅能夠降低受到的損失，而且還能防止出現(xiàn)二次塌陷。

4 案例分析

貴陽幼兒師范高等?？茖W(xué)校新校區(qū)位于清鎮(zhèn)市鯉魚村，場地地層為三疊系下統(tǒng)大冶組二段（T1d2）薄至中厚層狀石灰?guī)r，東側(cè)和西側(cè)各有一條斷層通過場區(qū)。受構(gòu)造影響，場地內(nèi)巖溶洞隙發(fā)育，巖體破碎，在場區(qū)中段原規(guī)劃2#、5#宿舍樓處鉆探發(fā)現(xiàn)大型巖溶發(fā)育，垂直高度約8.00米，寬約11.00米，后建議修改規(guī)劃，避開該巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)；原2#食堂位于一較大巖溶漏斗上，為避免巖溶塌陷亦修改規(guī)劃而改為景觀水體，于2014年5月10日晚貴州出現(xiàn)罕見的強(qiáng)降雨，持續(xù)約3個(gè)小時(shí)。整個(gè)場區(qū)內(nèi)的地下水水量突然增大，導(dǎo)致地下水位急劇上升；大雨后地下水水位下降，形成真空負(fù)壓，加之上覆水頭壓力的增大，造成巖溶塌陷，淘蝕景觀水體底部的回填土，導(dǎo)致湖區(qū)漏水，學(xué)校緊急組織專家組現(xiàn)場勘察討論，結(jié)論為人為破壞地理環(huán)境，導(dǎo)致地下水通道受阻不暢水位急劇上升所致。

5 結(jié)論

巖溶塌陷作為一種頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并作出有效的處理措施，對(duì)我們造成的損失將會(huì)是巨大的。本文通過對(duì)當(dāng)前我國巖溶塌陷的基本狀況進(jìn)行分析，并對(duì)導(dǎo)致巖溶塌陷的發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了分析討論，提出了能夠有效防治巖溶塌陷的處理方法。希望本文能夠?yàn)槲覈刭|(zhì)勘探事業(yè)提供可靠的文獻(xiàn)參考，并為我國巖溶塌陷這一地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測工作作出貢獻(xiàn)。

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