广西玉林某场地岩溶塌陷形成机理研究

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　　摘  要：通过地面调查查明了某场地岩溶塌陷的形成条件，进而探讨其形成机理。所得结论准确可靠，对于该类岩溶塌陷的防治具有一定的指导意义。
　　关键词：岩溶;塌陷;机理;措施
　　中图分类号：P642         文献标志码：A         文章编号：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 岩溶塌陷概况
　　研究场地共发生了3次岩溶塌陷，形成T1、T2、T3等3个塌陷坑（见图1），其中T1塌陷坑大致呈长方形，长轴方向68°，长11.0m、宽8.0m、深2.2m、坑口面积约88m2，单坑规模等级为中型，坑中有积水，水深0.2m;在塌陷坑南东侧1～3m范围内的地面出现弧形裂缝，裂缝宽1～5cm不等，塌陷坑一侧地面下错了0.5～3cm;坑内未见有基岩，塌陷坑北侧边壁紧贴教工宿舍楼基础;塌陷造成宿舍楼的化粪池全部陷入塌陷坑中，宿舍楼西侧2个单元的露台地面下沉，围栏弯曲、开裂变形。T2塌陷坑大致呈圆形，直径约3m、坑口面积约3.2m2、深约2.5m，单坑规模等级为小型;坑中无基岩及地下水出露。T3塌陷坑大致呈圆柱形，坑口直径6.0m、面积约9.5m2，可测深度4.3m，坑中未见基岩露头，但有地下水出露，水位埋深1.0m，坑中水浑浊，塌陷坑周围地面无明显下沉、开裂现象，但北侧综合楼墙体接近地面处出现了1道细微的水平裂隙。
　　目前，T1、T3塌陷坑已经多次扩大、变深，旁边的教工宿舍楼、综合楼墙体开裂或地基下沉现象逐渐加剧，这说明该塌陷群尚处于发展期。
　　2 场地地质环境条件
　　2.1 气象、水文
　　研究场地位于地处亚热带季风气候区，光热丰富，雨量充沛，降雨多集中在4～9月，雨热同季，气候温和。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
　　场地位于玉林岩溶盆地东南部边缘，地貌类型为河流阶地。
　　2.3 地层岩性
　　场地属于第四系覆盖型岩溶区，地表覆盖层为第四系全新统冲洪积层黏土、粉质黏土，厚5～6m，呈可塑～软塑状，下伏基岩为厚层状灰岩、白云质灰岩。
　　根据区域资料，该地区的灰岩浅部岩溶中等～强发育，基岩面附近发育有溶洞、溶槽、溶孔和溶蚀裂隙等岩溶形态，溶洞洞高0.8～3.5m、顶板厚0.5～1.0m、洞顶埋深5.0～13.5m，钻孔遇洞率22.2%、平均线岩溶率7.3%。
　　2.4 区域地质构造及地震
　　博白～梧州区域性深断裂带从塌陷分布区西侧边缘通过，受其影响，场地区域性构造线方向以北东～南西向为主，由于塌陷分布区均为第四系冲洪积层所覆盖，地表无断裂构造特征不明显。
　　岩溶塌陷区地震动峰值加速度为0.1g，地震动加速度反应谱特征周期为0.35S。該区域地震基本烈度为7度，属区域地壳次不稳定区。
　　3 岩溶塌陷形成机理分析
　　（1）场地一带属覆盖型岩溶区，上覆第四系冲洪积层松软、饱和，下伏碳酸盐岩溶强发育，局部发育有溶洞、溶槽、溶蚀裂隙等岩溶空腔。在地下水流长期侵蚀作用下，易被水流潜蚀带走而在土层中形成土洞（见图2）。
　　（2）特殊的构造部位上。场地处于博白～梧州深断裂带边缘。有关资料表明，博白～梧州深断裂带近期仍有活动，受断裂破碎带导水作用影响，区内岩溶基本上沿断裂带呈北东～南西向发育。岩溶水流向集中、水交替频繁，因而容易在基岩面附近形成土洞和浅层溶洞。
　　（3）场地及附近村庄都钻（深）井集中开采地下水作为生产、生活用水，抽水水位降深多在15～30m，地下水开采强度约为2000m3/（d·km2）。长期大规模开采地下水造成区内地下水位陡涨陡落，地下水水力坡度陡增、地下水流速加快，容易带走松散土粒及浅层溶洞中的充填物而在较短时间内即可在土体松散、软弱等薄弱部位形成土洞或浅层岩溶空洞。另外当水位快速下降时，还会在洞腔形成真空，在真空负压的“吸蚀掏空”作用下，洞顶土体容易陷落而产生岩溶地面塌陷地质灾害。
　　（4）近期干旱少雨，大气降雨补给地下水明显不足，造成深井抽水影响范围、程度明显加大。另外，由于近期干旱少雨，地表土体多已龟裂，力学强度降低，在重力的作用下，易发生塌陷。
　　（5）地面加载，卡车及施工车辆对地面加载，改变了土洞或浅层溶洞洞顶土体的稳定状态。
　　4 防治建议
　　（1）为避免灾害造成人员伤亡，临近住户应立即临时搬迁避让，灾害未治理稳定前不应回迁。（2）继续开展巡视监测，发现地面开裂、凹陷下沉、震动等异常情况时要立即组织受威胁人员撤离危险区。（3）加强对群众的地质灾害防治知识宣传培训工作。（4）鉴于该区属于覆盖型岩溶区，地下水位大幅频繁、剧烈波动容易加速土洞形成，进入引发岩溶地面塌陷。因此在本地区及附近开采地下水时应以小流量连续开采的方式进行，防止地下水位大幅或频繁快速升降;在本地区不宜开展大药量爆破、重型冲孔桩施工、强夯等产生剧烈震动的工程活动。在本地区开展涉及到岩溶的工程必须进行专门的岩溶勘察工作;涉及到地下水的工程则必须开展专门的水文地质勘察工作。（5）鉴于本地区属于第四系覆盖型岩溶区，具备发生岩溶地面塌陷的基本条件，为避免灾害对工程建设造成危害，建议以后在本地区进行工程建设前，应开展建设用地地质灾害危险性评估、岩土工程地质勘察等基础性地质工作，并按评估、勘察报告做好岩溶地基、软弱地基处理工作。（6）采用有针对性地采取相应的防治措施进行治理，如压浆硬化、灌浆充填、人工揭露洞顶然后回填等。
　　5 结束语
　　岩溶塌陷是在多个因素下共同作用形成的，其影响因素主要有地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水、人类工程活动等，鉴于该岩溶塌陷的变形破坏特征和稳定性现状，提出灌浆回填等治理建议。
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