环
境
地
质
学
地质灾害——地面塌陷
科目：环境地质学 组员：田林林、邱俊伦、苟鹏、曹俊
关键词： 灾害 地面塌陷 防治
课题介绍：
本课题主要分析和讨论贵州水城（属六盘山市）发生的地面塌陷，根据资料和课本知识，达到掌握地面塌陷这种地质灾害的形成原因、危害、以及防治措施等。
案例背景：
六盘水市位于贵州省西部, 近20 年来, 随着六盘水市国民经济建设的发展, 作为城市工农业和生活水源的地下水的开采日益强烈, 诱发了严重塌陷问题。到目前为止, 已产生塌陷坑1800 余个, 给人民生活及城市建设带来巨大影响, 岩溶塌陷已成为城市发展面临的主要地质灾害, 严重制约着城市建设与发展。
地质问题：
六盘水市所在的水城盆地, 是一个由德坞、水西、水城和塔山脚4 个串珠状洼地组成, 盆地长17km、宽2～ 3km , 地势平坦, 地面标高在1700～ 1800m 之间。上覆第四系土层厚018～ 31m , 主要为黄褐色粘土、黑色亚粘土、灰黑色含砾粘土及淤泥。下伏基岩主要为石炭系灰岩, 岩溶极为发育。水城盆地是一个完整的水文地质单元, 汇水面积208 km 2。根据地下水的赋存条件、含水介质、水理性质和水理特征, 可划分为岩溶裂隙溶洞水、基岩裂隙水和第四系孔隙水3 大类型。工作区岩溶水资源极为丰富, 单位出水量可达666～ 9600tö d。由于岩溶发育相对均一, 地下水具有统一的地下水面, 水力坡度为1%～ 115% , 流速17712～ 264146m öd , 具层流特征。水位埋深018～12m , 普遍具承压特性。
产生原因：
1) 暴雨引起的塌陷。暴雨可导致土体迅速充水和地表水的强烈渗透,并在一定条件下引起岩溶地下水位的急剧上升而产生正压冲爆作用,易产生塌陷。
2) 洪水引起的塌陷。在近岸地带第四系冲积层中潜水位和岩溶地下水位均随洪水位而波动,由于两者渗透性的差异,在波动过程中不但可产生有利于渗透潜蚀作用的附加水头,而且还产生正负压力的作用,这些作用都可导致塌陷的产生。
3) 重力引起的塌陷。在岩溶发育过程中,地下洞穴,管道在崩塌作用下不断扩展,最后导致顶板盖层在重力作用下失稳、陷落的现象。这种塌陷在岩溶山区并不罕见,岩溶漏斗、地下河天窗岩溶障谷、天生桥等地岩溶形态有许多就是塌陷的遗迹。
4) 地震引起的塌陷。在构造地震作用下,在覆盖层比较薄弱的地段也可产生一系列的塌陷。在贵州省尚无此类塌陷记载。
5）抽取地下水引起的塌陷。城市、厂矿抽取地下水引起的塌陷,一般表现为水位强烈下降或急剧升降导致天然流场的改变,形成大水力坡度、大水流速度、有压变无压,从而导致大范围的地面塌陷。
6）水库蓄水引起的塌陷 修建在岩溶山区洼地、谷地中的中小型水库常因地下岩溶发育,水体增荷、渗漏潜蚀或在雨季地下水位迅猛变化而产生的正负压力和冲爆等多种作用下,发生塌陷而成为病库。
7）采矿引起的塌陷贵州的煤矿、磷矿资源丰富,地下矿产被开采后,形成采空区,使原来地层内部的平衡遭受破坏,在采空区周围常发生岩石破裂、垮落,地面往往出现开裂变形和塌陷。 地面塌陷的危害：
塌陷引起水土流失、地下水污染、地质灾害等问题日趋严重;地面塌陷使污水流入地下,对地下水源造成污染,危害人民身体健康;塌陷改变了近地面的地层结构,使周围地面发生沉降、开裂等环境效应。
地面塌陷类型：
1、岩溶塌陷
由于可溶岩（以碳酸盐岩为主，其次有石膏、岩盐等）中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层复盖的复盖岩溶区，塌陷主要产生在土层中，称为“土层塌陷”，其发
育数量最多、分布最广；当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时，也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。我国岩溶塌陷分布广泛，除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的 26 个省（区）中都有发生，其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省（区）最为发育。据统计，全国岩溶塌陷总数达 2841 处，塌陷坑 33192 个，塌陷面积约 332 ，造成年经济损失达 1 . 2 亿元以上。
2、非岩溶性塌陷
由于非岩溶洞穴产生的塌陷，如采空塌陷，黄土地区黄土陷穴引起的塌陷，玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷，在我国分布较广泛，目前已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的 24 个省区（包括台湾省），其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育翰眨重，据不完全统计，在全国 21 个省区内，共发生采空塌陷 182 处以上，塌坑超过 1592 个，塌陷面积大于 115okm , ，年经济损失达 3 . 17 亿元。
在上述几类塌陷中，岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多，且具有较强的隐蔽性和突发性特点，严重地威协到人民群众的生命财产安全，因此在此着重论述。 防治塌陷的主要对策：
1) 塌坑回填。对已产生的塌坑视其情况采取不同的回填处理措施。
2) 注浆。对下部的溶洞、空洞和松散状态的砂岩进行排水注桨,既可充填其溶洞和空洞,又可胶结松散状态的砂岩。
3) 控制地下水开采量。水动力条件是产生塌陷的最活跃的因素,应最大限度地加以限制。具体控制内容应结合当地条件来定,包括控制地下水位的急剧波动,控制抽水孔深度和抽水强度,在地势低洼、易塌易渗和积水地段采取防渗流水的导流措施,构筑反滤防渗层防止地表水直接回灌等。
4) 采用并探讨排气管法。对于塌陷的成因,国内普遍接受真空吸蚀论。
参考文献：《普通地质学》、《环境地质学》