岩溶塌陷类型及特征
水文地质学 岩溶塌陷
>>大规模集中开采地下水以及矿山排水等，造成地面塌 陷频繁发生，呈现向城镇和矿山集中的趋势，规模越来越 大，损失不断增加。据不完全统计，全国23个省(自治区、 直辖市)发生岩溶塌陷1400多例，塌坑总数超过4万个，给 国民经济建设和人民生命财产带来严重威胁。例如，2003 年8月4日，广东阳春市岩溶塌陷造成6栋民房倒塌、2人伤 亡、80多户400多人受灾；2000年4月6日武汉洪山区岩溶塌 陷造成4幢民房倒塌，150多户900多人受灾；20世纪80年代， 山东泰安岩溶塌陷造成京沪铁路一度中断、长期减速慢行； 贵昆铁路因岩溶塌陷发生列车颠覆事件。
《中国岩溶塌陷图》说明书
《中国岩溶塌陷图》说明书一、编图的主要内容和方法(一) 编图内容为了系统全面地反映全国岩溶塌陷的基本类型、发育程度和分布规律，反映与塌陷形成有关的岩溶发育程度、水文地质条件等，本次编图主要有以下内容：1. 岩溶塌陷现象及类型(1) 塌陷点与塌陷群塌陷点是指具有一定数量陷坑的一处塌陷；塌陷群是指两个以上塌陷点的总和。
全国已发现岩溶塌陷809处，归并为556个点(群)，图上标有260个点(群)。
(2) 塌陷的可溶岩类型与岩性结构分类按岩溶塌陷赖以产生的可溶岩类型可分为：碳酸盐岩类塌陷、蒸发岩类塌陷(岩盐塌陷)以及可溶性钙质碎屑岩类塌陷(简称红层岩溶塌陷)。
其中以碳酸盐岩类塌陷占绝大多数。
按塌陷盖层的岩性结构可分为土层塌陷和基岩塌陷，前者占多数。
陷落柱属于基岩塌陷中的一种。
按成因可分为自然塌陷和人为塌陷两大类，而据不同的诱发因素，又可分为10种类型(见表1)。
表1 岩溶塌陷类型划分表按塌陷时期划分按成因划分按可溶岩类型划分按盖层岩性结构划分古塌陷(陷落柱)自暴雨塌陷土层塌陷洪水塌陷重力塌陷(3) 其他有关的现象与岩溶塌陷伴生的地面下沉、开裂以及塌陷引起的地震等。
2. 形成岩溶塌陷的环境地质条件与岩溶塌陷产生、形成有关的环境地质条件，主要有三方面：(1) 碳酸盐岩的岩溶发育程度及分布特征以碳酸盐岩的岩性和沉积组合类型为基础，结合岩溶地貌、个体岩溶形态及水文地质特征等，参考地表岩溶发育密度、钻孔岩溶率、钻孔遇洞率、泉流量、钻孔单井出水量、单位涌水量等指标，综合定性评价其岩溶发育程度，划分为强、中、弱三级(见表2)，作为图面的基础性资料。
(2) 第四系隐伏岩溶区由于1:600万的图面小，图面内容层次较多，第四系未能单独表示。
隐伏岩溶区包括第四系覆盖的岩溶区和非可溶岩覆盖的埋藏型岩溶区，在图中分别用不同的花纹叠加表示，并加注数字表示盖层的一般厚度，仅表示到埋深500米以内。
(3)水文地质特征及岩溶现象图上表示代表性的泉点、地下河出口、洼土、洞穴、落水洞、漏斗等。
什么是岩溶塌陷
什么是岩溶塌陷
岩溶塌陷是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。
由于可溶岩(以碳酸岩为主，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覆盖的覆盖岩溶区，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平方公里，
造成年经济损失达1.2亿元以上。
今天。
岩溶塌陷监测途径与方法
05
案例分析
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案例分析
某地区岩溶塌陷监测实例
01
02
03
监测目的
及时发现岩溶塌陷迹象， 保障人民生命财产安全。
监测方法
采用地质雷达、地下水监 测和地面变形观测等多种 手段。
监测结果
发现岩溶塌陷的早期迹象， 及时采取措施进行预防和 治理。
某地区岩溶塌陷监测实例
01
02
03
监测目的
及时发现岩溶塌陷迹象， 保障人民生命财产安全。
地下水位监测是通过观测地下水位的 升降变化，了解岩溶塌陷的潜在危险。
分析水位变化趋势，可以预测岩溶塌 陷发生的可能性，并及时采取应对措 施。
地下水位监测通常采用水位计、压力 计等设备进行实时监测，并记录水位 变化数据。
地声监测
地声监测是通过采集地下的声音 信号，分析岩溶塌陷前的声学特
征，预测塌陷发生的方法。
地面监测
地面变形监测
通过地面倾斜、沉降等变形监测手段，实时监测岩溶塌陷区域的地表变形情况， 及时发现塌陷迹象。
地面裂缝监测
对岩溶塌陷区域内的裂缝进行定期测量和记录，分析裂缝的走向、宽度和深度 等特征，判断塌陷的发展趋势。
地下监测
地下水位监测
通过设置水位观测井，实时监测地下水位的动态变化，分析水位变化与岩溶塌陷 的关联性。
危害
岩溶塌陷会导致地面沉陷、裂缝、房 屋倒塌、道路中断等，对人民生命财 产安全构成严重威胁。
影响
岩溶塌陷还会破坏地下水资源，影响 农业生产和生态环境，对经济和社会 发展造成不良影响。
岩溶塌陷的危害与影响
危害
岩溶塌陷会导致地面沉陷、裂缝、房 屋倒塌、道路中断等，对人民生命财 产安全构成严重威胁。
岩溶地面塌陷设计
岩溶地面塌陷设计岩溶地面塌陷是指在岩溶地貌区域中，由于溶蚀作用导致地下溶洞发展，进而引发地表下陷的现象。
岩溶地面塌陷设计的目的是为了预测和评估岩溶地区地面塌陷的风险，以便采取相应的防治措施。
一、岩溶地形特点岩溶地貌是由于岩石中可溶性矿物的溶蚀作用而形成的独特地貌类型。
岩溶地形具有以下几个特点：1. 溶洞和地下河道：岩溶地区地下水经过长时间的溶蚀作用，形成了众多的溶洞和地下河道。
2. 地下溶蚀：地下水中的溶解物质会溶解岩石，导致地下空洞的形成。
3. 天坑和塌陷陷落：由于地下溶蚀作用的影响，地表会出现天坑和塌陷陷落的现象。
二、岩溶地面塌陷的成因岩溶地面塌陷主要是由于地下溶洞的发展和演化导致的。
地下水通过岩石裂隙渗入地下，溶解岩石中的溶质，形成溶洞。
当溶洞发展到一定程度时，地表会因为地下溶洞的塌陷而发生下沉，形成地面塌陷。
三、岩溶地面塌陷的预测和评估为了预测和评估岩溶地区地面塌陷的风险，需要进行以下工作：1. 地质勘测：通过对岩溶地区的地质构造、地层特征、水文地质等进行详细调查和研究，掌握该地区的地质情况。
2. 地下水位监测：监测地下水位的变化，了解地下水动态，判断地下水对地面塌陷的影响。
3. 地面形变监测：利用全球定位系统（GPS）、遥感技术等手段对地面形变进行监测，及时发现地面下沉的迹象。
4. 模型预测：基于岩溶地区的地质数据和监测数据，建立数学模型进行预测和评估，提前发现潜在的地面塌陷风险。
四、岩溶地面塌陷的防治措施为了减少岩溶地区地面塌陷的危害，需要采取以下防治措施：1. 填充堵塞：对发现的地下溶洞进行填充堵塞，阻止溶洞的继续发展和扩大。
2. 强固加固：对已形成的地面塌陷区进行强固加固，提高地面的承载能力。
3. 松土排水：通过松土和排水措施，改善地下水的排泄，减少地下水对地面塌陷的影响。
4. 监测预警：建立地面塌陷的监测预警系统，及时发现和预测地面塌陷的风险，采取相应的应急措施。
五、岩溶地面塌陷的影响岩溶地面塌陷对人类和环境都会带来严重的影响：1. 经济损失：地面塌陷会破坏建筑物、道路和农田，造成巨大的经济损失。
介绍岩溶地貌
介绍岩溶地貌岩溶地貌是由溶蚀作用形成的地貌类型，主要分布在石灰岩、大理石、石膏等溶解性岩石地区。
以下是对岩溶地貌的详细介绍：1. 定义：岩溶地貌是指由于水在溶解性岩石中的溶蚀作用、化学作用和物理作用等形成的地表地貌。
在岩溶地貌中，水通过溶解岩石表面的溶解孔洞和裂隙，进而形成独特的地貌景观。
2. 特征：岩溶地貌具有以下几个典型特征：- 溶蚀地貌：石灰岩等溶解性岩石在水的作用下溶解，形成溶洞、溶壑、溶谷等地貌。
这些地貌特征通常呈现出丰富多样的形态，如钟乳石、石笋等。
- 塌陷地貌：溶洞或溶壑的天花板或地面因为溶蚀而发生崩塌，形成塌陷洞、塌陷丘等地貌。
- 地下河谷：地下溶洞中的水流形成地下河谷，有时会形成地下河流。
- 岩溶塌陷：溶蚀作用导致地下空洞的形成，进而引发地表地面塌陷。
3. 主要地貌类型：- 溶洞：由于水在岩石中的溶蚀作用形成的洞穴。
溶洞内部通常有钟乳石、石笋、石柱等溶蚀物形成的景观。
- 喀斯特地貌：是岩溶地貌中最典型的类型，具有典型的喀斯特地貌形态，如石峰、石林、溶洞群、地下河等。
- 溶谷：由于水在岩石中的溶蚀作用形成的地表溶蚀沟谷。
- 塌陷地貌：由于溶洞或溶壑地表或地下部分的崩塌而形成的地表塌陷地貌。
- 岩溶小丘：由于溶蚀作用形成的圆顶状小丘，通常由石灰岩等溶解性岩石组成。
4. 分布：岩溶地貌主要分布在世界各地，特别是在石灰岩地区较为常见。
中国的喀斯特地貌发育非常广泛，如贵州黔南地区的黔南喀斯特地貌、广西的桂林喀斯特地貌等。
岩溶地貌以其独特的地貌景观和丰富的地下水资源吸引了许多游客和地质学家的关注。
同时，岩溶地貌也是重要的水源补给区域，对地下水的储存和保护起着重要的作用。
浅谈岩溶地区地面塌陷及处理
摘要岩溶塌陷是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。
岩溶地区地面塌陷是一种较为常见的不良地质现象。
引起塌陷的原因往往是由于岩溶地区地下普遍存在土洞，土洞埋藏浅、分布密、发育快，顶部土体强度低，它们对建筑物的稳定性影响很大，不同程度地威胁着建筑物的安全和正常使用。
本文通过对兴业县城区周边地面塌陷及处理情况的分析，总结了岩溶地区地面塌陷的类型、特征，为岩溶地区勘察和地面塌陷的处理提供一些借鉴。
关键词：岩溶地区；地面塌陷；稳定性；处理；检测浅谈岩溶地区地面塌陷及处理1工程实例兴业县地处广西东南部，北回归线以南，四周为低矮丘陵环绕，而城区位于岩溶盆地中部。
兴业县城区及周边为地面塌陷多发区，2013年下半年，较多场地在地质勘探时发现较大土洞，而城区周边多处出现地面塌陷现象，甚至发生了多次因地面塌陷引起建筑物拉裂而造成的纠纷案件。
如兴业县政府前面广场、中石油兴业油库、兴业县交通局新址、兴业县高中等场地，在勘探及建设时发现了直径8～15m土洞；又如兴业县环江村、庞村就出现了大面积下沉塌陷，造成了几十户居民房屋拉裂案例。
为了查明兴业县城区及周边地面塌陷原因，我院在地面调查的基础上，整理归纳十多年来的地质勘探资料进行分析，发现兴业县城区及周边形成地面塌陷多发区主要是由于其特定岩溶地质条件和大量抽取地下岩溶水造成的。
兴业县城区上覆土层主要为冲洪积黏性土、粉土、砂土层，土层强度普遍较低，下伏基岩主要为石灰岩，而基岩埋藏相对较浅为8～15m为主，浅部岩溶洞隙中等发育，遇洞率在30%～60%间，溶洞顶板较薄且破碎较多，易崩塌；地下岩溶水丰富，出水量为20～100立方左右。
据查，兴业县大部分单位及居民饮用水均为抽采的地下岩溶水，如兴业县高中、兴业县医院、兴业县多家水泥厂等均打有水井抽取地下岩溶水，抽水量均在20～80立方左右。
经过长期采取地下水，溶洞顶板附加应力增加而崩塌，上覆土层不断被潜（冲）蚀流失形成土洞，土洞顶板失稳引起了地面塌陷。
岩溶的特征与分类
岩溶的特征与分类作为地质体的地下岩溶，在岩石当中，以溶腔（一般宽度10厘米～几十米，甚至百米)或岩溶裂隙(一般宽度小于10厘米)的形式出现。
若溶腔或裂隙为“空腔”，腔内或裂隙内基本无充填物，或者仅部分有水体存在、大部为空腔，称为洞穴式岩溶；若溶腔或裂隙为“实腔”，腔内或裂隙内充满石块、泥浆或水体，称为充填式岩溶。
所以，地下岩溶的地质类型总体分为洞穴式地下岩溶和充填式地下岩溶两大类型。
1、洞穴式岩溶洞穴式岩溶进一步分为溶洞和暗河（暗河通道）两种。
（1）溶洞溶洞属于其中一种只有进口，没有明显出口的一种洞穴式地下岩溶。
绝大多数溶洞或多或少都有部分水体存在。
而真正完全无水的“溶洞”，本质上不属于溶洞，而属于以“干洞”形式出现的暗河通道。
（2）暗河（暗河通道）暗河（暗河通道），属于既有进口，又有出口的一种洞穴式地下岩溶。
暗河本质上是在地下、通过岩溶洞穴流经的河流。
在暗河的横剖面上，常常河流水体只占一小部分，大部为没有水体的空腔，后者又称暗河通道。
有些暗河，经常以“干洞”形式出现，偶尔有水流动，也称暗河通道。
这种暗河通道可以在旱季里是“干洞”，在雨季里则以有水流动的暗河的形式出现；甚至可以是晴天为“干洞”，雨天是有水流动的暗河。
2、充填式地下岩溶充填式岩溶又称塌陷式岩溶，它进一步分为岩溶淤泥带和岩溶陷落柱两种。
（1）岩溶淤泥带岩溶淤泥带的溶腔或岩溶裂隙内的充填物主要是伴随地表岩溶作用的进行，岩溶裂隙的扩大，地表的岩石碎块和土壤、以及裂隙两壁陷落的破碎岩块，当然还有泥沙和水。
依据岩溶淤泥带的稠稀，又可进一步划分为上部干性（稠性）岩溶淤泥带和下部稀性、水性岩溶淤泥带两种。
（2）岩溶陷落柱岩溶陷落柱的溶腔内的充填物主要是溶腔上复的泥岩、页岩、粉砂岩等煤系地层中的软岩。
岩溶陷落柱又可以进一步分为干性陷落柱和湿性陷落柱。
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岩溶塌陷类型及特征
一、岩溶塌陷的类型划分
我国岩溶塌陷类型繁多
（二）各种成因类型的发育特征
我国岩溶塌陷主要发育于华南的连片岩溶区。
（一）自然塌陷
在天然作用下产生的塌陷，约占总数的33%（不包括陷落柱），是各类塌陷中最多的一种。
古塌陷：形成于第四纪以前，如“陷落柱”；
老塌陷：形成于第四纪期间，具残留形态，往往为后期堆积物充填或掩盖；
新塌陷：新近时期产生，或形成时期不明，但形态保持较好。
它们多发育于地下水变化迅猛的岩溶山地的洼地、槽谷中，塌陷范围小。
强度弱，往往呈单个坑零星分布，塌陷规模随结构不同而差异很大。
按其成因，又可分为：
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，易于产生塌陷。
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卞失稳陷落的现象。
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，这些基、岩塌陷规模一般较大，形成之后一般不再复活。
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，如1853年2月在湖南新宁，5级地震的历史记载c“有声如雷，陷成七潭，大小不一，皆有水涌出”。
此外，近几十年来地震塌陷也常有，如：1976年唐山地震引起数十处塌陷等。
（二）人类活动诱发的塌陷（简称人为塌陷）
是由于人类的工程;经济活动，改变了岩溶洞穴及其上覆盖层的稳定平衡状态而引起的塌陷，约占总数的60%，可见人为作用已成为现代塌陷的重要动力。
人为塌陷按成因又可分为坑道排水或突水、抽汲岩溶地下水、水库蓄引水、震动加载及表水、污水下渗引起等类型塌陷+前三者共古人为塌陷的92%.
1.坑道排水或突水引起的塌陷
是指由于矿坑、隧道、人防及其它地下工程排水或突水引起的塌陷，其中以矿坑排、突水塌陷为主，占人为塌陷的17%.
岩溶地区由于矿产资源的开发，矿坑排水或突水引起的塌陷较为频繁。
凡处于复盖岩溶区的矿区，在其排水疏干过程中，几乎都不可。