巖溶塌陷形成機(jī)理及處理

張洪巖

（深圳市房地產(chǎn)評估發(fā)展中心廣東深圳518034）

巖溶塌陷形成機(jī)理及處理

張洪巖

（深圳市房地產(chǎn)評估發(fā)展中心廣東深圳518034）

分析了潛蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理、溶蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理以及振動作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理等常見巖溶坍塌形成機(jī)理，同時從注重地下水控制、加強(qiáng)塌坑回填控制、落實注漿控制以及科學(xué)使用強(qiáng)夯法等方面提出了巖溶塌陷處理有效途徑，以期為我國巖溶塌陷預(yù)防和治理提供一些參考，降低巖溶塌陷災(zāi)害帶來的損失。

巖溶塌陷形成機(jī)理處理措施

巖溶塌陷即是覆蓋在溶蝕洞穴之上的松散土體在外動力或人為因素作用下產(chǎn)生的突發(fā)性地面變形破壞而產(chǎn)生塌陷。巖溶塌陷是巖溶地區(qū)一項常見的地質(zhì)災(zāi)害。近年來，我國由于人為因素造成的巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害不斷增多，這些巖溶塌陷災(zāi)害通常發(fā)生在人類聚居的城鎮(zhèn)周圍，不同程度地破壞當(dāng)?shù)氐闹脖粻顩r、房屋建筑、交通設(shè)施及地下水，直接影響人們的正常生活。對此，應(yīng)當(dāng)注重巖溶塌陷的防治，有效降低巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害帶來的財產(chǎn)損失和人員傷亡。

1　常見巖溶坍塌形成機(jī)理

1.1潛蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理

潛蝕即是巖土體中細(xì)小顆粒一定水力坡度下的地下水流產(chǎn)生較大的動水壓力沖動帶走或溶濾掉易溶部分,其中，潛蝕又包括化學(xué)潛蝕和機(jī)械潛蝕兩種。潛蝕坍塌是巖溶坍塌形成的主要塌陷模式，尤其是在地下水主徑流帶附近或地表水、潛水與巖溶水水力交換頻繁地帶，潛蝕作用更加明顯。

1.2溶蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理

可溶性鹽含量相對較高的地區(qū)或是蒸發(fā)巖地區(qū)，通常會由于地下水的溶濾作用、溶解作用以及散解作用而破壞洞頂蓋層土體，從而發(fā)生巖溶塌陷現(xiàn)象，即溶蝕塌陷。如我國青海察爾漢鹽湖區(qū)石鹽層塌陷便是溶蝕作用產(chǎn)生的。

1.3振動作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理

振動作用產(chǎn)生的動荷載通常會導(dǎo)致巖土體產(chǎn)生破裂位移效應(yīng)、土體液化效應(yīng)等效應(yīng)，降低巖土體強(qiáng)度，從而產(chǎn)生巖溶塌陷現(xiàn)象，即振動坍塌。地震、爆破以及機(jī)械振動是導(dǎo)致振動荷載的主要來源。一些鐵路沿線附近發(fā)生的巖溶塌陷現(xiàn)象的原因便是過量抽取地下水，同時長期火車通過產(chǎn)生的振動，降低巖土體的強(qiáng)度，從而使得巖土體產(chǎn)生巖溶塌陷。

2　巖溶塌陷處理有效途徑

2.1注重地下水控制

地下水控制措施是巖溶塌陷處理中的重要措施，廣泛應(yīng)用于巖溶塌陷的防治中，通過采取地下水人工回灌、恢復(fù)地下水平衡狀態(tài)或停用取水水源來實現(xiàn)地下水位的恢復(fù)。在進(jìn)行地下水人工回灌時，應(yīng)當(dāng)確保回灌水質(zhì)嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)，避免回灌水污染地下水水質(zhì)。同時，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，制定科學(xué)、高效的水動力條件控制內(nèi)容，對地下水位的急劇波動、抽水孔深度和抽水強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時對于地勢低洼、易塌易滲和積水嚴(yán)重的地段采取相應(yīng)的防滲流水的導(dǎo)流措施，設(shè)置相關(guān)反濾防滲聯(lián)，避免地表水直接回灌。

2.2加強(qiáng)塌坑回填控制

在進(jìn)行巖溶塌陷控制處理過程中，可以根據(jù)塌陷坑的實際坍塌情況，采取不同的回填處理措施進(jìn)行塌坑回填。在進(jìn)行塌坑回填時，應(yīng)當(dāng)首先對塌坑內(nèi)的塌陷松散物進(jìn)行清理，再向塌坑內(nèi)填充毛石、毛石混凝土及碎石土等，并綜合使用通氣減壓方法。在進(jìn)行局部地段的塌陷坑回填時，可以在塌坑下部填入鋼絲線，上部填入碎石、卵石填后對其進(jìn)行夯實，嚴(yán)禁將細(xì)顆粒物質(zhì)及垃圾作為回填物質(zhì)。

2.3落實注漿控制

在巖溶塌陷綜合治理中，注漿控制措施具有較高的實用性，通過對下步溶洞、空洞以及松散狀態(tài)的砂巖開展排水注漿，在有效填充巖溶塌陷溶洞和空洞的同時，確保松散狀態(tài)的砂巖膠結(jié)。通過人工作業(yè)或機(jī)械作業(yè)的方法向坍塌體重注入水泥砂漿，以有效提升地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。對于出現(xiàn)嚴(yán)重塌陷的道路路面，在整治過程中，也可以采用排水注漿法，有效填充坍塌路段地面下部的溶洞和空洞，確保處于松散狀態(tài)的砂巖進(jìn)行膠結(jié)，從而加強(qiáng)路面地基的穩(wěn)定性。

2.4科學(xué)使用強(qiáng)夯法

在治理巖溶塌陷過程中，通常會使用到強(qiáng)夯法，通過機(jī)械設(shè)備對表土進(jìn)行夯實，有效降低表土的壓縮性，增大表土的密實度，有效增強(qiáng)土層的強(qiáng)度，平衡土層中產(chǎn)生的拱，從而有效提升穩(wěn)定土層的厚度，以實現(xiàn)有效減少或避免發(fā)生巖溶塌陷現(xiàn)象。同時，強(qiáng)夯法也能夠有效破壞土層已經(jīng)存在但尚未發(fā)展到地面的洞穴，有效消除巖溶塌陷安全隱患，實現(xiàn)巖溶塌陷有效控制。

3　結(jié)束語

潛蝕作用、溶蝕作用以及振動作用均可引發(fā)巖溶塌陷，直接影響我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的正常生活。對此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H地質(zhì)條件和水文條件，注重地下水控制，同時加強(qiáng)塌坑回填控制，落實注漿控制，并科學(xué)使用強(qiáng)夯法，對巖溶塌陷進(jìn)行科學(xué)預(yù)防和治理，降低巖溶塌陷災(zāi)害財產(chǎn)損失和人員傷亡。

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P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-371-1