山東荊泉斷塊區(qū)覆蓋型巖溶塌陷控制因素和影響因素分析

馮亞偉，李志峰，仝 路，曾 斌

(1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院(山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì))，山東 兗州 272100；2.山東省地礦局巖溶 地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 兗州 272100；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430074)

0 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球巖溶發(fā)育區(qū)涉及85個(gè)主要國(guó)家，總面積約17.89×106km2，占全球陸地總面積的12%[1]，“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家為世界主要巖溶分布區(qū)，約55個(gè)國(guó)家分布有巖溶，占全球巖溶總面積的60%。我國(guó)巖溶分布面積約346.3×104km2，占國(guó)土總面積的三分之一以上，由此引發(fā)了一系列的巖溶地質(zhì)問(wèn)題，巖溶塌陷是其中主要地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型之一，主要分布在西南、華南、華中等巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)[2]，截至2010年，全國(guó)已發(fā)生巖溶塌陷1 600起，形成塌陷坑40 000個(gè)[3]。隨著山東省巖溶發(fā)育區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地資源、水資源和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的不斷增強(qiáng)，由此引發(fā)的巖溶塌陷問(wèn)題日益突出，自20世紀(jì)70年代初期以來(lái)，發(fā)生多起巖溶塌陷問(wèn)題，主要分布于魯中南的臨沂、泰安、萊蕪和棗莊等地[4]。

近年來(lái)，山東省荊泉斷塊巖溶塌陷災(zāi)害頻發(fā)，以西塢溝村巖溶塌陷為例，該塌陷發(fā)生于2016年5月26日清晨的馬鈴薯田地，當(dāng)時(shí)該田地正在灌溉，地面突然下陷，形成一個(gè)平面呈圓形、直徑約12 m、深約13 m的塌陷坑，距京滬高鐵直線(xiàn)距離僅80余米(圖1)。

塌陷發(fā)生后，不僅在當(dāng)?shù)卮迕裰幸鹆丝只?，還對(duì)京滬高鐵運(yùn)輸安全造成嚴(yán)重威脅，引起了相關(guān)部門(mén)的高度重視，迫切需要查明當(dāng)?shù)貛r溶塌陷誘發(fā)因素，提出巖溶塌陷防治措施，降低這一區(qū)域巖溶塌陷再次發(fā)生的可能性。

由于巖溶塌陷的突發(fā)性和破壞性，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者致力于研究其誘發(fā)因素，以期降低危害。通常，巖溶塌陷的形成是由于上覆砂層被基巖滲透帶中的水侵蝕至巖溶管道，在基巖面之上形成空腔，隨著侵蝕的繼續(xù)，空腔持續(xù)變大，達(dá)到砂土層的極限平衡之后，形成塌陷[5]。有些學(xué)者通過(guò)開(kāi)展水氣壓力監(jiān)測(cè)探討巖溶塌陷的誘發(fā)因素[6-7]，評(píng)價(jià)巖溶塌陷形成臨界力學(xué)模型[8]；有些學(xué)者通過(guò)開(kāi)展地球物理勘探、鉆孔、地下水高程測(cè)量及地下水水化學(xué)分析等多種方法，研究巖溶塌陷影響因素，總結(jié)巖溶塌陷形成機(jī)理[9]，認(rèn)為大多數(shù)的巖溶塌陷均是由與水相關(guān)的因素(低水位和強(qiáng)降雨)直接造成的[10]。我國(guó)巖溶塌陷問(wèn)題的研究始于20世紀(jì)80年代，特別是20世紀(jì)90年代以來(lái)，巖溶塌陷問(wèn)題頻發(fā)，與之相關(guān)的研究也越來(lái)越深入，取得了豐富的研究成果[11]。山東省巖溶塌陷的研究主要集中于臨沂市城區(qū)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)及風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[12-13]、泰萊盆地巖溶塌陷形成機(jī)理及水源地巖溶塌陷演化過(guò)程[14-15]。荊泉斷塊巖溶塌陷的成因機(jī)理，在中國(guó)北方巖溶地區(qū)具有良好的代表性，但研究尚不深入。本文以荊泉斷塊巖溶塌陷為研究對(duì)象，探討其誘發(fā)因素，不僅可以豐富中國(guó)北方巖溶塌陷理論研究，還可為政府職能部門(mén)防災(zāi)減災(zāi)提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

荊泉斷塊位于山東省滕州市東北部，北部以長(zhǎng)龍斷裂為界，西南部邊界為嶧山斷裂，東部和東南部以地層巖性及地表分水嶺為界，總面積約160 km2，地勢(shì)總體東北高、西南低，京滬高速鐵路由北往南貫穿全區(qū)；地處暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量748 mm；屬淮河流域運(yùn)河水系，主要地表水體為荊河及城郭河，其次為分布于北部、東部邊緣山區(qū)的馬河水庫(kù)和巖馬水庫(kù)。荊泉斷塊內(nèi)變質(zhì)巖多分布于桑村穹隆及其附近地區(qū)；奧陶系地層多分布于嶧山斷裂之東、長(zhǎng)龍斷裂之南，以隱伏分布為主；侏羅系地層多分布于嶧山斷裂以西的廣大地區(qū)，多為淺埋藏狀態(tài)，局部見(jiàn)有露頭；古近系地層小范圍分布于長(zhǎng)龍斷裂以南的楊明莊周?chē)?；第四系主要分布于本區(qū)中部及西部的廣大地區(qū)，以長(zhǎng)龍斷裂之南田莊一帶最厚；巖漿巖主要分布在桑村穹隆的核部及長(zhǎng)龍斷裂之北，在桑村穹隆的核部多為隱伏狀態(tài)，長(zhǎng)龍斷裂之北大部分裸露(圖2)。

荊泉斷塊巖溶水系統(tǒng)為一相對(duì)獨(dú)立、完整的地下水系統(tǒng)，具有間接補(bǔ)給、直接補(bǔ)給和匯集排泄等一套完整的地下水補(bǔ)給、徑流、排泄與蓄存功能。巖溶主要發(fā)育在奧陶系馬家溝組中，馬家溝組地層連通性好，導(dǎo)水性強(qiáng)，水量豐富，是區(qū)內(nèi)巖溶水的主要賦水巖組。以俞寨-羅莊一帶為例，此區(qū)巖溶發(fā)育極為強(qiáng)烈，含水層厚50～70 m，井孔單位涌水量大于3 000 m3/(d·m)，最大達(dá)6 988.98 m3/(d·m)。本區(qū)巖溶水具有補(bǔ)給面積大，徑流條件好，排泄集中的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)巖溶水的補(bǔ)給以大氣降水入滲、地表水滲漏補(bǔ)給為主，其次為農(nóng)田灌溉回滲補(bǔ)給、孔隙水越流補(bǔ)給。巖溶水的整體徑流方向?yàn)楸睎|-南西向，水力坡度沿徑流方向逐漸變小。巖溶水的主徑流帶在馮卯-邵疃-俞寨一線(xiàn)。巖溶水的排泄方式主要有自然排泄和人工開(kāi)采排泄兩種，自然排泄包括泉水排泄和向第四系孔隙水越流排泄；人工排泄以荊泉水源地的集中大量開(kāi)采為主，也是區(qū)內(nèi)巖溶水最主要的排泄方式。

京滬高鐵滕州段從滕州市東北經(jīng)過(guò)荊泉水源地主開(kāi)采區(qū)北側(cè)。水源地內(nèi)，巖溶隱伏于第四系松散巖之下，巖溶發(fā)育于寒武-奧陶系碳酸鹽巖內(nèi)，巖溶發(fā)育，溶洞豎向直徑一般1～2 m，最大約6 m，溶洞多為空洞或半充填，充填物為黏土夾碎石及粗砂、礫砂等。

2 巖溶塌陷現(xiàn)狀

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2015年5月份以來(lái)，區(qū)內(nèi)共發(fā)生巖溶塌陷58起(圖3、表1)，主要分布在楊明莊、大塢溝、羅莊、后梁及俞寨周邊。塌陷平面形態(tài)一般為圓形、橢圓或不規(guī)則狀，剖面形態(tài)多為圓柱狀、錐狀或碟狀。小型塌坑約占所有塌坑的75.86%(圓形塌坑直徑介于0.3～8 m，橢圓形塌坑長(zhǎng)軸介于0.6～9.5 m，深度介于0.1～7 m)，其余為中型塌坑(圓形塌坑直徑介于10～12 m，深度介于1～13 m；其余塌陷坑長(zhǎng)軸介于10～34.6 m，深度介于0.3～4.5 m)。塌坑底部均被第四系黏質(zhì)砂土覆蓋，未見(jiàn)基巖出露，附近地面多見(jiàn)土體開(kāi)裂，形成巖溶塌陷隱患點(diǎn)，分布多呈條帶狀，由南西向北東方向展布。

表1 巖溶塌陷點(diǎn)基本情況一覽表

續(xù)表

注：S(Sinkhole巖溶塌陷)、黏(黏土)、砂(砂土)、粒(混粒土)、砂礫(砂礫石層)、淤泥(淤泥質(zhì)黏土)。

3 巖溶塌陷控制因素分析

3.1 巖溶發(fā)育程度

研究區(qū)巖溶發(fā)育程度分區(qū)見(jiàn)圖4。

圖4 巖溶發(fā)育程度分區(qū)圖Fig.4 Zoning map of karst development degree

由圖3結(jié)合鉆孔資料可知，奧陶系地層巖溶形態(tài)以溶蝕裂隙和蜂窩狀溶孔為主，地層巖溶能見(jiàn)率介于10%～72%之間，強(qiáng)巖溶發(fā)育帶位于俞寨、秦林、屯里、王莊一帶等排泄區(qū)或近排泄區(qū)，隱伏奧陶系灰?guī)r巖溶發(fā)育均一，以蜂窩狀溶孔為主，大部分鉆孔可見(jiàn)溶洞；寒武系地層巖溶發(fā)育情況不一，饅頭組石店段地層巖溶發(fā)育強(qiáng)，地層巖溶能見(jiàn)率達(dá)30%，強(qiáng)巖溶發(fā)育帶主要位于巖馬水庫(kù)大壩下游，前塢溝、邵疃、東郭一帶等徑流區(qū)，巖溶形態(tài)主要為溶蝕裂隙，溶孔次之，很少溶洞，巖溶能見(jiàn)率10%～20%，為巖溶發(fā)育區(qū)。

據(jù)巖溶埋深能見(jiàn)率統(tǒng)計(jì)，基巖頂板下埋深30～60 m段，巖溶埋深能見(jiàn)率31.4%，為巖溶最發(fā)育段；其次為0～30 m和60～90 m段，巖溶埋深能見(jiàn)率約24%，為巖溶強(qiáng)發(fā)育段；90～180 m，巖溶埋深能見(jiàn)率15%左右，為巖溶中等發(fā)育段；180～210 m，巖溶埋深能見(jiàn)率3.6%，為巖溶弱發(fā)育段；210 m以下，極少見(jiàn)巖溶發(fā)育，為巖溶極弱發(fā)育段。

強(qiáng)烈發(fā)育的巖溶是區(qū)內(nèi)巖溶塌陷形成的最基礎(chǔ)條件[16]，巖溶越發(fā)育的地方越有利于巖溶塌陷的形成。與巖溶發(fā)育程度分區(qū)相一致，巖溶塌陷主要分布在強(qiáng)巖溶發(fā)育帶中的俞寨、羅莊、后荊溝、后梁及楊明莊一帶，這一地區(qū)地勢(shì)較低洼，巖溶發(fā)育較為強(qiáng)烈，含水層厚約50～70 m，水量較為豐富，地下水徑流迅速，上覆第四系砂層較為松散，在地下水流的沖刷作用下不斷塌落，土洞越來(lái)越大，當(dāng)其無(wú)法承受上覆土體壓力時(shí)，就會(huì)在地表形成巖溶塌陷，反向證明了巖溶發(fā)育是本區(qū)巖溶塌陷形成的主要影響因素之一。

3.2 覆蓋層土體結(jié)構(gòu)及厚度

據(jù)表1可知，除S12巖溶塌陷點(diǎn)上覆土層結(jié)構(gòu)為雙層結(jié)構(gòu)外，其余各點(diǎn)上覆土層結(jié)構(gòu)均為多層結(jié)構(gòu)，占總數(shù)的92.9%，多以砂土與黏土互層，少數(shù)含有砂礫石層、混粒土與淤泥質(zhì)土。相對(duì)黏性土來(lái)說(shuō)，砂土的黏結(jié)性較差，在地下巖溶水的沖刷下，易于土洞的形成，產(chǎn)生塌陷。

按可溶巖地層的出露條件，可將巖溶區(qū)劃分為裸露型巖溶區(qū)、覆蓋型巖溶區(qū)和埋藏型巖溶區(qū)[2]。據(jù)圖5可知，區(qū)內(nèi)上覆第四系土層厚度多在20 m以淺，屬淺覆蓋型。按照土層厚度結(jié)構(gòu)分區(qū)來(lái)看，裸露巖溶區(qū)未產(chǎn)生巖溶塌陷，在地表多分布溶溝溶槽；0～5 m土層厚度分區(qū)產(chǎn)生巖溶塌陷8起，占總塌陷個(gè)數(shù)的13.8%，主要分布在東孫莊東北(S11)，距京滬高鐵僅100余米；5～10 m土層厚度分區(qū)產(chǎn)生巖溶塌陷22起，占總塌陷個(gè)數(shù)的37.9%，主要分布在俞寨村西(S12)和后荊溝村東北(S14)，基本都分布在距荊泉水源地直線(xiàn)距離300 m范圍內(nèi)；10～15 m土層厚度分區(qū)產(chǎn)生巖溶塌陷28起，占總塌陷個(gè)數(shù)的48.3%，主要分布在羅莊及西塢溝村高鐵沿線(xiàn)、楊明莊-虺城店一線(xiàn)，這一地區(qū)為荊泉斷塊地下水主徑流區(qū)，地下水流速快，富水性好；15 m以上土層厚度分區(qū)基本未產(chǎn)生巖溶塌陷。

據(jù)研究統(tǒng)計(jì)分析，地面塌陷絕大多數(shù)發(fā)生在覆蓋型巖溶區(qū)，而覆蓋層是覆蓋型巖溶塌陷發(fā)生的主體，其厚度和結(jié)構(gòu)影響巖溶塌陷的易發(fā)程度[17]。綜合來(lái)看，荊泉斷塊土層厚度相對(duì)較薄，且多夾有砂層及砂礫石層，為巖溶塌陷的形成提供了必要的基礎(chǔ)條件。

圖5 覆蓋層土層厚度分區(qū)圖Fig.5 Subarea map of overlying soil thickness

3.3 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造主要是通過(guò)控制巖溶發(fā)育程度來(lái)影響巖溶塌陷程度的。斷裂構(gòu)造發(fā)育的地段，巖石破碎，利于地下水的滲透，是巖溶發(fā)育強(qiáng)烈的地段，亦是水流活動(dòng)強(qiáng)烈之處，有利于巖溶塌陷的發(fā)生。荊泉斷塊構(gòu)造特征是以斷裂為主，區(qū)域節(jié)理、裂隙普遍發(fā)育，褶皺次之。構(gòu)造活動(dòng)所形成的斷裂、節(jié)理、裂隙，為碳酸鹽巖地下水溶蝕作用創(chuàng)造了有利條件，并制約著區(qū)域巖溶及垂向巖溶的發(fā)育與分布。巖溶發(fā)育形成了地下水運(yùn)動(dòng)的良好通道和儲(chǔ)存空間。

由圖3可知，在區(qū)內(nèi)發(fā)生的58起巖溶塌陷中，有29起發(fā)生在距東郭斷裂、嶧山斷裂及其次級(jí)斷裂1 km范圍內(nèi)，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的50%；3起發(fā)生在距東郭斷裂1 km以外2 km以?xún)?nèi)范圍，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的5.2%；26起發(fā)生在距主要斷裂2 km以外地區(qū)，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的44.8%，這類(lèi)巖溶塌陷點(diǎn)多沿河道及高鐵周邊分布；其它非構(gòu)造發(fā)育區(qū)，巖溶裂隙不發(fā)育，沒(méi)有巖溶塌陷發(fā)育的基本條件，基本沒(méi)有產(chǎn)生巖溶塌陷。

4 影響因素和誘發(fā)因素分析

4.1 水動(dòng)力條件

根據(jù)區(qū)內(nèi)多年降雨量監(jiān)測(cè)資料，選取荊泉水源地內(nèi)孔隙水、巖溶水水位長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料，做出多年地下水水位動(dòng)態(tài)圖(圖6)。

圖6 荊泉斷塊地下水水位動(dòng)態(tài)圖Fig.6 Dynamic groundwater level of Jingquan fault block

4.1.1 孔隙水

孔隙水與巖溶水水力聯(lián)系越強(qiáng)，越有利于巖溶塌陷的產(chǎn)生。由圖6可知，2014年初開(kāi)始，區(qū)內(nèi)降雨普遍偏少，2015年及2016年枯水期之后，區(qū)內(nèi)降雨明顯增加。由圖7可知，巖溶塌陷多發(fā)區(qū)第四系覆蓋厚度大多在15 m以淺，且含有砂層，而枯水期巖溶水水位遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基巖頂板，當(dāng)夏季強(qiáng)降雨過(guò)后，大氣降水迅速入滲補(bǔ)給孔隙水，松散土層快速飽和，后又迅速下滲補(bǔ)給巖溶水，在此過(guò)程中，孔隙水?dāng)y帶大量的砂土顆粒進(jìn)入巖溶管道，“土洞”逐漸形成，當(dāng)上覆土層不足以支撐自重時(shí)，就會(huì)在地表形成巖溶塌陷。

2015年及2016年的9月—10月，區(qū)內(nèi)共產(chǎn)生5起巖溶塌陷，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的8.6%，相對(duì)增強(qiáng)的水力聯(lián)系，是這一時(shí)期巖溶塌陷產(chǎn)生的一大影響因素。

圖7 荊泉斷塊巖溶塌陷地質(zhì)剖面圖Fig.7 Geological profile of karst collapse in Jingquan fault block

4.1.2 巖溶水

巖溶水位波動(dòng)對(duì)巖溶塌陷的影響主要表現(xiàn)在改變基巖面附近巖溶水管道中水氣壓力的變化速度及變化幅度。

由圖6可知，從2014年年初開(kāi)始，到2016年枯水期結(jié)束，為區(qū)內(nèi)相對(duì)枯水時(shí)段，這一時(shí)期區(qū)內(nèi)降水量明顯低于多年平均降水量，從而導(dǎo)致在2016年枯水期達(dá)到歷史最低水位。且?guī)r溶塌陷出現(xiàn)的時(shí)間集中分布于巖溶水水位在基巖面附近波動(dòng)時(shí)期，也就是水位標(biāo)高在68 m左右。

相對(duì)以往多年平均地下水水位埋深來(lái)說(shuō)，2015年5、6月份地下水水位平均埋深分別下降8.31 m、10.74 m，水位波動(dòng)分別為1.20 m、4.04 m，發(fā)生巖溶塌陷34起，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的58.6%；2016年5、6月份地下水水位平均埋深分別下降26.98 m、26.49 m，水位波動(dòng)分別為1.12 m、1.56 m，發(fā)生巖溶塌陷5起，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的8.6%；2017年5、6月份地下水水位平均埋深分別下降1.38 m、1.11 m，水位波動(dòng)分別為0.49 m、0.78 m，發(fā)生巖溶塌陷8起，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的13.8%；2018年5、6月份地下水水位平均埋深分別下降-0.8 m、-0.11 m，水位波動(dòng)分別為0.60 m、2.44 m，發(fā)生巖溶塌陷8起，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的13.8%。由此可以看出，巖溶水水位波動(dòng)大的時(shí)段易產(chǎn)生巖溶塌陷，主要原因?yàn)椋旱叵滤徊▌?dòng)明顯，巖溶水空腔中產(chǎn)生負(fù)壓，且這一時(shí)期，區(qū)內(nèi)灌溉活動(dòng)頻繁，第四系中含有較多的灌溉回滲水量，負(fù)壓出現(xiàn)后，會(huì)加劇灌溉回滲水的滲流作用，從而導(dǎo)致土體破壞，誘發(fā)巖溶塌陷。

4.1.3 地表水

區(qū)內(nèi)河流基本為季節(jié)性河流，只有在雨季下大雨后河道才會(huì)有水，且河道部分基巖裸露，下伏基巖巖溶發(fā)育，大氣降水沿河床溶孔溶隙下滲迅速補(bǔ)給地下水，造成地下巖溶水位的快速抬升，大大加速巖溶水的流動(dòng)，巖溶管道內(nèi)壓力快速變化，產(chǎn)生壓力差，從而誘發(fā)巖溶塌陷。

4.2 人類(lèi)活動(dòng)

一個(gè)地區(qū)巖溶塌陷的形成除受自然因素(地質(zhì)、水文和氣象)影響以外，還受人類(lèi)活動(dòng)(地下水開(kāi)采、地面載荷)的影響，而人類(lèi)活動(dòng)的影響是至關(guān)重要的[18]。

4.2.1 水源地開(kāi)采

自20世紀(jì)70、80年代以來(lái)在泉水出露的排泄區(qū)建立了供應(yīng)滕州市工業(yè)與生活用水的集中供水水源地，大量抽取地下水，造成泉水逐年減少，地下水位持續(xù)下降。該水源地允許開(kāi)采量為8×104m3/d，目前實(shí)際開(kāi)采量約9×104m3/d，超過(guò)允許開(kāi)采量約1×104m3/d。近幾年來(lái)降水偏少，地表水干涸，農(nóng)業(yè)開(kāi)采巖溶水量增大，巖溶水位連續(xù)下降。俞寨水廠(chǎng)水位埋深36.346 m(2016年6月)，遠(yuǎn)低于松散層底板。水源地內(nèi)大部分地段巖溶水位已低于松散巖底板。地下水的大量開(kāi)采，改變了原始地下水動(dòng)力條件，加大了地下水流速，加快了地下水三水轉(zhuǎn)化速率，易于誘發(fā)巖溶塌陷。

4.2.2 灌溉

據(jù)表1可知，巖溶塌陷發(fā)生時(shí)間多集中分布于每年的5～6月份，占總塌陷點(diǎn)數(shù)的86.2%。這一時(shí)期，區(qū)內(nèi)降雨偏少，氣溫偏高，普遍干旱，農(nóng)作物需水量增加，農(nóng)田灌溉集中進(jìn)行，地下水開(kāi)采量增大。灌溉開(kāi)采的地下水除部分以蒸發(fā)和根系吸收等方式散失以外，其余均回滲補(bǔ)給地下水，增強(qiáng)了地下水的補(bǔ)給，改變了原有地下水動(dòng)力條件，增加了表層土體的含水率及自重，地下水環(huán)境由相對(duì)靜態(tài)轉(zhuǎn)換為相對(duì)動(dòng)態(tài)，易于誘發(fā)巖溶塌陷。

4.2.3 地表載荷

2011年6月京滬高速鐵路通車(chē)之前，區(qū)內(nèi)未記載發(fā)生過(guò)巖溶塌陷，之后，隨著京滬高速鐵路車(chē)輛密度的逐漸增加，對(duì)區(qū)內(nèi)的影響也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。由圖2可知，在京滬高速鐵路附近分布有S03、S05、S09及S11等巖溶塌陷點(diǎn)。列車(chē)在行駛過(guò)程中，不但會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)波還會(huì)改變上覆土層的密實(shí)程度，當(dāng)土洞頂板承載力不滿(mǎn)足要求時(shí)，就會(huì)在地面形成塌陷坑，產(chǎn)生巖溶塌陷。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)荊泉斷塊巖溶水系統(tǒng)基礎(chǔ)地質(zhì)條件、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及水文地質(zhì)鉆探等資料的分析研究，得出以下結(jié)論：

(1)巖溶塌陷的產(chǎn)生綜合受覆蓋層、地質(zhì)構(gòu)造及巖溶發(fā)育等基礎(chǔ)地質(zhì)條件的影響。厚度15 m以?xún)?nèi)且含有砂層的上覆土層區(qū)最容易產(chǎn)生巖溶塌陷；巖溶塌陷主要分布在強(qiáng)巖溶發(fā)育帶中；斷層兩側(cè)1 000 m內(nèi)為巖溶塌陷高發(fā)區(qū)。

(2)當(dāng)巖溶水水位在基巖面附近波動(dòng)的時(shí)候(水位標(biāo)高為68 m)最容易產(chǎn)生巖溶塌陷，可將68 m水位標(biāo)高劃定為巖溶塌陷制約下的開(kāi)采水位紅線(xiàn)。

(3)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)巖溶塌陷的影響主要表現(xiàn)在巖溶水的大量開(kāi)采、土地灌溉及地表工程的修建，其中，巖溶水的大量開(kāi)采已成為誘發(fā)巖溶塌陷的主要因素之一。當(dāng)水位埋深下降介于8～27 m、月水位變幅達(dá)1～5 m時(shí)，最容易誘發(fā)巖溶塌陷。

(4)合理規(guī)劃開(kāi)采區(qū)內(nèi)巖溶水，做到工業(yè)用水、灌溉用水的水源置換，做好地表大型工程的勘查規(guī)劃等是降低巖溶塌陷發(fā)生概率的主要手段。