巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理方法研究

姚永源

摘 要： 我國對于巖溶地面塌陷區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治工作起步較晚，但是近年來隨著科學(xué)發(fā)展觀的貫徹落實(shí)，越來越多信息化的巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理措施在實(shí)踐中得到有效應(yīng)用，并且發(fā)揮著積極作用。

關(guān)鍵詞： 巖溶地面;地質(zhì)災(zāi)害;治理方法

【中圖分類號】P642.26?? ??【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A???? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.008

1 巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的成因

1.1 人為活動(dòng)對巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害影響

隨著社會的進(jìn)一步發(fā)展，人類各種行為活動(dòng)都需要依托于地面所展開。如，工程建筑，交通建設(shè)，水庫建設(shè)等等，這些建設(shè)都必須進(jìn)行基礎(chǔ)開挖，甚至是在地下水位以下開挖，地下水以下開挖就離不開抽排水。大量不斷抽排就會把原本飽和狀態(tài)下的地下水抽空或水位降低，使土體內(nèi)空隙不斷增多，浮托力消失，最終出現(xiàn)地面塌陷。在地下施工建設(shè)中，人為爆破對巖溶洞隙帶來振動(dòng)，可能會破壞其支撐拱出現(xiàn)巖溶頂板坍塌，或破壞地下巖溶管道水，管道水流失出現(xiàn)地面塌陷。另外，人類在其他的區(qū)域所采取的各種不科學(xué)不生態(tài)環(huán)保的活動(dòng)，也會導(dǎo)致巖溶地面塌陷區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 巖溶地面塌陷區(qū)的外部條件的影響

（1）河流水文影響。

河流水文是地下水的主要來源，在巖溶地面塌陷區(qū)內(nèi)部不可避免地?fù)碛械叵滤趲r溶塌陷地區(qū)，若是該區(qū)域周圍有河湖水等水源，則在外來水量過大，這些河流水會倒灌到地下水位中，從而使得巖溶地下水位過高，對洞穴上覆蓋層土體產(chǎn)生正壓力，當(dāng)?shù)叵滤幌陆档臅r(shí)候，其對洞隙上覆蓋層土體的浮托力消失，洞隙開口處的潛水會反作用于巖溶土體，帶來滲透侵蝕作用，形成洪水塌陷災(zāi)害。

（2）降雨影響。

地質(zhì)災(zāi)害同降雨具有直接關(guān)聯(lián)，長期降雨或突發(fā)強(qiáng)降雨對巖溶地面塌陷區(qū)帶來很大的沖擊，雨水過大直接改變巖土內(nèi)部的地質(zhì)條件及地下水飽和條件。如大量的降雨使得地表水不斷滲入土體內(nèi)，使土體孔隙水不斷飽和，甚至出現(xiàn)超飽和狀態(tài)，土體自重加大，粘聚力不斷降低，導(dǎo)致洞穴頂部土體逐步掉落洞穴，并延洞穴管道流失，最終形成塌陷。

1.3 巖溶地面塌陷區(qū)的巖土體內(nèi)部條件的影響

（1）地下圍巖問題。

地下洞穴的受力狀況跟建筑中的梁體的受力狀況一樣，地下的洞穴頂板承載著覆巖土體的自重及上部建筑物附加荷載，頂板一旦無法形成穩(wěn)定的支撐拱，則就會出現(xiàn)塌陷形成地質(zhì)災(zāi)害。

（2）地下存在洞穴問題。

地下存在洞穴是導(dǎo)致地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的先決條件。導(dǎo)致地下存在洞穴的原因是兩方面。第一是自然地質(zhì)作用下所導(dǎo)致天然溶洞、土洞。第二是一些人為工程采掘所形成的地下空洞。如，修建公路、鐵路所形成的隧道洞穴，開采煤礦時(shí)所形成的地下巷道系統(tǒng)。

1.4 其他自然災(zāi)害對巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的影響地震是地殼快速釋放能量過程所導(dǎo)致的振動(dòng)。同時(shí)地球上板塊與板塊之間形成相互擠壓碰撞，也會造成板塊邊緣出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)和破裂。因此當(dāng)發(fā)生地震的時(shí)候，會引起土體錯(cuò)位塌陷等。地震力更是會導(dǎo)致巖溶地面塌陷區(qū)的洞壁裂隙擴(kuò)大，引起巖層破裂位移，帶來滑坡、塌陷等各種地質(zhì)災(zāi)害。

2 巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的治理方法

2.1 對巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的直接治理手段

（1）采用塌陷區(qū)的防治措施。

在塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之后，最少需要在2年之后才能夠?qū)υ搮^(qū)域進(jìn)行土地整理和利用。同時(shí)需要展開鉆孔注法或是清除填充法等，對于地下空腔進(jìn)行整治，使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）清理塌陷現(xiàn)場。

在塌陷區(qū)出現(xiàn)塌陷地質(zhì)災(zāi)害事故之后，需要對已經(jīng)產(chǎn)生破壞的土體進(jìn)行整治平復(fù)，防止已經(jīng)塌陷的土體帶動(dòng)另外的土體形成二次滑坡、崩塌事故。

2.2 巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防方法

（1）深基礎(chǔ)法。

該方式主要是通過樁基礎(chǔ)施工工程，將上部土體或是工程項(xiàng)目的荷載傳遞到基巖上，減少對巖溶塌陷土體的壓力。

（2）清除填堵法。

顧名思義該方技術(shù)手段就是通過對較淺的地面塌陷區(qū)域進(jìn)行加固，避免后期受到水文氣象或是人為正常活動(dòng)的影響，導(dǎo)致突發(fā)性的滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。采用清除填堵法是通過在塌陷區(qū)填入石塊、碎石等材料，形成過濾層，在過濾層上覆蓋粘土加固土體，由此增加塌陷區(qū)土體的承載力。

（3）灌注填充法。

當(dāng)巖溶塌陷區(qū)埋藏較深的時(shí)候，需要通過鉆孔灌注水泥砂漿的方式，填充巖溶孔洞的縫隙，達(dá)到阻隔地下水流通道，降低土體自重的效果。在灌注填充防范技術(shù)中，采用的灌注材料主要有水泥、速凝劑等等。

（4）鉆孔充氣法。

該方式是對于由于地下水位升降所帶來的塌陷區(qū)的防治措施。通過的鉆孔充氣的方式，對于巖溶洞穴內(nèi)的氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，破壞巖溶封閉條件，達(dá)到平衡水壓的效果，降低塌陷區(qū)可能產(chǎn)生的氣爆情況。

（5）跨越法。

該技術(shù)手段主要是用以面積較大的塌陷區(qū)。如，在建筑施工中面對巖溶地面塌陷區(qū)，可以采用該技術(shù)方式，對塌陷區(qū)進(jìn)行梁式基礎(chǔ)、拱形結(jié)構(gòu)的平板基礎(chǔ)施工，跨越溶洞，避免因?yàn)樗輩^(qū)地質(zhì)災(zāi)害所帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會不良影響。

2.3 對巖溶地面塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的有效預(yù)防措施

（1）要求能夠建立健全巖溶地面塌陷區(qū)工程施工的相關(guān)保護(hù)和監(jiān)督制度。

只有如此，才能夠避免對于巖溶地面塌陷區(qū)進(jìn)行非法的經(jīng)營活動(dòng)。如，在礦山開采項(xiàng)目中，需要建立起礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)法律，嚴(yán)格礦山開采準(zhǔn)入門檻，對于礦山的擴(kuò)建以及開采需要經(jīng)過嚴(yán)格的行政審批，確保礦山開采工作中能夠注意防范塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)，提高每一個(gè)從業(yè)人員的安全防范意識。

（2）提高認(rèn)識。

巖溶地面塌陷區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害事件屬于大概率事件，當(dāng)前需要能夠提高對巖溶地面塌陷區(qū)的正確認(rèn)知，對其可能產(chǎn)生的危害擁有全面的認(rèn)識，如此才能夠在該區(qū)域上面展開各項(xiàng)工程項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)，做好相關(guān)的預(yù)防或是防治準(zhǔn)備。如，展開對塌陷區(qū)的有效治理等。

（3）要求能夠強(qiáng)化監(jiān)督管理制度。

在一些工程項(xiàng)目建設(shè)中，有的施工單位為了短期的經(jīng)濟(jì)利益，而忽視對該區(qū)域做好相應(yīng)的地質(zhì)勘查。當(dāng)前要求能夠強(qiáng)化對工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量監(jiān)督管理，實(shí)施“誰建設(shè)，誰負(fù)責(zé)”“誰批準(zhǔn)，誰負(fù)責(zé)”的管理機(jī)制，加大對各個(gè)主管部門的責(zé)任，完善對工程項(xiàng)目施工方案、施工設(shè)計(jì)的監(jiān)督和管理。要求若是出現(xiàn)地面塌陷區(qū)必須進(jìn)行治理后才能夠展開施工。

結(jié)束語：綜上述，巖溶地面塌陷區(qū)多發(fā)生在碳酸鹽地區(qū)、鈣質(zhì)碎屑巖等可溶性巖石分布區(qū)域。激發(fā)巖溶地面塌陷災(zāi)害的的成因多樣，直接原因是大量降雨、干旱等自然因素。而間接原因是由頻繁的人為活動(dòng)所導(dǎo)致的，如，人類活動(dòng)對該區(qū)域進(jìn)行大量的抽排水、大開挖、深開采等人為破壞地下飽和生態(tài)水。人為因素導(dǎo)致下的塌陷災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大等特點(diǎn)。因此展開對巖溶地面塌陷區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害治理防范研究是實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

參考文獻(xiàn)

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