浅析岩溶塌陷的治理措施

2012-08-15左岩岩李金娜

河北建筑工程学院学报 2012年4期

左岩岩李金娜温京

(1.张家口职业技术学院土木工程系，河北张家口075000;2.张家口市宣化宏昌建筑装饰有限公司)

岩溶塌陷是覆盖层岩溶发育区的主要地质灾害，50年代以来，由于人类经济－工程活动诱发的岩溶塌陷数不胜数［1］;岩溶塌陷还充当着人类破坏自然环境的“工具”，进一步损害了生态环境的稳定与平衡，造成了很多的资源、环境问题.岩溶塌陷坑的存在还造成了房屋的破坏，城市公共环境的破坏、土地耕地面积减少，岩溶塌陷所造成的低洼地势使得土地资源退化、环境污染还有农作物的减产，所以我们得采取多种措施避免塌陷危害或将其危害尽可能的减到最小.岩溶塌陷问题的综合治理也包括很多方面，比如:合理的工程结构和合理的抽排地下水方案;先期治理并加固场地和基础;治理地表水系，防渗以及改道防洪;及时处理井下突水;各种防治处理方法的合理使用等.比如说可以采取搬迁避让、合理开采与利用地下水、综合防治与治理地表水、避免在岩溶塌陷多发区堆加荷载、加强塌陷的地质灾害调查和监控工作，建立科学的完善的灾害预警网络、加大减灾防灾的宣传力度等等方法加以预防，但是对于已经发生岩溶塌陷我们必须采取合理的治理措施.

1 岩溶塌陷的预测

岩溶塌陷指的是在人为或自然因素作用下导致的岩溶洞隙上方的土体、岩体的变形破坏，并在地表形成塌陷洞(坑)的一种动力地质作用和现象.我国是世界上岩溶塌陷发育最多的国家之一.就某特定地区会发生岩溶塌陷这一意义上说［2］，塌陷是可以预知的，但对塌陷具体发生的方式、时间、程度还不能确定.预测抽水和排水比较容易，另外一些起因的塌陷不容易预测，必须分析预测区地质条件、调查场地塌陷现状，进而确定导致塌陷的主要机理和影响，采用定性或一定量的方法进行预测.

目前，国内较常用的方法是按地质条件、塌陷现场调查预测和经验公式预测三种.

1)根据塌陷现场和周围地质条件调查进行预测

2)进行统计分析预测

3)进行模型模拟分析预测

2 岩溶塌陷的治理措施

综合治理岩溶塌陷问题包括许多方面，例如:合理的抽排地下水方案和工程结构;场地和基础的先期治理和加固;地表水系的防渗及改道防洪;井下突水的及时处理;各种防治处理方法的合理使用等.我们可以采取以下几种方法:

2.1 清除填堵法

这种方法经常用来修补单个塌陷坑.它是在坑底喉道上部和基岩面以上填入块石、然后依次回填碎石、砂和土壤，在近地表面的地方回填黏土夯实用以防止地表水的入渗.对于可能会影响到铁路或重要建筑物的塌陷坑，我们一般采取在坑顶基岩或坑底上加设钢筋混凝土板，其它部分别用混凝土、砌浆石块，或者加注水汲浆的碎石填充.

2.2 跨越法

这种方法适用于塌陷坑或隐伏土洞较大、开挖回填有困难的情况，它是用桥梁跨越、地基板跨越、网络梁跨越、钢轨梁跨越、渡槽跨越、框架梁跨越和扣轨梁跨越等结构物跨越塌陷坑洞，两端支撑在可靠的岩或者土体上.

2.3 动力压深夯实法

这种方法是把10到20吨的夯锤提升到某一特定高度，让夯锤自由落下，利用重锤下落时产生的巨大冲击波对土体进行夯实、加固.是一种常用的地基处理方法.

2.4 灌浆法

这种方法是把碎料(砂、矿渣等)、水泥和速凝剂(水玻璃、氧化钙)混合通过低压灌注或高压灌注式的方式经钻或岩溶洞口进行注浆，把浆液注入到土层内部，填充岩溶缝隙、强化土体内部充填物、隔断地下水通道、增加建筑物的地基承载力［3］.

2.5 深基础法

对于某些深度比较大，跨越结构没有能力的土洞、塌陷，一般采用桩基础(比如灌注桩、钢桩或预应力钢混桩等)穿越岩溶洞穴和塌陷坑，把荷载传到基岩上.

2.6 采用高压旋喷加固

这种方法是通过高压脉冲泵钻杆底部的喷嘴向周围土体重喷射化学溶液，土体结构在高压射流作用下破坏并与化学浆液融合、胶结硬化进而使土体加固.

2.7 合理治理地表水

地表水向地下水的补给是造成的渗压、导致岩溶塌陷的重要诱因.由于地下水位的不断变化，岩溶空隙压强发生变化，导致水库水大量流失乃至失效，所以我们在探明地下岩溶分布的情况下，可以设置各种通气装置，平衡岩溶管道内的压力，消除压强作用.

2.8 采用复合地基加固

因为在塌陷坑还没有形成但是建筑物地基已经沉陷或者已经形成深度很小的地区，我们必须对建筑物采取复合地基加固，以确保建筑物的安全.复合地基加固首先是用静压桩或者树根桩对建筑物沉降部分顶托处理，使由于沉陷造成的不均匀沉降变得比较均匀，之后再采用水泥土桩、搅拌桩等复合地基加固处理沉降区的地基，增大其承载力.

2.9 导管灌砂浆法

首先采用钻探成孔或钢管桩打入法将导砂管插入查明的土洞或溶洞，然后将满足要求的建筑用砂均匀的通过导砂管灌进洞内，同时加水，直到灌注的建筑用砂满至地表.最后把水泥素浆利用辅助导水管压向沙层内，直到注入的水泥浆沿导砂管和地表平齐为止，这个时候就算完成注浆，这种方法方法适用于治理隐伏的空腔型土洞和开口溶洞.