岩溶塌陷地质灾害治理方案

吴孟超 胡浩

云南省地质工程勘察总公司 云南省昆明市 650000

摘要：目前我国正处于经济社会高速发展的时期，基础设施的建设不断完善。但是在基础设施建设的过程中，面临许多地质环境问题，比如多山地、高原，喀斯特地形发育；区域上旱涝交替，很多区域缺乏稳定的供水水源；崩滑流、岩溶塌陷、地面沉降问题等地质灾害频发；砷污染、海水入侵、土壤盐渍化、石漠化等地质环境问题，都严重影响着基础设施和重大基础工程建设。本文以广西马山县古零镇石丰村新石屯路口路面岩溶塌陷地质灾害的治理方案为案例，进行深入分析研究。严格落实岩溶塌陷地质灾害治理的原则，深入把握岩溶塌陷规模特征，与笔者在地质灾害治理实际工作相结合，主要阐述了移民搬迁和岩溶塌陷区回填注浆相结合的治理方案的合理性，为岩溶塌陷地质灾害的治理贡献自己的一份力量。

关键词：岩溶塌陷；地质灾害；治理

岩溶又被称为喀斯特，主要指的是在以碳酸鹽类为主的可溶性岩石大量分布的地方，因为水，特别是地下水，将岩石溶蚀会产生很多特有的现象。岩溶地区存在十分特殊的工程地质问题，最明显也是最常见的是由于其地下溶洞溶蚀缝隙发育的原因，修建水工和建筑物经常会遭受强烈渗漏的问题。但是我国碳酸盐岩分布地区十分广泛，尤其是西南地区如川东、川南、滇东、贵州和广西的大部分地区尤为明显，地表的碳酸盐岩广泛长期分布，因此这些地区对岩溶现象的研究具有重要的意义，为岩溶塌陷地质灾害治理提供了很多借鉴的方法。

一、岩溶塌陷地质灾害的案例

2015年12月4日上午11时许，广西马山县古零镇石丰村新石屯路口路面突然出现隆起开裂，导致公路路面及周边的几处房屋墙面出现裂缝，暂无人员伤亡。同时，附近的石丰村塘甲滑石矿工人在检修设备时发现设备透水，8名工人下井排查。发生路面隆起开裂事件时，有7名工人已经顺利逃出，尚有1人失联。事发后，地质专家认定，事发原因是当地出现岩溶塌陷。

以上事件作为反映岩溶塌陷问题的案例之一，随着人类改造自然的深入发展，岩溶塌陷问题引起了人们的广泛关注。近几年来我国经济社会快速发展，人类建设工程活动量逐渐增多，生产生活所用的地下水也被大量开采，岩溶塌陷坑出现的频率越来越高，规模也逐渐增大。石丰村以及周围的建筑物有村民房屋、井房、灌溉管道、各种渠道、一定数量的工厂、学校和乡级公路等，对村民的生命和财产安全造成了威胁[1]。

二、岩溶塌陷的原因

一般来说，岩溶塌陷产生的原因主要有三方面：一是可溶性的岩层发育；二是地下水动力条件的变化；三是地表水下渗、地下水流动途径。

（一）可溶性的岩层发育

根据石丰村以及周围的地质剖面分析表明，该地区的岩石溶蚀性强。满足了发生岩溶塌陷地质灾害的第一个条件。

（二）地下水动力条件的变化

导致地下水动力条件改变的通常有三种原因：自然条件、人工大量开采地下水、和露天开采形成的采矿坑。而石丰村发生岩溶塌陷的原因是塘甲滑石矿工人在检修设备时发现设备透水，说明有露天开采形成的采矿坑，而且开矿必然要使用大量的地下水，又加上石丰村以及周围地质的岩石溶蚀性强，所以导致地下水动力条件改变，使得地下水位发生变动，所以加速了地下水溶蚀程度，使得地下隐伏溶洞的形成[2]。

（三）出现地表水下渗、地下水流动途径

有的地区在季节性河道容易出现岩溶塌陷坑，在水量充沛的季节，河流内地表水在坑群处会有落水洞的出现，在开采水井的时候，河水会有漩涡状水漏斗的出现，河床处的河水冲蚀下切，石芽、溶槽出现在河床底部等现象，钻孔岩芯有一定的溶蚀率，岩芯出现破碎、节理裂隙如果是开口状，则会促进地下水径流流动[3]。

三、岩溶塌陷的动力因素

导致岩溶塌陷发育的动力因素有四种：岩溶地下水的活动；降水和地表水的活动；地震和人为振动；重力作用[4]。

（一）岩溶地下水的活动

水位的升降，流速、流量和水力坡降的变化都属于岩溶地下水活动，它可能自然降水引起的，也可能与人为因素改变岩溶地下水的水动力条件有关，总之是使地下水发生了活动，这样会促进岩溶塌陷的发育。

（二）降水和地表水的活动

人为因素可能是由于地表水塘、渠道地表水、排水管渠和农用灌溉的渗漏的变化引起，这些都会诱发和促进岩溶塌陷的发育。

（三）地震和人为振动

发生地震的时候会出现地震波，地震波分为纵波、横波和地面波三种。地震波的出现会有地震力，很多岩石地区会出现塌陷的情况。除了自然地震，人为的采矿爆破、车辆和机械振动都会对岩石地区产生一定的破坏力，即使其量级远远小于自然地震的破坏力，但在一定条件下也会出现诱发塌陷。

（四）重力作用

在岩溶塌陷发育的全过程中始终伴随着重力作用。在一个完整的岩石结构形成后，其稳定性主要受洞体顶板以上岩、土体的自重力与其围岩摩阻力的平衡关系的影响。当其中一个因素出现问题，那么平衡关系将会被破坏，地面塌陷也因此产生。在突发性塌陷形成的地面陷落阶段，重力起了重要的作用。

四、岩溶塌陷的地质灾害治理方案

岩溶场陷地质灾害治理方案按照实地调查情况和对灾害治理的整体要求，将以人为本、经济与安全因素相结合、治理与地方经济发展相协调的原则设计治理方案，所以产生了移民搬迁和岩溶塌陷区回填注浆相结合的治理方案。

（一）移民搬迁

在岩溶塌陷坑群集中的地区，人口众多，本着以人为本的原则，需要搬迁的住户要尽快撤离危险区，搬迁到经评估鉴定为适宜建设用地的地区，做好动迁居民的搬迁工作，稳定民情。

（二）回填注浆

能够有效防止岩溶塌陷的有效措施之一就是钻孔压力注浆。利用注浆的方法将土洞和灰岩顶部的溶洞、溶蚀裂隙充填，最后将土体加固，使得土体的工程性质得到改善，将地表水与地下水、孔隙水与岩溶水之间的水力联系切断，杜绝土体潜蚀情况的发生，最终达到防止地面塌陷的效果。

在封口时应该注意：为了防止发生注浆液在压力作用下从套管外壁喷出的现象，在注浆前应对钻孔进行封口工作，使用水泥浆这种封口材料，并混合一些速凝剂，促进浆体凝固迅速。

结语

（一）结论

根据广西马山县古零镇石丰村新石屯路口路面岩溶塌陷的危险性和对紧邻住户的受威胁程度等情况的综合分析，进行马山县古零镇石丰村岩溶塌陷地质灾害治理项目是势在必行的，应立即集中人员解决这些问题。

根据经济性、安全性、技术可行性和治理效果方面等方面综合分析，广西马山县古零镇石丰村岩溶塌陷区多种治理方案的综合比较，严格按照为本的原则，确保Y1隐伏岩溶区安全角度建议使用搬迁和治理相结合的方案，可以达到最佳治理效果。

（二）建议

稳定民情。在居民搬迁工作进行时，政府部门依法制定好合理的动迁政策，安置好搬迁居民，保证民情的安居乐业。

综合治理工作的进行，由于地质环境产生了变化，加上人类工程活动的逐渐加剧，岩溶溶洞具有的条件正逐步被满足。所以，在实施工程措施的时候，应该注重疏通、排导、注浆等多项工程的实施中的相互配合，如果单独进行施工，可能会对综合的治理效果产生影响。

地质灾害监测。长期监测岩溶动态发育是十分必要的，这样当有异常情况发生时，可以做好预警工作，及时上报政府和相关部门，及时将人员和财产尽快撤离，进行回填处理以保证安全。

参考文献：

[1]刘维真，张毅.注浆法在岩溶塌陷地质灾害治理中的应用[J].黑龙江科技信息，2010，（16）：37，269.

[2]王辉.监测治理岩溶塌陷服务重点工程建设--中国地质科学院岩溶地质研究所雷明堂研究员[J].科技成果管理与研究，2013，（11）：11-13.

[3]曾献群.龙岩象山隧道突水引发岩溶塌陷的成因分析及其治理措施探讨[J].安全与环境工程，2011，（5）：7-10.

[4]戴林统，张志军，龚凌等.某岩溶塌陷区地质灾害治理方案探讨[J].低碳世界，2014，（14）：150-151.