清镇市中寨村地表塌陷成因调查与分析

付其林

【摘要】贵州省生态地质环境脆弱，地下矿产资源丰富，随着人类采矿活动的加剧及自然环境的变化，采空塌陷与岩溶塌陷等地质灾害现象不断涌现，严重影响了老百姓的生产和生活。本文通过对清镇市中寨村地表塌陷的调查研究，分析了其发育特征、形成原因、岩土构成等几个方而，并据此提出了相应的防治对策。

【關键词】塌陷；地质灾害；成因机理

Investigation and Analysis on the Causes of Surface Subsidence in Zhizhai Village of Qingzhen City

Fu Qi-lin

（Southwest Energy Group Co.， LtdGuiyangGuizhou550004）

【Abstract】The ecological and geological environment of Guizhou is fragile and the underground mineral resources are abundant. With the increase of human mining activities and the change of natural environment， geological disasters such as subsidence and karst collapse are emerging， which seriously affect the people 's production and life. Based on the investigation and study of the surface subsidence in Zhongzhai Village of Qingzhen City， this paper analyzes the developmental characteristics， the formation causes， the geotechnical composition and so on， and puts forward the corresponding countermeasures.

【Key words】Collapse；Geological hazard；Genetic mechanism

1. 引言

地表塌陷是指地表岩、土体在向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种地质现象。按其形成的主要原因分为自然塌陷（如地震、降雨、岩溶、自重等）和人为塌陷（如抽水和采矿等）两大类。贵州省是地表塌陷的多发省区，主要是由于地下采矿、岩溶塌陷引发。如何在经济开发中合理利用资源、保持生态、避免和减少地质灾害，是我们必须正视和认真对待的问题。

2. 地质环境条件

2.1自然地理。

2.1.1交通位置。

调查区位于站街镇中寨村一、二、三组，地理坐标东经106°23′40″，北纬26°38′16″。有乡村道路通往调查区，交通较方便。

2.1.2气象及水文。

站街镇属北亚热带季风湿润气候，年平均气温14.1℃。雨量充沛，年际间多年平均降水量为1285.50mm，最大降水量1515.1mm，最小降水量710.4mm。

调查区内无常年地表水流，仅在暴雨时形成一些小型的季节性积水洼地和季节性小溪流。

2.2地形地貌。

调查区为中低山岩溶侵蚀——溶蚀地貌，地形起伏不大，最高海拔约1534m，最低约1400m，相对高差一百余m。受到威胁的村民大都居住在低洼或缓坡地带。

2.3地层岩性。

调查区出露地层及其岩性特征如下：

（1）石炭系下统九架炉组（C1jj）。

主要为铁矿、铝土矿、铝土质粘土岩夹少量粉砂岩，区域资料显示改组厚度只有0～44m。

（2）石炭系下统摆佐组（C1b）。

主要为灰白色厚层白云岩，部分地区该段为灰岩岩，区域资料显示该组厚度约60～80m。

（3）第四系（Q）。

主要为残坡积层，分布于斜坡、洼地，主要为粘土、亚粘土、碎石土，出露厚度不均一，斜坡上土体较薄，低洼处土体较厚，土层厚度0～5m。

2.4地质构造。

本区处在黔北台隆遵义拱断贵阳复杂构造变形区中部。岩层单斜产出，倾向约182°，倾角25°。灾害点北侧有断层穿过，断层走向近东西向，因风化层较厚、露头出露差，未测得产状。

2.5水文地质特征。

2.5.1地下水类型。

根据出露地层及含水介质特点，调查区地下水类型可分为孔隙含水层、岩溶裂隙含水层与基岩裂隙含水层。

2.5.2含水岩组及富水性。

（1） 孔隙含水岩组。

孔隙含水层主要分布于第四系松散地层中，主要为残坡积层，分布于斜坡、洼地及冲沟内，主要为粘土、碎石土，出露厚度不均一，土层由西至东逐渐增厚，土层厚度0～2m。该层有一定透水性，含孔隙水，但富水性较弱；主要靠大气降水补给，向斜坡下部或底部基岩中缓慢渗流。

（2）岩溶裂隙含水岩组。

主要赋存于石炭系下统摆佐组地层中。该地层主要为白色厚层白云岩，节理裂隙发育，富水性强。

（3）基岩裂隙含水层。

主要赋存于石炭系下统九架炉组地层中。该地层主要为铁矿、铝土矿、铝土质粘土岩夹少量粉砂岩，节理裂隙发育，富水性中等。

2.5.3地下水补、径、排条件。

地下水主要靠大气降水补给，区内地形起伏不大，大气降雨大部分形成地表迳流而泄于区外，小部分大气降水进入第四系松散地层后缓慢渗流，通过基岩中的裂隙补给地下水，地下水总体上由西向东径流。

2.6岩土体工程地质特征。

依据各岩组的岩性、物理力学性质等，可划分为以下三类工程地质岩组。

硬质岩组：石炭系下统摆佐組，主要为灰白色厚层白云岩。该类岩组新鲜岩石坚硬，性脆，暴露于空气中不易风化，强度比较均一，岩体完整性较好，工程地质性质好。

软质岩夹硬质岩组：主要为铁矿、铝土矿、铝土质粘土岩夹少量粉砂岩。该类岩石力学强度低～中等，风化后强度迅速降低，工程地质性质较差。

松散岩组：为第四系主要为粘土、亚粘土，局部混夹块石及碎石。分布于斜坡、洼地及冲沟内，工程地质性质差。

2.7人为工程活动。

根据调查，区内人类活动主要为采矿、民房建设、地表耕种。该区属于某企业矿区范围。

3. 地质灾害发育特征及成因分析

3.1发育特征。

某企业矿区在2007年开始掘进，2008、2009年该点就开始出现大面积裂缝和塌陷。2009年在村委会南侧150m左右的田地中出现两处塌陷。一处长10m，宽4m，可见深度大于4m的塌陷坑，呈椭圆形。另一处塌陷坑半径约3.5m，可见深度超过2m，平面形状似圆形。在村委会195°方向约300m远的田地中出现十余处塌陷坑，其中最大的半径约3m，可见深度大于4m，平面形态为似圆形；最小的塌陷坑半径约0.3m，可见深度约0.8m，平面形态为似圆形。在村委会115°方向约200m处出现多个塌陷坑，最大的直径约5m，可见深度超过5m，平面呈圆形；最小的直径约2.5m，可见深度为2m，平面呈似圆形。

矿区工业场地位于村委会335°方向约250m。在工业场地东侧约90m的中寨村三组某村民家中2009～2010年发生塌陷，2011年迁出该住所。附近的另一户村民家中院坝出现多条裂缝，主裂缝走向约88°，宽1～3cm。中寨村二组某村民家中2008～2009年墙体出现垂直发育的两条裂缝，缝宽1～5cm。2010年美丰中寨小学校园院墙和教学楼出现多条裂缝，缝宽约1～2cm（塌陷平面示意图见图1）。

3.2成因分析。

该灾害发生区域属于某企业矿区范围，该矿井口距该灾害点约300m，整个村子位于矿区的采空区上方，因此初步推测该灾害为企业开采引发的采空塌陷。

3.3潜在经济损失估算。

该区域目前共有68户303人房屋不同程度受损，并严重威胁到美丰中寨小学330名师生的生命财产安全，潜在经济损失估算超过800万元。

4. 防治方案建议

坚持长期的房屋与地面变形观测，建议选择适宜的场所，将受灾严重的农户搬离该区域或停止采矿活动并对采空区进行回填。

5. 结语

采空塌陷是指由于地下挖掘形成空间，造成上部岩土层在自重作用下失稳而引起的地面塌陷现象。地面塌陷是采空区主要的地质灾害之一，往往严重影响地表及附属物。制定科学合理的开采方案、边开采边治理才能最大程度减少地表塌陷的发生，使企业、社会、经济和环境得到协调发展。