四、岩溶地面塌陷

岩溶区地面塌陷是主要灾害地貌之一,它是指因岩溶洞穴和空隙的发生、存在与发展而引起其上方地面产生塌陷的地貌现象。产生塌陷的地表岩石并非只限于可溶岩,它可以包括各类岩石和各种土,其发生的原因包括自然的和人为的两个方面。但本节侧重于由人类活动诱发的岩溶塌陷。据初步统计,已知我国主要的岩溶塌陷地点有 800 多处,其塌陷

表 9-1 泥石流综合治理措施一览表

总目

分目

细 目

主 要 作 用

工程措施

治水工程

蓄水工程

引、排水工程截水工程

防御工程

(控制冰雪融化,防止冰湖溃决)

调蓄洪水,消除或削减洪峰

引、排洪水,削减或控制下泄水量

拦截滑坡或水土流失严重地段的上方径流

用碳黑等方法提前融化冰雪,防止高温时出现大量冰雪融化;加固或预先消除冰碛堤

治土工程

拦沙坝、谷坊工程挡土墙工程

护坡、护岸工程变坡工程

潜坝工程

拦蓄泥沙、固定沟床、稳定滑坡、提高支沟侵蚀基准稳定滑坡或崩塌体

加固边坡、岸坡,免遭冲刷防止坡面冲刷

固定沟床,防止下切

排导工程

导流堤工程顺水坝工程排导沟工程

渡槽、急流槽工程

明硐工程改沟工程

排导泥石流,防止泥石流冲淤危害调整泥石流流向,畅排泥石流

排泄泥石流,防止泥石流漫溢成灾

从交通线路的上方或下方排泄泥石流,保障线路安全

交通线路以明硐形式从泥石流沟下面通过,保证线路畅通把泥石流出口改到相邻的沟道,保护该沟下游建筑物安全

停淤工程

停淤场工程

拦泥库工程

利用开阔的低洼地区,停积泥石流体,尤其粗大石块

利用宽阔平坦的谷地,停积泥石流,削减下泄量

农田工程

水改旱工程 水渠防渗工程坡改梯工程

田间排水、截水工程

夯实裂缝,田边筑埂工程

减少渗水量,防止滑坡活动或复活,减少地下水防止渠水渗漏,稳定边坡

防止坡面侵蚀,控制水土流失引、排坡面径流,防止侵蚀

防止地表水下渗,拦截泥沙,稳定边坡,减少侵蚀

生物措施

林业措施

水源涵养林水土保持林护床防冲林

护堤固滩林

涵养水源,减少地表径流,削减洪峰控制侵蚀,减少水土流失

保护沟床,防止冲刷、下切

加固河堤、保护滩地,控制泥石流危害

农业措施

等高耕作立体种植免耕种植

选择作物

减少水土流失

增加复种指数,护大覆盖面积,减轻溅蚀,减少地表径流改善土壤结构,减少土壤侵蚀

选择水保效应好的作物,减少水土流失

牧业措施

适度放牧圈养

分区轮牧改良牧草

选择水保效益好的牧草

控制牧草覆盖率,减少水土流失保护草场,减轻水土流失

防止草场退化,控制水土流失

提高产草率,增加覆盖率,减轻水土流失

提高水土保护效益

据吴积善等,1993。

溶蚀裂隙和洞穴是地面塌陷物质的运移通道或贮存场所,又是水流或气流活动的途径。它们是塌陷形成的基础(图 9-5)。所以,塌陷的强度和岩溶发育程度有关。

塌陷可由自然因素和人为因素诱发(表 9-2)。

表 9-2 岩溶地面塌陷诱发因素

自然因素

诱发因素

降雨后地下水位上升干旱,地下水位下降

典型地点湖南新化县土茶园地下河

广西玉林分界,塌坑 400 多个

人为因素

堵地下河或天窗(雨季水位上升) 蓄水渗漏塌陷

抽水

矿坑突水或排水地表荷载影响

震动(车辆或爆破)

地表水、污水下渗

湖南新化县毛岭水库(气爆)

陕西桃曲坡水库、贵州火石坡水库

贵州水城、山东泰安、河北秦皇岛、广州江村等湖南恩口煤田、广东凡口、河北开滦等

广西桂林、武汉中南轧钢厂

贵昆线浑水圹、秧田冲车站、广西贵县良吾村

云南镇雄氮肥厂

据袁道先等,1994。

岩溶塌陷是一种破坏性地貌形态,其发育大致可分为土洞、塌陷、调整和休止四个阶段(图 9-6)。

塌陷的形成机制较复杂。但经过系统的岩溶地貌研究是能较准确地认识导致塌陷的主因,区分出危害程度不同的岩溶塌陷区,并可建立预布系统进行监测。

对不同的诱发主因,可采取不同的预防措施,在大多数情况下,防治的重点都是集中在对岩溶地下水性状变化的控制。主要的方法有:

  1. 开采地下水前,要认真勘察,合理布井和建井,严格控制抽水降深与抽水强度。

  2. 对有关的矿山,应控制疏干排水的强度,及时处理坑道突水,设地下防渗帷幕拦截地下水,以及防止地表水灌入地下。

对已出现的岩溶塌陷坑,可根据不同情况与要求,采用填堵、跨越、灌浆、围封、加盖等工程处理。