塌陷形成的基本条件
咸阳彬长矿区采空地面塌陷发育特征及其形成条件
153管理及其他M anagement and other咸阳彬长矿区采空地面塌陷发育特征及其形成条件侯小峰，赵秋鹏，刘博涛（中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队，陕西 西安 710003）摘 要：咸阳彬长矿区地面塌陷地质灾害较发育，地面塌陷主要分布在河谷阶地区和黄土塬区，区内地面塌陷的形态特征主要表现为地面裂缝和次生的滑坡、崩塌。
本文在对区内地质环境论述的基础上，总结了区内地面塌陷的发育特征和演化过程，分析了该区地面塌陷的形成条件。
关键词：地面塌陷；分布特征；形成规律中图分类号：TD325.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）20-0153-2收稿日期：2020-10作者简介：侯小峰，男，生于1980年，陕西西安人，高级工程师，研究方向：水文地质、工程地质和环境地质方面。
彬长矿区位于陕西省北部的长武、彬县二县境内，矿区面积约670km 2，可采资源量达69亿吨。
在地貌单元上处于渭北黄土高塬沟壑区，塬区黄土盖层厚度多在250m 左右，但周边沟壑密集，沟坡陡峻，相对高差达200m 左右。
然而矿区黄土覆盖层厚，山地丘陵密集，黄土本身的特性，如湿陷性、大空隙、垂直节理发育、力学强度较低等，造成了这些地区地面塌陷的特殊性。
破坏土地资源，水土流失严重，上访等现象增多，加剧了社会矛盾，给当地人民的生活带来了严重的影响。
本文对彬长矿区因开采导致的地面塌陷进行了现场调查，明确了主要采空区地面塌陷分布的范围、对人们生产生活的影响、发育类型以及影响地面塌陷的因素[1]。
1 区域地质环境1.1 地形地貌彬长矿区属陕北黄土高原与陇东黄土高原结合部的塬梁沟壑区，基本地貌有河谷阶地、黄土塬和黄土梁峁三种。
泾河河谷高程+850m ～+870m，塬面高程+1050m ～+1320m，地形相对高差200m，为残塬梁峁地貌。
1.2 气象水文属典型的暖温带大陆性季风气候，年平均气温11.1℃，年平均降水量538.2mm。
岩溶地面塌陷
（2）跨越法
用于较深大的塌陷坑或土洞。对建筑物地基 而言，可采用梁式基础、拱形结构，或以刚性大 的平板基础跨越、遮盖溶洞，避免塌陷部位，采用整体网 格垫层的措施进行整治。
岩溶地面塌陷形成过程示意图
自然条件下，地下水对岩溶洞隙充填物质和上覆 土层的侵蚀作用也是存在的，丌过这种作用很慢，规 模一般丌大；人为抽采地下水，对岩溶洞隙充填物和 上覆土层的侵蚀搬运作用大大加强，促进了地面塌陷 的发生和发展。
因此，自然条件下产生的岩溶塌陷一般规模小， 发展速度慢，丌会给人类生活带来较大的影响。但在 人类工程活动中产生的岩溶塌陷规模较大，突发性强， 且常出现在人口聚集地区，给地面建筑和人身安全带 来严重威胁，造成地区性的环境地质灾害
• 造成的岩溶塌陷大体形成过程
（1） 抽水、排水，地下水位下降，上覆土层浮力减小， 水流速加快，侵蚀作用加强，松散层底部下落，形 成隐伏土洞 （2）土体崩落、迁移，洞体丌断向上扩展，引起地面 沉降 ( 3 )地下水的侵蚀使隐伏土洞继续扩展，上覆土体的 自重压力逐渐接近洞体的抗压枀限时，地面出现开 裂 ( 4 )上覆土体自重压力超过洞体的抗压枀限地面产生 塌陷
（3）强夯法
在土体厚度较小、地形平坦的情况下，采用 强夯砸实覆盖层的方法消除土洞，提高土层的强 度。
（4）钻孔充气法
随着地下水位的升降，溶洞空腔中的水气压 力产生变化，经常出现气爆或
冲爆塌陷，设置各种岩溶管道的通气调压装 置，破坏真空腔的岩溶封闭条件，平衡其水、气 压力，减少发生冲爆塌陷的机会。
（5）灌注填充法 在溶洞埋藏较深时，通过钻孔灌注水泥砂 浆，填充岩溶孔洞或缝隙、隔断地下水流通道， 达到加固建筑物地基的目的。灌注材料主要是 水泥、碎料（砂、矿渣等） 和速凝剂（水玻 璃、、氧化钙） 等。
崩塌形成条件、形成机制、典型案例
崩塌形成条件、形成机制、典型案例崩塌的形成条件崩塌是在特定⾃然条件下形成的。
地形地貌、地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础；降⾬、地下⽔作⽤、振动⼒、风化作⽤以及⼈类活动对崩塌的形成和发展起着重要作⽤。
地形地貌地形地貌主要表现在斜坡坡度上。
从区域地貌条件看、崩塌形成于⼭地、⾼原地区；从局部地形看、崩塌多发⽣在⾼陡斜坡处，如峡⾕陡坡、冲沟岸坡、深切河⾕的凹岸等地带。
崩塌的形成要有适宜的斜坡坡度、⾼度和形态，以及有利于岩⼟体崩落的临空⾯。
这些地形地貌条件对崩塌的形成具有最为直接的作⽤。
崩塌多发⽣于坡度⼤于55°、⾼度⼤于30m、坡⾯凹凸不平的陡峻斜坡上。
据我国西南地区宝成线风州⼯务段辖区57个崩塌落⽯点的统计数据（见下表），有75.4％的崩塌落⽯发⽣在坡度⼤于45°的坡度。
坡度⼩于45°的14次均为落⽯，⽽⽆崩塌，⽽且这14次落⽯的局部坡度亦⼤于45°，个别地⽅还有倒悬情况。
崩塌落⽯与边坡坡度关系的统计（据蒋爵光，1991）地层岩性与岩体结构1.地层岩性岩性对岩质边坡的崩塌具有明显控制作⽤。
⼀般来讲，块状、厚层状的坚硬脆性岩⽯常形成较陡峻的边坡，若构造节理和（或）卸荷裂隙发育且存在临空⾯，则极易形成崩塌。
相反，软弱岩⽯易遭受风化剥蚀，形成的斜坡坡度较缓，发⽣崩塌的机会⼩得多。
沉积岩岩质边坡发⽣崩塌的⼏率与岩⽯的软硬程度密切相关。
若软岩在下、硬岩在上，下部软岩风化剥蚀后，上部坚硬岩体常发⽣⼤规模的倾倒式崩塌；含有软弱结构⾯的厚层坚硬岩⽯组成的斜坡，若软弱结构⾯的倾向与坡向相同，极易发⽣⼤规模的崩塌。
页岩或泥岩组成的边坡极少发⽣崩塌。
岩浆岩⼀般较为坚硬，很少发⽣⼤规模的崩塌。
但当垂直节理（如柱状节理）发育并存在顺坡向的节理或构造破裂⾯时，易产⽣⼤型崩塌；岩脉或岩墙与围岩之间的不规则接触⾯也为崩塌落⽯提供了有利的条件。
变质岩中结构⾯较为发育，常把岩体切割成⼤⼩不等的岩块，所以经常发⽣规模不等的崩塌落⽯。
地质灾害特征及形成条件分析
地质灾害特征及形成条件分析黄土高原地区是我国生态环境最为脆弱的地区之一，自然地理和地质环境背景特殊，区内沟壑纵横，崩塌、滑坡等地质灾害频发。
宁夏盐池县南部地处黄土高原，地质环境条件极为脆弱，是宁夏地质灾害较为严重的地区之一，严重威胁着当地人民群众的生命和财产安全，并阻碍了当地社会经济的发展。
为进一步查明宁夏盐池县地质灾害隐患的发育特征、分布规律及其形成的地质环境条件，保护人民生命财产安全，最大限度地减少地质灾害造成的损失，宁夏地质调查院开展宁夏盐池县地质灾害详细调查工作，为盐池县划分地质灾害易发区和危险区以及减灾防灾提供依据。
１地质环境条件盐池县位于宁夏回族自治区东部、毛乌素沙漠南缘。
属陕、甘、宁、蒙四省（区）交界地带，东邻陕西定边县，南接甘肃环县，北靠内蒙鄂托克前旗，面积约８５５７．７ｋｍ２，辖４乡４镇，全县总人口１６５４７４人。
境内属中温带大陆性气候，年际降水变化大，同一年内降水分布极不均匀，一般多集中在６～９月份，雨季和旱季分明。
盐池县地形复杂，总体呈南部高、北部低，中部高、东西两侧低的特点。
地貌类型主要为低山丘陵、缓坡丘陵和黄土梁峁。
盐池县地层区划属华北地层区，以车道－阿色浪断裂为界，西侧为鄂尔多斯西缘地层分区之桌子山－青龙山地层小区，东侧为鄂尔多斯地层分区之盐池－环县地层小区；境内出露最老地层为中元古界王全口组，奥陶系、三叠系、二叠系、侏罗系仅零星出露，白垩系主要分布在县城东部苏步井－红沟梁－佟记圈－青山一带，新生代地层分布广泛。
地震烈度为Ⅵ－Ⅷ度，地震动峰值加速度为０．０５～０．２０ｇ，最大的一次地震发生在高沙窝镇一带，震级为６．０级。
２地质灾害特征２．１地质灾害发育概况盐池县境内地质灾害较发育，主要有滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡和地面塌陷５种类型，以滑坡、崩塌为主。
境内地质灾害点共计４２６处，其中滑坡２９５处、崩塌９２处、泥石流１９处、不稳定斜坡１７处、地面塌陷３处，分别占地质灾害点总数的６９％、２２％、４％、４％、１％。
施工中塌陷原因及预防措施
施工中塌陷原因及预防措施在施工过程中，天然材料不断被开采，人工挖土，地基挖掘，土方运输等操作频繁进行，这些都会在一定程度上改变原有的土地结构，使土壤变得不够稳定，从而导致施工中发生塌陷事故。
为了避免这种情况发生，必须采取一定的预防措施。
一、施工中塌陷原因
1. 环境因素
环境因素是施工中最直接的原因，环境因素影响了土壤的稳定性，如降雨天气、自然灾害、地形高低、土壤成分等。
2. 施工设备
施工中设备的选择对于施工的稳定性非常重要，如果使用不当的施工设备或设备损坏，就会导致土地不稳定。
3. 施工方式
施工方式是塌陷的主要因素之一，在施工前必须对所建筑物的地质条件进行详细的调查和分析，选择合适的施工方式。
二、预防措施
1. 加强监管
针对施工中的每个过程进行精细化的监管，保证每个阶段操作的规范化与标准化，避免不必要的误操作或疏忽。
2. 合理布局施工设施
合理的设备布局可以有效降低土体影响，减少人工开挖土量与所占土壤面积，同时也能减少车辆的频繁通行。
3. 加强安全教育
加强安全教育，教会工人正确的操作和施工方式，防止疏忽大意或者擅自操作。
4. 合理划分土体减挖规模
在施工之前需要对土体进行详细的勘测，根据实际情况制定出切割线设计，并进行合理的取土方案，减少土体被挖掉的程度。
5. 使用科学技术
随着技术的发展，越来越多的科学技术被应用到了施工中，例如微震监测、激光测量、3D扫描等等，这些科学技术可以有效帮助施工人员确定所处位置的是否合适、土壤是否稳定等问题。
本文简单阐述了施工中塌陷原因及预防措施，针对每一个细分的问题进行管理和指导，实施所述的建议，施工中才能更加安全高效。
地面塌陷现象
地面塌陷现象引言：据统计：截至2012年，中国24省市区都有地面塌陷发生，其中主要分布于辽宁、河北、江西、湖北、湖南、四川、贵州、云南、广东、广西等省区。
一、定义：地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种地质现象。
二、基本类型1.根据形成塌陷的主要原因分为自然塌陷和人为塌陷两大类1)自然塌陷：是地表岩、土体由于自然因素作用，如地震、降雨、自重等，向下陷落而成，如黄土湿陷。
2)人为塌陷：由于人为作用导致的地面塌落。
2.根据塌陷区是否有岩溶发育，分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷1)岩溶地面塌陷：主要发育在陷伏岩溶地区，是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土体在自然或人为因素作用下，产生陷落而形成的地面塌陷。
2)非岩溶地面塌陷：根据塌陷区岩，土体的性质又可分为黄土湿陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等多种类型。
三、主要特征1.岩溶塌陷：岩溶塌陷的平面形态具有圆形、椭圆形、长条形及不规则形等，主要与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上复岩、土体的性质在平面上分布的均一性有关。
其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等，主要与塌层的性质有关。
粘性土层塌陷多呈坛状或井状，砂土层塌陷多具漏斗状，松散土层塌陷常呈碟状，基岩塌陷剖面常呈不规则的梯状。
2.采空塌陷：一般较大，面积一般在几百米以上，大者如湖南杨梅山煤矿塌陷，长2km，宽1km，深12m，塌陷面积达几百万平方米。
3.黄土湿陷：湿性黄土在干燥状态下可以承受一定荷重而变形不大。
当浸水后，土粒间水膜增厚，水溶盐被溶解，土粒联结力显著减弱，从而引起土体结构破坏并产生湿陷。
由于湿陷往往是突然发生的，所以常使建筑物突然发生沉陷，甚至导致建筑物破坏。
四、工程案例（塌陷形成原因、对工程影响、处理方法）案例一：2008年4月广东省平远县石镇洋背村发生岩溶地面塌陷，塌陷造成X036县道砼路面出现两处悬空，公路中断，房屋裂缝，地表坍塌，给公路交通和当地村民带来了不同程度的损失。
为什么会出现凹陷？
为什么会出现凹陷？一、土地沉降土地沉降是导致凹陷的一个重要原因。
在城市建设和开采矿产过程中，地下水资源的过度开采、地下室建设、地铁施工等会造成地下水位下降，导致土地失去了支撑力而发生沉降，最终形成凹陷。
1.地下水过度开采：地下水是维持地下土层稳定的重要因素，当地下水被过度开采时，会导致土壤干燥收缩，失去了支撑力，从而引发土地沉降和凹陷。
2.地下室建设：城市发展过程中，为了扩大建筑面积，常常会建设地下室。
但是地下室建设时挖掘了大量土地，造成地下土层减少，导致上方地表失去了支撑力，最终形成凹陷。
二、地质结构地质结构是凹陷形成的另一个重要原因。
某些地区由于地质构造特殊或者地质构造松散，使得地下土层容易发生变形，导致地表出现凹陷。
1.地质构造特殊：有些地区地质构造特殊，如断裂带、断层带等，这些地质构造上的变化会导致土壤收缩与变形，从而引发地表凹陷。
2.地质构造松散：某些地区地下土层松散，容易发生变形，当地下发生水文地质变化时，土层可能会发生塌陷，导致地表凹陷。
三、人为因素除了上述自然因素外，人为因素也是凹陷形成的重要原因。
人类活动不当会对地下水资源和地质结构造成损害，促使凹陷发生。
1.过度开采地下水资源：在一些地区，人们为了灌溉、工农业生产、城市生活等目的过度开采地下水资源，使得地下水位下降，土地失去了支撑力，从而形成凹陷。
2.随意开挖：有些地区由于随意开挖，破坏了地下土层结构，导致地表凹陷。
特别是一些私自采砂采矿行为，更是造成严重地表凹陷的主要原因之一。
在日常生活中，我们应该加强环境保护意识，合理利用地下水资源，避免随意开挖等不当行为，共同保护我们的家园，减少凹陷事件的发生。
安徽省铜陵某矿山引发塌陷地质灾害成因分析
管理及其他M anagement and other 安徽省铜陵某矿山引发塌陷地质灾害成因分析汪 璐摘要：地面塌陷在很多情况下会对周围的自然资源和项目建设带来极为严重的负面影响，因此要深入分析地质灾害，并采取针对性的防治处理措施。
本文中，以安徽省铜陵某矿山发生的塌陷地质灾害为例，着重探讨塌陷事故的形成原因以及具体应采取的防治措施，以供参考。
关键词：铜陵；水文地质条件；采矿排水；塌陷灾害；成因分析从综合角度来看，塌陷地质灾害通常会对其周边的建筑、工程结构等产生不同程度的影响。
因此，全面提高塌陷地区的防范能力已成为当前社会发展的必然趋势。
在这个过程中，相关政府部门需要从多个方面提高塌陷预防和治理水平，包括灾害原因的深入研究和动态优化等多个层面。
在考虑预防和治理结合的前提下，全面规避塌陷地质灾害的发生也是至关重要的。
1 安徽省铜陵塌陷勘查区概述1.1 地质条件位于铜陵市狮子山区的塌陷区，属于亚热带湿润季风气候区，具有春夏多雨、气候温暖湿润、夏季炎热、秋季干旱、冬季温和等基本特征。
在温度和湿度方面，该区域一直以来秉持着16摄氏度的平均气温和40摄氏度的最高气温作为基本标准，在降水方面，平均降水量约为1375.9毫米，年平均蒸发量可达到1359.8毫米。
降水量呈现明显的周期性特征，相隔6至8年左右就会出现丰水年，而在每年10月至次年2月期间，地下水位往往会不断下降。
在这种情况下，地表泉水流量也会因此而枯竭。
整体上看，该区域地貌条件主要为丘陵平原区，微地貌则包括岗地、低丘、冲积平原等。
1.2 水文地质条件1.2.1 地下水类型首先，勘查区地表结构的岩性为松散岩类，主要表现为可塑状粉质黏土，部分也包含少量碎石土，这种岩性具有较强的渗水性。
其次，碳酸盐盐类裂隙水也是一种地下水类型，其特点在于水量极其丰富，主要分布在灰色、肉红色厚状白云岩和灰岩中，在变质后则呈现为白云质大理岩和中粒大理岩。
这种地下水含水量并不均匀，更容易在岩体接触位置和不整合地面范围内的发育水平较高。
岩溶塌陷与地质环境
三、治理措施
(1)控水措施。 (2)工程措施。 （3）非工程防治措施。
（一）控水措施
1. 地表水防水措施：防地表水进入塌陷区，可以： （1）清理疏通河道，加速泄流，减少渗漏； （2）对漏水的河、库、塘铺底防漏或人工改道； （3）严重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填实。
2. 地下水控水措施 根据水资源条件，规划地下水开采层位、开采强度、开 采时间，合理开采地下水，加强动态监测。危险地段对岩溶通 道进行局部注浆或帷幕灌浆处理。
地下土层垮落声、水点的水量、水位和含沙量的突变以及动 物的惊恐异常现象等。
二、地面塌陷的预防
虽然地面塌陷具有随机、突发的特点，有些防不胜防， 但它的发生是有其内在和外部原因的。我们完全可以针对塌陷 的原因，事前采取一些必要的措施，以避免或减少灾害的损失。 这些预防措施主要应该包括以下几方面：
(1)采取措施减少地表水的下渗。水是塌陷发生的触发因素 之一．。因此，首先，应注意雨季前疏通地表排水沟渠，降雨 季节时刻提高警惕，加强防范意识，发现异常情况及时躲避； 其次，加强地下输水管线的管理，发现问题及时解决；第三， 做好地表和地下排水系统的防水工作，特别应加强居民厨房下 水道的防水。
水库损毁，难以存水，下
游受水灾，造成一系列次 生灾害。
岩溶塌陷的防治
一、地面塌陷的监测
地面塌陷的监测应包括对地面、建筑物、水点(井孔、 泉点、矿井突水点、水库渗漏点等)，地下洞穴分布及其发展 状况和岩、土体特征的长期观测及对塌陷前兆现象的监测。
(1)长期、连续地监测地面、建筑物的变形和水点中水量、 水态的变化，地下洞穴分布及其发展状况等，对于掌握地面塌 陷的形成发展规律，提早预防、治理是非常必要的。对地面和 建筑物的变形监测，通常设置一定的点位，用水准仪、百分表 及地震仪等进行测量。地下岩、土体特征的变化可采用伸缩性 钻孔桩(分层桩)、钻孔深部应变仪等进行监测。水点变化的观 测常用测量水量、水位的仪器进行。地下洞穴分布及其发展状 况可借助物探或钻探方法查明。
地面塌陷与地面沉降区别
岩溶塌陷是在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，岩面以上的土体遭到流失迁移而形成土中的洞穴和洞内塌落堆积物以及引发地面变形破坏的总称。
土洞是岩溶的一种特殊形态，不良地质现象，由于发育速度快、分布密，对工程的影响有时甚至大于岩洞。
岩溶塌陷虽有突发性，但其前身的土洞，是在某些因素作用下，多数是长期发育而形成的。
因而，对土洞的调查、勘探、治理和预报是岩溶塌陷区重要的岩土工程工作之一。
覆盖型岩溶地区的岩溶塌陷是由覆盖层中的土洞发展而发生的，其演化过程如见图5.2-1所示。
自然的因素是长期地和经常地通过影响地下水的水质、水量、水力来溶蚀可溶岩、潜蚀土层而孕育、发展土洞的；人为的因素则通过这些作用加速土洞的发展，加强塌陷的规模，加剧塌陷的危害。
岩溶塌陷的基本条件有以下三方面：(1) 基岩的岩溶发育程度岩溶塌陷处下伏基岩的岩溶发育程度是强烈的，而岩溶发育程度弱的地段则塌陷少见。
岩溶塌陷主要是与浅部岩溶发育程度密切相关。
浅部岩溶是指基岩表面的溶芽和溶沟槽部分，和低基岩面以下约10m范围内的洞穴或溶隙发育段。
可用钻探、物探等方法测量。
基岩面的起伏程度，可用单位面积的溶沟槽数量、基岩面埋深的均方差来表征。
图5.2-1 岩溶塌陷框图(2) 土层的性质土层是土洞形成和塌陷发生的物质基础。
土层的成因类型、矿物成分、岩性、颗粒成分、结构构造、物理力学性质、水理性质、状态、厚度等，影响着土洞的形成和发展的快慢，土层的厚度，还控制或影响塌陷的形态与规模。
(3) 地下水的活动特征地下水的活动是土洞的形成、发展，以致破坏的最活跃的因素。
特别是水位在基岩上下波动的幅度和频度，对崩解和搬运土粒和流土。
的速度有重要作用。
地下水的活动还改变土的含水量、塑性状态或因湿胀干缩而出现裂隙等。
地裂缝的分类及其特征类别性质和特征典型实例地震构造地裂缝简称地震地裂缝，是强烈地震时深部震源断裂在地表的破裂形迹，其性质和分布特征受震源断裂的控制，其产状与发震断裂基本一致，有明显的瞬时水平位移和垂直位移；一般以张性或张扭性为主，也有压性和压扭性的；裂缝呈雁行多组排列，断续延伸；在剖面上裂口上大下小，至地表下一定深度处尖灭；其断距是上大下小，它与随深度而积累断距的地震断层有区别，是震源波动场的产物。
地质灾害类型
地质灾害类型1. 崩塌：是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。
形成条件：岩层倾向山坡、倾角大于45°而小于自然坡度。
2. 滑坡：斜坡上的土体或者岩体，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。
形成条件：坡度大于10度，小于45度，内外营力的作用下岩体或土体沿着滑坡面往下滚落的现象。
3. 泥石流：在山区或者其他沟谷深壑，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。
形成条件：陡峻的便于集水、集物的地形、地貌；有丰富的松散物质；短时间内有大量的水源。
4. 地面塌陷：指地表岩、土体在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种地质现象。
岩溶塌陷和采空塌陷：评估区没有石灰岩分布，因此没有岩溶塌陷。
评估区属无煤地层，无采空区分布，因此无采空塌陷。
形成条件：需具备有岩溶洞隙、一定厚度盖层、地下水活动三个基本条件，5. 地裂缝：是地表岩层、土体在自然因素（地壳活动、水的作用等）或人为因素（抽水、灌溉、开挖等）作用下，产生开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种宏观地表破坏现象。
有时地裂缝活动同地震活动有关。
形成条件：地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。
内营力作用引起，地震、火山活动和构造蠕动是其主要成因。
6.地面沉降：在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象）。
自然的地面沉降一种是在地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下，由松散到细密的成岩过程;另一种是由于地质构造运动、地震等引起的地面沉降。
人为的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。
形成条件：：（1）抽汲地下水引起的地面沉降；（2）采掘固体矿产引起的地面沉降；（3）开采石油、天然气引起的地面沉降；自然因素是地壳的构造运动和地表土壤的自然压实。
岩溶塌陷的形成条件
岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷发育的基本条件是：岩溶洞隙的存在，一定厚度的松散盖层和水动力条件易于改变的岩溶地下水。
（一）岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础。
岩溶（国际通用术语Karst,译名喀斯特）是指水对可溶性岩石（在我国以碳酸盐岩为主，局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等，这里主要对前者进行论述）进行以化学溶蚀作用与特征（并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积）的综合地质作用,以及由此而产生的现象统称。
岩溶作用的结果在可溶岩表面及其内部形成各种岩溶现象, 在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等；在地下的则为各种形态的溶洞、溶隙、管道等。
由于岩溶作用受着地下水水流系统的控制, 因而各种岩溶现象也往往组成一定的系统,称为岩溶系统,受各种因素的影响,岩溶的发育有强弱之分,一般可溶岩岩性较纯,连续厚度较大,出露分布较广,断层较发育、岩层较破碎的,岩溶较易发育；可溶岩岩性不纯,含泥质及其它不溶杂质成分较多, 连续厚度不大或多类有非可溶性夹层, 出露分布较局限,断层不发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。
其分级标志参见下表。
岩溶发育愈强烈, 岩溶洞隙数量愈多,其规模也愈大,愈有利于岩溶塌陷的形成。
岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水排浊基准面的控制,多发育于浅部,向深部逐渐减弱。
浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁，交替强烈，一般连通性较好，成为塌陷物质的储集空间和运移通道。
岩溶洞隙的开口程度是影响岩溶塌陷形成的重要因素，岩溶地下水的活动，塌陷物质的运移都是通过洞隙开口处进行的，因此，塌陷坑与开口洞隙存在着密切的垂向对应关系。
实践表明，洞隙规模愈大，塌陷也愈大；洞隙开口愈大，塌陷速度愈快。
洞隙的平面展布形态对塌陷平面形态有着决定性影响，裂隙状洞隙往往形成长条状塌陷坑，沿地下河管道往往产生链状或串珠状分布的塌陷坑群。
（二）一定厚度的松散盖层目前已知塌陷中土层塌陷占96.7%，可见土层是塌陷的主要组成部分。
岩溶地面塌陷特征的力学成因分析
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岩 溶 地 面 塌 陷 特 征 的 力 学 成 因 分 析
朱 祖友 任惠 国z
翻
(1 .安顺市水利水电勘洲设计院
贵州安顺
5610 00 ;
2 .贵州省安门市水利电力建设总公司
面较陡 而平 直 。
机构由 土体盖层，岩溶洞隙和水体组成。 3 传统观点难以 解释塌陷所表 现出的 若干 机构内部因缺夫气而使机构内的气压P i 底于 特征和有关 问题。 大气压PO,机构内出现负压. 机构上部的地面 3 1 潜蚀论 土体仍然承受大气压力作用， 这样机构内部与 外界大气压不等而出现不平衡 .这种由大气压 此观点的主要内容 :认为由干矿坑排水或 引起的机构内夕- 理条件的变化， F t 将导致大气 地面钻孔抽取地下水 。 引起地下水位下降 使 上扭盖层土体和榕洞中充填物失去上托浮力， 压力以均布面荷载的形式施加在机构上部所 对应的盖层地面上， 而深部坑道涌水口的水压 导致土体下落， 又因地下水动力条件改变， 流 P (成者抽水水位差) 由于水位落差大而水压很 速加快， 水的机械潜蚀搬运作用加强， 把洞中 充填物 和盖 层底部 土体 般运带 走 ， 体下落 流 土 大， 比大气压大得多即P > PO,所以地下水 能克服岩壁的摩擦阻力和机构内的空气负压， 在重 力作用下连续涌人坑道(或降落到漏斗底 部)， 而浅部含水层的水面(体)在重力作用下也 就被迫下降， 由于水体在下降运动中具有连续 钻土 盖层 性和不可压缩性 ， 只要矿坑深部水体连续涌 出， 浅部水体也就势迫继续不继地下落 ， 在这 过程中必然导致外力一大气压力和其他力施
构 ， 简称机 构 。
岩溶地面塌陷的分布规律
岩溶地面塌陷的分布规律
【学员问题】岩溶地面塌陷的分布规律？
【解答】1、岩溶地面塌陷主要沿岩溶强烈发育的地段分布。
碳酸盐岩性较纯的层位、断裂破碎带、断裂交汇处、褶皱轴部及可溶岩与非可溶岩接触带岩溶强烈发育，易形成连通性较好的溶隙、溶洞，具备了产生岩溶地面塌陷的基本条件，岩溶地面塌陷多在这些地段分布。
2、岩溶地面塌陷主要产生于土层厚度较薄的地段。
上覆土层的内聚力强，含水量低，土层越厚越不容易引起塌陷；砂类土颗粒粗，粘聚力小，崩解性好，容易被潜蚀、淘空，产生塌陷的机会较多。
3、岩溶地面塌陷多分布在溶蚀洼地和河流两岸等地形低洼部位
岩溶丘陵山区与平原接壤的过渡地带、溶蚀堆积平原和丘陵地区的洼地、槽谷等处，其地下岩溶通道发育，第四系沉积物的厚度相对较薄，地下水位交替循环强烈，这些均有利于岩溶地面塌陷的发生。
河流往往是区域性地表和地下迳流的排泄通道，河水与第四系含水层之间常存在互补关系，由于地下水和地表水的频繁运动，河床附近和河流两岸岩溶发育，当抽、排地下水时，河水和地下水改变了原来的自然运动条件，通过溶洞、溶隙汇集于抽、排水点，使上覆土体遭受潜蚀等不同形式的破坏作用，因而产生地面塌陷。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
采空区塌陷规律资料
第一章绪论研究背景随着国民经济的快速发展，对矿产资源需求口益增加，伴随着矿石的开采人们获得了巨大的经济效益，然而采空区安全问题口益突出。
部分矿山采用空场采矿法开采，矿体开采后，形成了大面积采空区，随着采空区规模的扩大，采空区地压不断增加，局部出现应力集中现象，采空区局部冒落，矿柱变形并破坏，最终有可能导致采空区塌陷，严重威胁到矿山的安全生产。
近几十年来，采空区冒顶塌陷事故不断，造成了重大人员伤亡和经济损失，部分采空区现状己成为矿山安全生产的重大隐患，采空区塌陷己成为矿山生产的重要地质灾害之一「1-3]以大冶桃花山矿采空区塌陷事故为例，该矿山采用空场采矿法，经过多年开采，己形成多水平大面积采空区。
由于回采结束后采空区缺乏有效支护手段，1998年至2003年矿山共发生过六次采空区塌陷事故，上下采空区连通且塌陷至地表，形成了一个长约70- 80 米，宽约30-}-50米，50米深，面积约3000平方米的近似圆形塌陷坑，给矿山生产带来了巨大经济损失[[4-6]采空区塌陷是一个复杂的力学时空过程，矿山岩体复杂，影响因素极多，解决这类问题需要进行全面系统的研究。
研究采空区塌陷规律，可以找出矿山采空区塌陷的主要影响因素，判断塌陷区的发展趋势以及现有采空区的稳定性，为采空区塌陷预警、采矿工程设计、采空区治理工作、采空区安全评价等提供理论依据。
准确的采空区塌陷规律研究对矿山安全和生产具有重大作用，准确的研究结果可保证最大限度的回收国家矿产资源，避免资源的浪费，为矿山带来巨大经济效益，同时可指导矿山生产的安全进行，预防塌陷事故的发生和降低塌陷事故带来的危害。
因此，在地下采矿形成大规模采空区时，掌握采空区塌陷规律，对矿山安全生产的顺利进行具有重要意义[7]。
2国内外研究现状采空区塌陷规律的研究，是矿山重要课题之一。
采空区塌陷问题研究的重点是采空区顶底板的管理、采空区围岩的控制、采空区上覆岩层移动规律和采空区地压活动所导致灾害的控制及地表沉陷的控制。
广州地区碳酸盐岩区形成岩溶塌陷的基本条件
状 态逐渐过 渡为软塑或流塑状态 的软土 。在 地下水活动情况下 ， 这 种软土容 易流失 ， 而形成基 岩 面上 早期 的土洞 ， 为塌 陷的形成
创 造条 件。土洞在地下多呈球形或半球形空 洞 ， 直径数十厘米 到
数米不等 ， 可在地下隐伏几 天至几 年 以上 ， 逐渐扩展 ， 直至土洞顶 板不足 以支撑上部压力 ， 而发生地面塌陷 。大量的工程钻孔 资 从 料显示 ， 广东碳酸盐 岩地区第 四系盖层厚 度大 多数小于 ２ ｍ， ５ 属
维普资讯
总第 １ １ ２ 期 ２０ ０６年第 ５期
西 部探 矿 工 程
Ｗ Ｅ Ｔ— ＣＨ Ｉ Ｓ ＮＡ ＥＸＰＬ ０ＲＡＴ１ ０Ｎ ＮＧＩ Ｅ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
ｓ ｒｅ ．１２ ｅ ｉｓ Ｎｏ １ Ｍ ａｙ ２０ ６ ． ０
文章编号 ：０ ４ ５ １ （０ ６ ０ — ０ ９ —０ １０— ７６ ２０） ５ ２０ ２
总岩 溶 率 （ ） ％
０ １ ０ ２ ０ ３ｌ ｌ
由于坑道排水造成附近村庄地裂 、 墙裂 ； （） ２ 广州市 花都 区花 山镇东湖村 裕丰庄东 北侧 ２０ ０ ４年 ３月
２ ４日下午 出现 直 径 约 ６ 深 约 ３ 的塌 坑 ； ｍ、 ｍ
笛 １０ ０
聪 ２ 清远 路段 ２０ ０ ４年 ５月 ２ １日下 午在修
下厅堂 、 溶洞 、 管道 、 溶蚀裂 隙为主 ， 且通过 各种途径与 向上开 并 口的溶洞裂隙连通 。这些向上 开 口的溶 洞裂 隙， 是接 受塌 陷物质
的 门户 和 窗 口 ， 塌 陷 产 生 的 重 要 因 素 。 这 与 我 国北 方 以 小 溶 是
应该指 出的是 ， 在松散土层覆 盖 的岩 溶地 区 ， 由于上 部土层 孔 隙性 含水层与下部溶洞裂 隙岩溶 含水层 ， 含水特性 、 其 水力 性 质、 渗透性能等差异较大。当水位降 低时 ， 上部 孔隙 含水 层较 下 部 岩溶 含水层滞后 疏干 ， 而在 孔 隙含水 层 中沿 下部 溶洞 裂隙 分 布的地 方 ， 形成一集中渗漏点 ， 沿此渗漏点形成一些降落 中心 ， 增
岩溶塌陷发育的规律
岩溶塌陷发育的规律【学员问题】岩溶塌陷发育的规律？【解答】一、岩溶塌陷的分布规律岩溶塌陷主要分布于具备塌陷形成条件且有多种不利要素综合作用的结果，对自然或人为诱塌因素的作用较为敏感的地段。
归纳国内的实践经验，这些地段有：（一）岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带，或沿其与非可溶岩的接触地带。
这些地带中隐伏岩溶形态（漏斗、溶槽等）较发育，且其中多有较土分布；（二）沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带，岩层剧烈转折、破碎的地带；（三）松散盖层较薄县以砂土为主，其底部粘性土层缺失或甚薄（一般不足1—2米）的“天窗”地段；（四）岩溶地下水的主迳流或或岩溶管道上；（五）具有潜水和岩溶水仅层含水层分布地带；（六）岩溶地下水的排泄区；（七）岩溶地下水位在基岩面上下频繁波动的地带，或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段；（八）临近河、湖、塘地表水体的近岸地带；（九）岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
二、岩溶塌陷的散布规律在自然条件下，由于诱塌因素的作用强度除地震外一般较弱，塌陷往往是零星单个产生。
对于人为塌陷由于诱塌因素作用一般较强，塌陷往往成群出现。
这些塌陷群在空间是有一定的散布规律，其散布特征主要受控于可溶岩的分布、岩溶发育的均一程度和塌陷的发育程度。
其散布特征可分为三类：（一）岛状散布：在塌陷群中数量多，其原因一般与可溶岩呈岛状分布有关，如水口山矿区，塌陷主要集中出现于曾家桥、茶子园、侨头、香花坪等地段。
也多与岩溶发育的不均一性有关，如煤炭坝煤矿，塌陷主要集中发育于岩溶较强烈的上泽泉、大成桥泉等地段而呈岛状分布。
此外，还与诱发源的分布有关，如水城水钢供水源地，塌陷主要集中在14个抽水井周围，形成岛状塌陷。
（二）带状散布：其原因主要与可溶岩或岩溶强烈发育带呈条带状分布有关，其中以断裂破碎带、地下河通道带的控制作用为明显。
（三）面状散布：主要见于岩溶发育较均一、岩溶地下水呈分散网络状分布的地段，常见于岩溶谷地的河、湖近岸地带、岩溶地下水的排泄地带。
岩溶塌陷形成机制与防治探讨
岩溶塌陷形成机制与防治探讨摘要：岩溶塌陷发生和发展都不是单一因素作用下形成的，是多种作用力共同作用的结果。
文章将详细分析岩溶塌陷发育特征及形成机制，并提出治理对策，旨在为工程实践提供有效解决方案。
关键词：岩溶；塌陷；治理1岩溶治理的必要性岩溶是地表水和地下水对可溶性岩层（石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等）造成的地表和地下溶蚀现象，这一过程经过化学溶解作用和崩解、沉淀、搬运等机械性作用。
在工程建设中，遭遇岩溶区域越来越常见，相应的岩溶工程危害也越来越复杂和严重。
常常出现的各种类型的岩溶地质灾害，如果没有采取科学、适当的处理措施，往往在施工和运营期间都会发生许多事故，甚至严重危害工程的正常使用，故妥善、有效处整治岩溶地质灾害是确保工程建设的关键。
2岩溶塌陷发育特征岩溶塌陷是由于可溶岩洞（隙）上覆土体在自然或人为因素作用下向下塌落的现象，开口岩溶形态、上覆一定厚度的松散盖层及自然和人为外部作用力等是岩溶塌陷形成的基本条件。
大量研究表明，岩溶塌陷的发育和分布规律受形成条件的影响。
隐伏岩溶发育强度影响。
岩溶的发育引起裂隙、溶洞等发育，导致岩溶空洞中地下水流速显著增大，因此对覆盖层的作用力增大，从而加速了塌陷的形成。
构造发育程度影响。
断裂带附近，岩石破碎，裂隙发育，是地下水的良好赋存空间和运移通道，地下水与岩石密切接触，溶蚀作用增强，从而加速溶洞及土洞的形成。
土层结构、厚度影响。
土层结构分为一元结构、二元结构和多元结构：一元结构土层岩性主要为粘性土，厚度一般较薄；二元结构和多元结构土层主要有粘性土、砂卵石层交互组成，厚度一般较厚；以往研究表白，相同条件下，二元结构和多元结构产生塌陷比一元结构容易。
土层厚度主要影响地面塌陷坑的形成时间和规模，土层越厚，塌陷孕育的时间越长，塌陷坑规模越大，另有研究表明，岩溶塌陷多发生在土层厚度30m以浅的地区。
水动力条件影响。
地下水位及水压变动大的地带易发生岩溶塌陷，如地下水抽取过度形成的降落漏斗区、溶蚀洼地、河床两侧等地区。
道路路面塌陷成因分析及处理方案
运城市高铁商务区站前路、学苑路路面塌陷成因分析及处理方案1.工程概况高铁站商务区站前路道路工程（K0-025- K4+079.663，暂施工至K2+585），起点与北外环相交，终点接东外环，途中与中银大道、槐东路、学苑路、规二路、安中路相交。
学苑路道路工程（K0-044.032-K0+866）,起点接学苑北路与北外环的交点，终点接站前路，途中与站一路、站二路相交，是原学苑路的向北延伸。
站前路道路红线宽50m，绿线90m，学苑路道路红线宽50m，绿线80m。
道路类别为城市主干路，其中包括机动车道、非机动车道、人行道。
由于持续几天的强降雨，站前路、学苑路非机动车道、人行道路面出现不同程度的塌陷。
非机动车道小面积塌陷情况居多。
人行道均为小面积塌陷但塌陷情况不严重。
2.工程地质条件根据山西第八地质工程勘察院2019年7月提供的《运城市高铁站区站前路工程地质勘察报告》，场地地基主要为：第四系上更新统风积层（Q3eoi），第四系上更新统冲积层（Q3eoi）。
岩性为粉土、粉砂为主。
现依层序分述如下：第①层粉土（Q3eol）以浅黄色为主粉土，稍湿，稍密，夹有钙质结核，含有白色菌丝，偶见虫孔，植物根系，摇震反应中等，干强度低，韧性低。
上部0.3为种植土。
高等压缩性，压缩系数al-20.20-0.99MPa-1，平均0.60MPa-1；标准贯入实验实测击数3-18击之间，平均8.7击。
承载力标准90KPa。
该层层厚1.5-4.8m,平均3.94m；底层埋深1.5-4.8m，平均3.94m；层底标高为374.0-387.47m，平均383.38m。
第②层粉土（Q3al）浅黄色，稍湿，稍密-中密，具针状孔隙，局部夹少量钙质结核及蜗牛碎片。
摇震反应中等，干强度低，韧性低。
夹有薄层褐黄色粉土层。
中等压缩性，压缩系数al-20.11-0.82MPa-1，平均0.28MPa-1；标准贯入实验实测击数3-28击之间，平均10.8击。
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煤矿塌陷应该分为采空区塌陷和岩溶塌陷两种。
采空区塌陷：长期的大规模的开采形成采空区，随着采空区面积不断加大，煤层的顶板（覆岩）失去支撑，顶板岩层随之发生弯曲、断裂、垮落，产生倾斜变形和水平移动。
垮落过程中引发采空区周围的岩体变形、松动、乃至破坏使采空区上覆岩层随之弯曲下沉，覆岩层的这种弯曲到达地面后，形成地表沉陷现象。
这类塌陷可通过调查采矿活动情况和地面迹象预防。
岩溶塌陷：岩溶塌陷（karst breakdown survey）是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。
在矿区通常是由于在岩溶地区抽排地下水造成周边地下水位变化，地下水掏空溶洞充填物形成土洞。
这类塌陷的诱因通常和水位变化有关，如暴雨，或者长时间干旱后的降雨，还有就是地表水的下渗。
这类塌陷预防主要通过物探方法探查土洞。
***地区塌陷灾害发育的基本条件：一是岩溶洞隙和断层发育；二是地表存在一定厚丨$的松散盖层；三是雨水侵蚀和易于改变的岩溶地下水动力条件；四是地下采空区保安矿柱被非法采矿破坏较为严重。
(一)岩溶洞隙发育是产生岩溶塌陷的基础
育，岩溶发育越强烈，其岩溶洞隙的数世和规模就越大，岩层也就较为破碎，有利于岩溶塌陷的形成。
从对岩溶塌陷灾情调查证实，塌陷坑的规模大小与开口洞隙存在着密切的垂向对应关系，洞隙的规模和洞隙平面形态决定塌坑的规模与塌陷区的平面形态,洞隙的开口越大，塌陷的可能性就越大。
(二)松散盖层是塌陷的主体
经对发生的23起塌陷灾害踏勘得知，由黏土、砂、砾石组成的土层是塌陷体的主要组成部分，在水流渗透作用下，松散盖层下部被潜蚀和淘空，土层自重加大，抗塌力减弱，当风化破碎岩层超过荷载时产生塌陷。
(三)地下水活动对岩溶的潜烛作用
地下水活动是岩溶塌陷形成的重要动力因素。
地下水位的变化，使岩土体含水量增大，其潜蚀冲刷和淘空作用促使岩溶洞隙快速发育，黏性土塑性变软，强度降低—在洞隙管道中流动的地下水,其涡流有很强的冲击和掏蚀能力，在洞隙的开口处，上部馥土层被淘蚀逐而形成土洞并不断扩张导致塌陷。
(四）地下采矿活动的影响
万山特区具有数百年的汞矿开采史，因地下采矿爆破震动造成采矿区岩层破碎，部分保安矿柱多年来遭人为破坏，矿洞顶板岩在难以支撑上部重力条件下失稳而引发10余处塌陷..铜仁地区此类塌陷灾害皆为非岩溶性塌陷，属于矿山采空区的采空塌陷。
滑坡：是指斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。
崩塌：是指较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象。
滑坡与崩塌的关系
滑坡和崩塌如同孪生姐妹，甚至有着无法分割的联系。
它们常常相伴而生，产生于相同的地质构造环境中和相同的地层岩性构造条件下，且有着相同的触发因素，容易产生滑坡的地带也是崩塌的易发区。
例如宝成铁路宝鸡?绵阳段，即是滑坡和崩塌多发区。
崩塌可转化为滑坡：一个地方长期不断地发生崩塌，其积累的大量崩塌堆积体在一定条件下可生成滑坡；有时崩塌在运动过程中直接转化为滑坡运动，且这种转化是比较常见。
有时岩土体的重力运动形式介于崩塌式运动和滑坡式运动之间，以至人们无法区别此运动是崩塌还是滑坡。
因此地质科学工作者称此为滑坡式崩塌，或崩塌型滑坡、崩塌、滑坡在一定条件下可互相诱发、互相转化：崩塌体击落在老滑坡体或松散不稳定堆积体上部，在崩塌的重力冲击下，有时可使老滑坡复活或产生新滑坡。
滑坡在向下滑动过程中若地形突然变陡，滑体就会由滑动转为坠落，即滑坡转化为崩塌。
有时，由于滑坡后缘产生了许多裂缝，因而滑坡发生后其高陡的后壁会不断的发生崩塌。
另外，滑坡和崩塌也有着相同的次生灾害和相似的发生前兆。