武汉地区岩溶地面塌陷类型

• 三、武汉市区发生塌陷的记录
• 1931年8月武昌丁公庙（倒口湖）塌陷；
• 1978年汉阳轧钢厂钢材库塌陷；
• 1983年武昌阮家巷塌陷；
• 1988年武昌陆家街中学塌陷；
• 1999年4月青菱乡毛坦港小学塌陷(2000年又塌一次)；
• 2000年2月武昌涂家沟司法学校塌陷；
• 2000年4月青菱乡烽火村塌陷；
• 一、定义
• 所谓“岩溶地面塌陷”，是指隐 伏在第四纪覆盖层下的可溶岩中存在 岩溶空洞，且存在与覆盖层相连的通 道。在某些自然因素或人为因素作用 下，覆盖层物质沿着岩溶通道漏失到 岩溶空洞中，引起覆盖土体发生塌陷， 导致地面出现塌陷的自然现象。这里 要强调两层含义，一是“地面塌陷”， 二是“覆盖层土体”塌陷，而非可溶 岩溶洞塌陷。
• 二、武汉市区石灰岩分布
• 武汉市区自北向南主要有三条石灰 岩带横跨长江呈近东西向分布，其余 为零星分布（见下图）。
• 北部：自岱家 山、谌家矶至
蒋家墩、武钢。 岱家山 东西长约17km， 南北宽约0.8～ 2.8km。
谌家矶 蒋家墩
武钢
• 中部：汉阳邹
家湾、十里铺、
龟山至蛇山、
武汉大学、王
用下，覆盖土层对应岩溶地下通道的薄弱
位置在瞬间产生陷坑或陷洞。这种由负压
或真空对覆盖层的抽吸作用称为“真空吸
蚀”。
•
这种作用所产生的塌陷确实存在，但
主要发生在矿山地区和集中抽取岩溶地下
水的群井水源地，有时也发生在公路、铁
路隧道施工的突水地段。这种因“真空吸
蚀”产生的塌陷坑往往成群出现，在短时
间内可产生几十甚至上百个陷坑或陷洞，
其危害相当严重。
•
是否会发生真空吸蚀，主要有两个
特殊条件：其一是大量抽排岩溶地下水，
水位在短时间内急剧下降；其二是覆盖层
对地下岩溶有良好的封闭作用，能使在水
位下降的过程中形成充分的负压或真空。
这两个条件就决定了这类塌陷分布的特殊
地域性。比如在岩溶地下水的补给区和排
泄区（可溶岩出露区）和不存在水位急降
• 1、潜蚀机理
•
所谓“潜蚀”是泛指地下水在运动过
程中不断带走土中物质的机械作用过程。
岩溶地面塌陷过程中的“潜蚀”一般是发
生在土岩接合面附近的土中。最有利于发
生潜蚀的条件是覆盖层为粘性土，且岩溶
地下水位已脱离基岩顶面降至岩体中而在
地下水位以上存在饱气带，亦即岩面上下
地下水的垂直循环带。
• 由于基岩面的高低变化，特别是在溶
作用，形成“漏斗状疏松体”，进而因垂
直渗流加剧，局部水力坡度加大，砂、砾
石土呈液化状态流入岩溶空洞，地面出现
塌陷坑。另一种液化是打桩采用重锤冲击，
产生振动液化。
• 3、真空吸蚀机理
•
所谓“真空吸蚀”是指岩溶地下水在
大量抽取或因矿井大量排水后水位在短时
间内急剧下降过程中的“活塞”作用下形
成负压至真空状态。在这种负压或真空作
• 2005年和2006年阮家巷（倒口湖）两次塌陷；
• 2008年2～3月汉南纱帽镇陡埠堤塌陷；
• 2009年6月至11月武咸公路改造段先后发生8处塌陷。
•
以上1～8处和第10处塌陷全部发生在南部石灰岩
条带上，第9处发生在汉南条带上。
• 四、机理
• 不同地质条件具有不同的塌陷机理。 最早流行的是“潜蚀”机理。上世纪 80年代出现了“真空吸蚀”机理。本 文提出“潜蚀—液化—漏失”机理。 实际情况是三种机理并存，不同地质 条件下的塌陷符合不同机理。
家店。东ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ长
约35km，南北
宽约0.5～汉阳邹家湾
2.0km。
龟山
十里铺
蛇山
武汉大学
王家店
• 南部：自汉阳 太子湖至武昌 陆家街、武太 闸及南湖广大 地区。东西长 约35km，南北 宽约4.0～ 5.0km。
陆家街
太子湖
武泰闸
南湖片区
• 北部：自岱家山、谌家矶至蒋家墩、武钢。东西 长约17km，南北宽约0.8～2.8km。
阻，工程陷于停顿。
• 岩溶地面塌陷这一不良地质现
象，似乎是大家都熟知的一种地质 灾害。但事实证明，许多人对它的 实质含义、类型、发生及分布规律
并不真正了解，甚至存在一些误区。
• 比如一遇到地面塌陷就误认为是
地下溶洞发生垮塌，这类塌陷本来是 一种自然的物理地质现象，人为活动 在多数情况下是诱发因素，只是在特 殊情况下成为主导因素。但在塌陷发 生后，往往是不分青红皂白地追究人 为责任，而不去深入探讨自然规律。 有鉴于此，特作如下阐述：
•
这是一种混合类型。当覆盖层为二元
结构冲积层且冲积层下部饱和粉土、砂、
砾石层直接盖在岩面之上时，在粉土、砂、
砾石层中的孔隙水与可溶岩中的岩溶裂隙、 管道水发生直接联系，形成统一运动情况 下，由于水位不断升降变化，尤其是岩溶
地下水位或承压水头低于孔隙水位时，发 生垂直渗流。
•
先是在粉土、砂、砾石层中发生潜蚀
沟、溶槽中易形成土层底部的小径流，在 漫长的潜蚀过程中将土中物质带入溶洞中， 在上覆粘性土层中形成“土洞”。当土洞 顶板土层超越自撑能力时，发生地面塌陷。 土洞形成要两个重要条件，一是岩溶地下 水位低于土岩界面，二是土岩界面高差较 大。因此，土洞多数分布在山前或山间谷 地。
• 2、潜蚀—渗流或振动液化—漏失机理
• 中部：汉阳邹家湾、十里铺、龟山至蛇山、武汉 大学、蚂蚁嶂。东西长约35km，南北宽约0.5～ 2.0km。
• 南部：自汉阳太子湖至武昌陆家街、武太闸及南 湖广大地区。东西长约35km，南北宽约4.0～ 5.0km。
此外，在汉南区也有一条东西向狭长的石灰 岩条带。
• 上述几个条带中，北部及中部条带从来未发 生过塌陷。有史以来十余起塌陷基本上都发生在 南部条带和汉南条带上。
武汉地区岩溶地面塌陷类型及 其发生、分布规律和防治对策
勘察大师 范士凯
• 近年在一些城市圈内的隐伏岩溶 分布区，岩溶地面塌陷时有发生。如 武汉、广州、深圳等大城市，由隐伏 岩溶造成覆盖层地面塌陷曾导致居民 财产严重受损，或建筑工程停顿，或 堤防受损加固，其经济损失非常巨大。
• 其中以武汉市最为突出，2000年4 月近郊的烽火村出现22个塌陷坑，造成 49栋农居楼房易地重建，经济损失500 余万元；2008年4月汉南纱冒镇邻近长 江大堤发生地面塌陷，仅加固堤防就耗 资近3000万元；2009年6～11月武咸公 路改造工程先后发生八次塌陷使交通受