塌陷

塌陷(collapse)亦稱“蟄陷”。地表岩、土體在自然或人為因素作用下向下陷落，並在地面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質現象。因堤身堤土未壓實，孔隙較多，存在漏洞隱患和地基軟弱或荷載較大等原因所致。

基本介紹

• 中文名：塌陷　 
• 外文名：collapse
• 全稱：地面塌陷
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概述

地面塌陷是指上覆岩層發生破壞．岩土體下陷或塌落在地下空洞中，並在地表形成不同形態的塌坑，這種現象稱為地面塌陷。在塌陷區往往伴隨有圍繞塌坑的若干裂縫，形成大小不等的環形或弧形開裂。由於下陷的不均一性，有時候在塌陷區內形成一些起伏不平的鼓丘或不規則開裂。
地面塌陷是地下礦產採空區或喀斯特區常見的一種地質災害。據調查我國東北、西北、華北以及南方諸省均分布有地面塌陷，南方地區的喀斯特塌陷最多，而北方地區則以礦產開發引起的地面塌陷為主。據不完全統計，全國23個省(白治區、直轄市)發生岩溶塌陷1400多例，塌坑總數超過4萬個，給國民經濟建設和人民生命財產帶來嚴重威脅。

主要危害

(1)破壞城鎮建築設施，危害人民生命財產。如1981年發生在美國佛羅里達州Winter Park巨型塌陷．直徑達106m．深30m，使街道、公用設施和娛樂場所遭受嚴重毀壞，損失超過400萬美元。我國安徽省銅陵市小街區人口密集，由於銅官山銅礦長期疏乾排水，為該區喀斯特溶洞的潛蝕和掏空創造了條件。公路、鐵路交通中斷，多種管線被拉斷扭曲．經濟損失嚴重。
(2)影響交通和安全運輸。據統計，我圍交通隧洞和路基坍塌事件已有上百起．造成火車顛覆2次。山東泰安岩溶塌陷造成京滬鐵路一度中斷、長期減速慢行。位於雲南省境內的貴昆鐵路沿線自1 965年建成通車以來，西段陸續發現岩溶地面塌陷。至1987年已發現塌陷117處。1976年7月7日在K606+475路段發生塌陷，蝴坑長1 5m、寬6m、深5m．中斷行車61小時40分；1979年9月1日在K534路段發生塌陷．陷坑長6m、寬2．5m、深3m，造成2502次列車顛覆，斷道14小時25分。僅這兩次塌陷造成的直接經濟損失達3000萬元。
(3)影響對自然資源的開發利用，包括塒地表水、岩溶地下水和礦產資源的開發利用。如湖北大門鐵礦．1978年平巷突水引起柯家溝河谷地面塌陷，m現70多個陷坑．河水因大量漏人地下而斷流，岸邊有4000m建築物被毀，礦山專用鐵路和高壓輸電線遭受破壞，造成近百萬元的經濟損失。
(4)引起水庫滲漏，影響水庫正常運作。如廣西大新縣的興安水庫．因溶洞塌陷而連成排水通道，將庫水在短期內排空。

形成條件

地下空洞的存在是地面塌陷的基本空間條件。引起塌陷的空洞發育和分布與構造破碎帶有關，尤其是喀斯特溶洞的發育和分布往往受斷層破碎帶的控制，並在地下水位波動頻繁的位置被侵蝕破壞形成塌陷。坍塌邊沿和空洞邊沿基本形成上下對應關係。地面塌陷的物質構成可以是可溶岩或非可溶岩，可以是第四紀鬆散沉積物．也可以是變得鬆軟破碎的岩體。塌陷的規模和形態與物質組成有一定的關係。由喀斯特溶洞形成的坍塌一般形成塌落洞，洞成簡狀或柱狀；由礦山開採引起的地面塌陷往往形成窪地、槽谷或負地形，並伴隨有不規則的開裂和地形起伏；高原區的土洞從形成到塌陷具有規模小、歷時短、數垃多等特點．因此．容易破壞堤壩基礎．對於水利建設和防洪都有極大的危害性。

影響因素

(1)地形地貌和地質構造。喀斯特地區的窪地、谷地與河谷等。往往是斷裂構造和喀斯特的發育地帶，也是地下水的主要徑流排泄帶或匯水區，這些地區十分有利於地面塌陷的產生。
(2)洞頂自重和外加荷載作用。受化學侵蝕、機械剝蝕及人為挖掘等作用的影響，洞頂支撐力減少或自重力加大．當支撐力無法抵消洞頂岩土體重力作川時．就會引起上覆岩層的塌陷。荷載造成的塌陷常與人類活動和工程建設有關。
(3)震動效應。強烈的地震和人為震動都會引起岩土體的各種破壞效應．如果在震動區分布有地下岩洞或人洞穴．往往會引起地面塌陷或洞室坍塌。

(4)降雨和蓄水影響。降雨和蓄水不但直接濕潤與飽和岩土體、增加岩土體的容重及降低其強度．而且還抬高地下水位，增強地下水的滲透和侵蝕能力，提高洞內的水壓力，故塌陷多出現在雨季或多雨季節。
(5)疏乾排水。在進行礦床開採和地下工程建設時，往往要大規模地進行地下水的疏乾排水．地下水位的大幅度下降，使得上覆岩體失去了浮托力，增大了滲透壓力．潛蝕作用增強．極易造成地面塌陷。
(6)沖刷溶蝕作用。在一砦工礦企業和城市，由於地下管道漏水或排放廢液，對岩土層具有很強的沖刷和侵蝕作用。容易沿著某一通道帶走鬆散和可溶物質，形成空洞導致坍塌。
地面塌陷的分類方法很多，按照成凶可以分為重力塌陷、振動塌陷、荷載塌陷、潛蝕塌陷和溶蝕塌陷；按照影響因素不同可以劃分為自然塌陷、人為塌陷和綜合形成塌陷；按照空洞圍岩的物質組成。把塌陷劃分為岩溶塌陷、土洞塌陷、煤層塌陷。

防治措施

防治地面塌陷的技術措施有控水措施和工程措施。控水措施包括：在地下水開採區，要合理控制地下水位；在礦山疏乾排水中，對可能出現地面塌陷的地段，採取局部注漿處理；在鬆散土層進行排水時，要控制井的抽水量，不能大量抽水，以免形成空洞造成坍塌；在喀斯特地遁開採地下水，不能將水位降至岩溶體或溶洞頂層以下。工程措施包括：①回填，即利用黏土或渣石將坑填平夯實；②封堵，對因疏乾排水引起的塌陷，可用帷幕灌漿或截水牆封堵地下水流，對由地表水流引起的塌陷，可通過建築堤壩、圍堰進行隔離．對溶洞引起的塌陷．可用混凝土塞將溶洞口塞堵；③加固，當建築物基礎發生塌陷時，可用樁支撐和地基加固等方法進行加固處理。