祝安奇

（福建省121 地質大隊 福建龍巖 364021）

塌陷區(qū)位于漳平市拱橋鎮(zhèn)隔頂村東側山坡，現場可見塌陷點4 處，長圓弧地裂縫1 條，地面多處開裂下沉，為張性裂縫，未貫通。

1 塌陷區(qū)概述

1.1 氣象水文

塌陷區(qū)位于漳平市拱橋鎮(zhèn)隔頂村，本區(qū)地處低緯度區(qū)，屬中亞熱帶，氣候溫和濕潤。年平均氣溫19.2 ℃，年均降雨量1 525 mm，無霜期317 d；拱橋鎮(zhèn)內主要河流為拱橋溪，屬于九龍江支流，拱橋溪從永福流入貫穿全境，坑壟峽谷交錯，水力資源豐富。

1.2 地形地貌

塌陷區(qū)位于漳平市南側，地貌單元主要為低山，海拔標高最低為+590 m，最高為+900 m，相對高差約310 m。地形坡度較陡，切割強烈，一般坡度20°～40°，局部達45°以上，主要山脈走向為東西向，地形總體呈南高北低的單向坡。區(qū)內植被較發(fā)育，通視條件較差。

1.3 塌陷區(qū)水文地質條件

塌陷區(qū)為山坡地，無大型水體匯聚，匯水面積約1.49 km2。在塌陷區(qū)東側山谷有1 條水溝，水面寬度0.50 m，水深0.20 m，流速0.30 m/s，流量20 L/s。塌陷區(qū)地表及地下水排泄條件較好，長時間降雨或暴雨期間，山坡地表水沿坡面及沖溝匯集、徑流，為瞬時—短時性水流。地表水主要靠大氣降水補給，以地面蒸發(fā)、地表徑流及滲漏方式排泄，水位及流量隨季節(jié)變化較大。

塌陷區(qū)內地下水主要靠大氣降水和地下水側向徑流補給。近地表孔隙水含水層富水性差，透水性較強，水位受降雨直接影響；塌陷區(qū)基巖巖性為粉砂巖、花崗巖，地下水主要賦存于節(jié)理裂隙和風化裂隙中，塌陷區(qū)內巖層多發(fā)育張開型節(jié)理，部分為泥質充填，且區(qū)內斷層發(fā)育，有貫通性較好的大型節(jié)理或裂隙，基巖裂隙含水層多為半承壓水類型；灰?guī)r層中由于溶洞發(fā)育，連通性較好，屬強透水層，富水性好，巖溶水通過溶洞、構造破碎帶由南向北徑流，在低洼溝谷處以泉水形式以及人工采硐排泄。

1.4 地層及構造

根據對塌陷區(qū)及其周邊進行地質測繪以及鉆探工程揭露情況，塌陷區(qū)及其周邊地層情況為：表層為人類活動的雜填土、坡殘積成因的含角礫粉質粘土以及殘積砂質黏性土；下伏基巖為二疊系文筆山組的粉砂巖、硅質巖、棲霞組的灰?guī)r和侏羅系燕山期的花崗巖。

區(qū)域上該區(qū)處于閩西南拗陷帶中，斷裂構造發(fā)育。區(qū)內分別有F1、F2、F3、F4、F5、F6等6 條斷層通過，均為正斷層。

2 地質災害發(fā)育特征

2.1 巖溶塌陷特征

區(qū)內發(fā)現4 個巖溶塌陷點，其災害類型為地面塌陷，分別為1# 塌陷、2# 塌陷、3# 塌陷和4# 塌陷，見圖1。

圖1 塌陷點分布及塌陷區(qū)構造圖

1# 塌陷：平面形態(tài)橢圓形，長軸直徑為66.27 m，方向為174°，短軸半徑為46.20 m，塌陷可見深度為21.20 m，剖面上呈漏斗狀，地面塌陷面積約2 404.63 m2，塌陷邊坡坡度60°～70°。坡體巖土層為含角礫粉質黏土、強風化粉砂巖，塌陷規(guī)模為大型。

2# 塌陷：平面形態(tài)近圓形，直徑為16.20 m，塌陷可見深度為11.00 m，剖面上呈壇狀，地面塌陷面積約206.12 m2，塌陷邊坡坡度55°～65°，坡體巖土層為含角礫粉質黏土、強風化粉砂巖，塌陷規(guī)模為中型。

3# 塌陷：平面形態(tài)近圓形，直徑為38.96 m，塌陷可見深度為20.16 m，剖面上呈漏斗狀，地面塌陷面積約1 192.14 m2，塌陷邊坡坡度65°～75°，坡體巖土層為含角礫粉質黏土、強風化粉砂巖，塌陷規(guī)模為中型。

4# 塌陷：平面形態(tài)近圓形，直徑為6.00 m，塌陷可見深度為3.00 m，剖面上呈碟狀，地面塌陷面積約28.27m2，塌陷邊坡坡度50°～60°，坡體巖土層為含角礫粉質黏土，塌陷規(guī)模為小型。

地質調查及鉆探工程揭露發(fā)現塌陷區(qū)內易坍塌的巖土層主要為殘積砂質粘性土，通過化驗分析，其物理力學性質指標統(tǒng)計結果見表1。

表1 殘積砂質黏性土物理力學指標統(tǒng)計表

2.2 塌陷區(qū)內溶洞特征

地質測繪查明，在2# 塌陷點與3# 塌陷點之間發(fā)現落水洞1 個，落水溶洞洞口高度1.0 m，寬約2.0 m，洞內高度3.0 m～4.0 m，局部達6.0 m，為空洞；在廢棄的+750 m 水平采硐內發(fā)現2 個小型溶洞，洞高約1.0 m～2.0 m，寬約2.0 m～3.0 m，基本為空洞，僅底部見少量充填物。場地溶洞發(fā)育程度強，洞高較大。溶洞頂板巖體基本質量等級為Ⅲ～Ⅳ級。

3 地面塌陷成因分析

通過地質測繪、地面高密度電法、鉆探工程揭露等資料分析，造成地面塌陷的因素有：存在巖溶洞隙、地層巖性破碎、地質構造復雜、地下水水位變動以及短期強降雨等。

3.1 自然因素

（1）巖溶洞隙的影響。塌陷區(qū)出露的基巖為二疊系棲霞組的灰?guī)r，巖性質純，巖體又地處地下水補給流通區(qū)，溶洞發(fā)育。區(qū)內溶洞凈空高5.00 m 以上，為空溶洞，巖溶頂板巖層破碎，為塌陷的產生提供了基本條件。

（2）地層巖性的影響。塌陷區(qū)下伏地層為二疊系文筆山組的粉砂巖、泥巖和棲霞組的灰?guī)r，灰?guī)r質純，為可溶性巖體；巖層中構造節(jié)理裂隙特別發(fā)育，巖體破碎，完整性較差，在節(jié)理、裂隙較發(fā)育地段易形成較大規(guī)模的隱伏溶洞。上覆的文筆山組粉砂巖受區(qū)內構造影響，巖體極破碎，呈碎石狀，呈骨架接觸，少量泥質充填，其抗塌力低下。塌陷區(qū)的第四系覆層，主要為人工坡積含角礫粉質黏土，隨著土的顆粒變粗，其抗塌性降低；隨著含砂礫量的增加，其抗塌性降低；巖體結構越破碎，滲透性和導水性越好，其抗塌性越差。

（3）地質構造的影響。通過對塌陷區(qū)及其周邊區(qū)域進行地質測繪和高密度電法工作，對塌陷區(qū)構造及其特征作出推斷。在塌陷區(qū)布設了6 條測線，實際完成高密度電法483 個測點的數據采集工作，剖面總長為3 816 m，根據高密度電法反演成果推斷解釋了6 條斷裂，斷層賦水性及導水性強。受斷層影響，塌陷區(qū)內地層裂隙發(fā)育，裂隙未充填，巖體破碎，巖體呈碎石狀，巖塊間呈不規(guī)則接觸，為塌陷形成提供松散物質。因該區(qū)域斷層發(fā)育，導致區(qū)內基巖含水層具有很好的滲透性和導水性，地下水水位受大氣降水影響大，斷層特征見表2。

表2 斷裂推斷解釋一覽表

（4）地下水的影響。場地地下水活動與土洞的形成密切相關，地下水位的升降變化，使上部土體在地下水升降過程中反復漲縮，土體間的結合力及抗剪強度降低，形成松軟巖土體。地下水的頻繁變化活動作用使得地下水對松軟土體產生潛蝕、搬運作用，使得在巖土交界面處易發(fā)育土洞，當土洞發(fā)育至一定程度則易產生塌陷［5］。

（5）大氣降雨的影響。本次塌陷的誘因是長時間降雨（2018 年5 月～7 月降雨量一般30 mm/d～60 mm/d，最大降雨量450 mm/d），降雨對松散覆蓋層的巖土體，起到充水和軟化作用。在強降雨期間，地下水位迅速上升，浸泡洞頂巖土層，降低了洞頂破碎巖土體的抗塌力，地下水位的變動，產生滲透潛蝕作用，加快地下空洞的形成［2］。因地層破碎，賦水條件差，當降雨停止后，特別是長時間干旱（2018 年8 月～11 月），造成地下水位下降，形成真空吸蝕，將原有洞中松軟充填物帶走，形成空洞。地下水升降的反復作用，使原本就不穩(wěn)定的洞體頂板抗塌力降低，洞體上部巖土體在雨水作用下產生塌陷。

3.2 人為因素

塌陷區(qū)的人為工程活動，主要為人類灰?guī)r采礦活動，開采方式為硐采，在地下形成采空區(qū)。因早期采礦為淺地表硐采，形成的采空區(qū)分布較淺。上覆巖層風化嚴重，巖土體工程力學性能差，同時采礦活動溝通原有溶洞，在水的作用下使原已充填溶洞的充填物下泄，形成空溶洞，且不斷擴展，從而形成地面塌陷。

4 塌陷區(qū)地面塌陷穩(wěn)定性分析

塌陷區(qū)地處溶蝕—構造成因的低山坡地，巖溶發(fā)育程度為巖溶強烈發(fā)育區(qū)。塌陷已輕微充填改造，充填物疏松，呈流—軟狀態(tài)，地表水匯集入滲，地下水活動強烈，塌陷呈間歇性緩慢活動，現狀處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

根據塌陷點空間分布范圍以及數量分析，塌陷區(qū)巖溶塌陷的強度大，發(fā)育速度快，頻率較高；巖溶發(fā)育程度強，對巖溶塌陷的影響大；第四系覆蓋層對巖溶塌陷的影響強；地質結構對易發(fā)性的影響強；地下水對巖溶塌陷的影響強，根據1∶50000《巖溶塌陷調查規(guī)范》判定本區(qū)為巖溶塌陷易發(fā)性高。

根據因地面塌陷牽引所形成的周邊裂縫、塌陷點形態(tài)特征以及塌陷區(qū)巖土層的物理、力學性質分析，在現有塌陷點外圍存在潛在的塌陷面。如不采取有效治理措施，在大氣降水和地下水活動的作用下，有進一步塌陷的可能。

5 塌陷區(qū)地面塌陷發(fā)展變化趨勢

該塌陷主要是地下水活動導致土洞向上擴展形成的巖溶塌陷。根據塌陷邊緣和滑落面傾角以及巖土層的穩(wěn)定傾角分析，塌陷直徑有進一步擴大的可能。

6 結論

本文在對漳平市拱橋鎮(zhèn)隔頂村地面塌陷現場調查的基礎上，從巖溶洞隙發(fā)育、地層巖性、地質構造、大氣降雨、地下水和人為因素等方面綜合分析，得到結論如下：

（1）根據現場調查和工程鉆探結果，塌陷點有4 處，分別為1#塌陷、2#塌陷、3#塌陷和4#塌陷。本區(qū)塌陷規(guī)模為大型。

（2）塌陷主要是在不利的地層巖性、地質構造、大氣降雨、地下水和淺部人工采礦活動等自然因素和人為因素等共同作用下形成的，長時間降雨是本次的塌陷形成主要誘因。

（3）塌陷區(qū)目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，巖溶洞隙的穩(wěn)定性較差，地質環(huán)境復雜，巖溶塌陷易發(fā)性高。