1. 对矿山的危害

岩溶地面塌陷可成为矿坑充水的诱发型通道，严重威胁矿山开采。

如淮南谢家集矿区，因矿井疏干排水，在1978年7月河底岩溶盖层很快产生塌陷，河水瞬间灌入地下、岸边的房屋也遭受破坏。湖北大门铁矿，1978年平巷突水引起沟河谷地面塌陷，出现70多个陷坑，河水因大量漏入地下而断流，岸边有4000m建筑物被毁，矿山专用铁路和高压输电线遭受破坏，造成近百万元的经济损失。

湖北武汉中南轧钢厂，因附近开采岩溶地下水，于1977年在该厂区内发生地面塌陷，形成5个陷坑，大者直径达16～22m，深8～10m，共造成1500t生产用煤和600t钢坯陷入地下。

2. 对城市建筑的危害

在城市地区，岩溶地面塌陷常常造成建筑物破坏、市政设施损毁。

如1981年5月8日发生在美国佛罗里达州Winter Park巨型塌陷，直径达106m、深30m，使街道、公用设施和娱乐场所遭受严重毁坏，损失超过400万美元。

1975年，辽宁省海城地区大地震诱发产生了大规模的岩溶地面塌陷。共出现陷坑200多处，直径一般3—4m，最大达10m，深几米至几十米不等。塌陷破坏了大量耕地，并造成个别民房倒塌。

1996年发生于桂林市市中心的体育场塌陷，虽然塌陷坑直径只有9.5m，深度也只有5m，但由于塌陷紧靠“小香港”商业街，造成整个商业街关闭15天，营业领损失近千万元。1997年11月11日，桂林市雁山区拓木镇岩溶塌陷共形成塌陷坑51个，影响面积达0.2km，使近100间民房受到破坏，直接损失达300多万元。

3．对道路交通的影响

位于云南省境内的贵昆铁路沿线自1965年建成通车以来，西段陆续发现岩溶地面塌陷。至1987年底，己发现场陷l17处。1976年7月7日在K606+475路段发生塌陷，塌陷坑长15m、宽6m、深5m，中断行车61小时40分；1979年9月1日在K534+0.24路段发生塌陷，陷坑长6m、宽2.5m、深3m，造成2502次列车颠覆，断道14小时25分。仅这两次塌陷造成的直接经济损失就达3000万元。

辽宁省瓦房店三家子岩溶地面塌陷发生于1987年8月8日，范围1.2km，共有大小陷坑25个，一般坑长20～40m，宽5～35m。塌陷使长春一大连铁路约20m长路基遇到破坏，累计停运8小时5分。一些通讯设施及农田被毁，44间民房开裂，6NR水并干枯。

4对坝体的影响

1962年9月29日晚，云南省个旧市云锡公司新冠选矿厂火谷都尾矿坝因岩溶地面塌陷突然发生垮塌，坝内150×10m泥浆水奔腾而出，冲毁下游农田5.3km和部分村庄、公路、桥梁等，造成174人死亡，89人受伤。

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八、岩溶地面塌陷的监测预报

岩溶地面塌陷的产生在时间上具有突发性，在空间上具有隐蔽性，因此，对岩溶发育地区难以采取地面监测手段进行塌陷监测和时空预报。美国学者Benson等曾在北卡罗来纳州威明顿西南部的一条军用铁路沿线进行过地质雷达探测溶洞并进行预报的试验。该项工作从1984年开始，共历时3年。试验中，每隔半年用地质雷达以相同的频率（80MHz）、相同的牵引速度沿1113m的铁路线扫描一次，通过不同时间探测结果的对比，固定扰动点并做出预报。结果表明，地质雷达因能提供具高度可重复性的监测资料，完全可以达到对塌陷进行长期监测的目的。然而，由于地质雷达设备昂贵，探测成本较高，难以在监测中广泛应用。此外，可用于岩溶地面塌陷的探测方法和仪器还有浅层地震、电磁波、声波透视（CT）等。

近年来，地理信息系统（GIS）技术的应用，使得岩溶地面塌陷危险性预测评价上升到一个新的水平。利用GIS的空间数据管理、分析处理和建模技术，对潜在塌陷危险性进行预测评价，已经取得了良好的效果（雷明堂等，1998）。但这些预测方法多局限于对研究区潜在场陷的危险性分区，并没有解决塌陷的发生时间和空间位置的预测预报问题。某些可引起岩溶水压力发生突变的因素，如振动、气体效应等，有时也可成为直接致塌因素，甚至在通常情况下不会发生塌陷的地区出现岩溶地面塌陷。因此，如何进行岩溶地面塌陷的时空预测预报已成为岩溶地面塌陷灾害防治研究中的前沿课题。 九、岩溶地面塌陷灾害的防治措施

（一）控水措施

要避免或减少地面塌陷的产生，根本的办法是减少岩溶充填物和第四系松散土层地下水侵蚀、搬运。

1．地表水防水措施

在潜在的塌陷区周围修建排水沟，防止地表水进入塌陷区，减少向地下的渗入量。在地势低洼、洪水严重的地区围堤筑坝，防止洪水灌入岩溶孔洞。

对塌陷区内严重淤塞的河道进行清理疏通，加速泄流，减少对岩溶水的渗漏补给。对严重漏水的河溪、库塘进行铺底防漏或者入工改道，以减少地表水的渗入。对严重漏水的塌陷洞隙采用粘土或水泥灌注填实，采用混凝土、石灰土、水泥土、氯丁橡胶、玻璃纤维涂料等封闭地面，增强地表土层抗蚀强度，均可有效防止地表水冲剧入渗。

2. 地下水控水措施

根据水资源条件规划地下水开采层位、开采强度和开采时间，合理开采地下水。在浅部岩溶发育、并有洞口或裂隙与覆盖层相连通的地区开采地下水时，应主要开采深层地下水，将浅层水封住，这样可以避免地面塌陷的产生。在矿山疏干排水时，在预测可能出现塌陷的地段，对地下岩溶通道进行局部注浆或帐幕灌浆处理，减小矿井外围地段地下水位下降幅度，这样既可避免塌陷的产生，也可减小矿坑涌水量。

开采地下水时，要加强动态观测工作，以此用来指导合理开采地下水，避免产生岩溶地

面塌陷。必要时进行人工回灌，控制地下水水位的频繁升降，保持岩溶水的承压状态。在地下水主要径流带修建堵水帷幕，减少区域地下水补给。在矿区修建井下防水闸门，建立有效的排水系统，对水量较大的突水点进行注浆封闭，控制矿井突水、溃泥。

（二）工程加固措施 1．清除填堵法

常用于相对较浅的塌坑或埋藏浅的土洞。首先清除其中的松土，填人块石、碎石形成反滤层，其上覆盖以粘土井夯实。对于重要建筑物，一般需要将坑底与基岩面的通道堵塞，可先开挖然后回填混凝土或设置钢筋混凝土板，也可灌浆处理。

2．跨越法

用于比较深大的塌陷坑或土洞。对于大的塌陷坑，当开挖回填有困难时，一般采用梁板跨越，两端支承在坚固岩、土体上的方法。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，避免塌陷危害。对道路路基而言，可选择塌陷坑直径较小的部位，采用整体网格垫层的措施进行整治。若覆盖层塌陷的周围基岩稳定性良好，也可采用桩基栈桥方式使道路通过。

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。通常利用10~12t的夯锤对土体进行强力夯实，可压密塌陷后松软的上层或洞内的回填土、提高土体强度，同时消除隐伏上洞和松软带，是一种预防与治理相结合的措施。

4．钻孔充气法

随着地下水位的下降，溶洞空腔小的水气压力产生变化、经常出现气爆或冲爆塌陷，因此，在查明地下岩溶通道的情况下、将钻孔深入到基岩面下溶饱裂隙或溶洞的适当深度，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、填充岩济孔洞或缝隙、隔断地下水流通道，达到加固建筑物地基目的。灌注材料上要是水泥、碎料（砂、矿渣等）和速凝剂（水玻璃、氧化钙）等。

6．深基础法

对于一些深度较大，跨越结构无能为力的土洞、塌陷，通常采用桩基工程，将荷载传递到基岩上。

7．旋喷加固法

在浅部用旋喷桩形成“硬壳层”，在其上再设置筏板基础。“硬壳层”厚度根据具体地质条件和建筑物的设计而定，—般10~20m即可。

（三）非工程性的防治措施

1．开展岩溶地面塌陷风险评价

当前、岩溶地面塌陷评价只局限于根据其主要影响因素和由模型试验获得的临界条件进行潜在塌陷危险性分区，这对岩溶地面塌陷防治决策而言是远远不够的。因此，在岩溶地面塌陷评价中、需开展环境地质学、土木工程学、地理学、城市规划与社会经济学等多领域、多学科协作，对潜在塌陷的危险性、生态系统的敏感性、经济与社会结构的脆弱性进行综合分析，才能达到对岩溶地面塌陷进行风险评价的目的。

2．开展岩溶地面塌陷试验研究

开展室内模拟试验，确定在不同条件下岩溶地面塌陷发育的机理、主要影响因素以及塌陷发育的临界条件，进—步揭示岩溶地面塌陷发育的内在规律、为岩溶地面塌陷防治提供理论依据。

3．增强防灾意识，建立防灾体系

广泛宣传岩溶地面塌陷灾害给人民生命财产带来的危害和损失，加强岩溶地面塌陷成因和发展趋势的科普宣传。在国土规划、城市建设和资源开发之前，要充分论证工程环境效应，预防人为地质灾害的发生。

建立防治岩溶地面塌陷灾害的信息系统和决策系统。在此基础上，按轻重缓急对岩溶地面塌陷灾害开展分级、分期的整治计划。同时，充分运用现代科学技术手段，积极推广岩溶地面塌陷灾害综合勘查、评价、预测预报和防治的新技术与新方法，逐步建立岩溶地面塌陷灾害的评估体系及监测预报网络。

思考题：

1、地面沉降的是如何产生和形成的，起分布特征及分布规律有哪些？ 2、滑坡是怎样形成的，需怎样监测和防治滑坡？ 3、地面塌陷的发育需具备那些条件？其危害有哪些？ 4、地面沉降、滑坡、泥石流、地面塌陷具备那些相关性？

本章讨论的主题及要求：

主题： 淮南矿区地质灾害类型及其防治措施。

要求：（1）课前查阅相关资料，理清关于主题的知识内容体系； （2）请2位同学大体上介绍自己的认识，时间为10分钟； （3）围绕主题，由指导老师组织，结合同学认识开展讨论。