王超鵬

1前言

2006年8月中旬，安溪縣湖上鄉(xiāng)陸陸續(xù)續(xù)下了幾場雨。雖然每場雨不是很大，但間隔不長。8月20日前后，安溪縣湖上村高邊橋及安仔一內(nèi)畬區(qū)域發(fā)現(xiàn)了幾處地面塌陷坑，這些塌陷坑分布在東西向長近800米，南北向?qū)捊?00米，面積達(dá)近30萬米2的范圍內(nèi)，其中，高邊橋區(qū)域近12萬米2，安仔一內(nèi)畬區(qū)域近18萬米2。地質(zhì)災(zāi)害的基本情況如下：

1、高邊橋區(qū)域：在該區(qū)域共發(fā)現(xiàn)有多個大小不一的塌陷坑，其中1個為2008年6月中旬4號臺風(fēng)時發(fā)生的，其余大都為舊塌陷坑。在塌陷坑周圍有多處民房受損；另外。該區(qū)域可見多處小滑坡。據(jù)調(diào)查，該區(qū)域發(fā)生大規(guī)模地面塌陷坑是在2001年4月以后。爾后這里被列為搬遷區(qū)，目前仍有少數(shù)人居住。

2、安仔-內(nèi)畬區(qū)域：該處地質(zhì)災(zāi)害的表現(xiàn)形式，一是發(fā)現(xiàn)有多個大小不等的塌陷坑；二是地表產(chǎn)生多條地裂縫或裂隙，走向大致近東西方向，并依次向南錯落；三是多幢民居的墻體及周圍地面發(fā)生開裂或底鼓等現(xiàn)象。

本人對以上區(qū)域發(fā)生地面塌陷的成因進(jìn)行淺析。并提出幾點對策(啟示)，以供居住區(qū)選址時借鑒。

2受災(zāi)區(qū)的地質(zhì)背景

2.1地形地貌特衍

整個受災(zāi)區(qū)座落在一座單面山坡上，東西長約400米。南北寬200米，呈南東走向。北高南低，南邊是湖珍溪。地形陡峻，最高山峰海拔標(biāo)高+656米，最低海拔標(biāo)高為湖珍溪+490米，坡度為30～50度。沖溝切割甚劇，水土流失嚴(yán)重，人工堆積物、滑坡、巖溶塌陷和滾石隨處皆是，地形遭受嚴(yán)重破壞。

2.2地質(zhì)概況

受災(zāi)區(qū)的基巖以不同時期的碳酸巖系為主。上部主要為下二疊統(tǒng)棲霞組。該組地層巖性上部為一套含燧石灰?guī)r和硅質(zhì)巖。易破碎成小顆粒；中部為一套質(zhì)純的微晶灰?guī)r，晶間孔隙、溶隙發(fā)育，易形成溶洞；下部為一套透輝石角巖。是主要隔水巖組，是形成溶洞的有利條件。下部為上石炭統(tǒng)船山組灰?guī)r。

基巖上部覆蓋一層5～20米厚的松散堆積層，松散堆積物主要為山坡上部下二疊統(tǒng)童子巖組泥巖垮落下來的殘坡積物和棲霞組頂部燧石灰?guī)r和硅質(zhì)巖風(fēng)化殘積物，以粘土、亞粘土、砂、碎石為主。

受災(zāi)區(qū)構(gòu)造相對復(fù)雜。區(qū)域上處于感德—長坑背斜的東翼，受北北東向構(gòu)造影響較為歷害。

2.3巖溶與水文地質(zhì)概況

受災(zāi)區(qū)地下水有孔隙水和巖溶水兩種。孔隙水賦存于上部松散堆積層中，由于受災(zāi)區(qū)底部有5個礦井在開采石灰石礦，礦井的疏干作用，已形成地下水下降漏斗。目前上部松散堆積層的孔隙已成為地表水和深部地下水的連通通道，不再是所謂的地下含水層。

巖溶水賦存于碳酸鹽巖的溶隙、溶孔、溶洞中。從礦井揭露的資料看，受災(zāi)區(qū)巖溶極為發(fā)育。溶洞與溶洞的間距不到100米，而且中上部石灰?guī)r中發(fā)育的溶洞大部份與上覆的松散堆積層溝通。隨著地下水位的下降。溶洞充填物的壓實。在地表上形成許多大小不一的塌陷坑。礦坑中經(jīng)常遇見突水、突泥現(xiàn)象。由于受災(zāi)區(qū)背靠高山，前臨河流，原來的地下水極為豐富，地下水逕流由北東向南西排泄，排泄條件好，因此在該區(qū)形成許多溶洞。隨著珍地至雪山一帶石灰?guī)r的開采水平不斷深入，礦井的疏干作用。形成較大的降水漏斗，整個受災(zāi)區(qū)變成一個大的海棉體，隨時會被壓實、塌陷。

3地質(zhì)災(zāi)害成因分析

3.1高邊橋區(qū)域

高邊橋區(qū)域塌陷坑等地質(zhì)災(zāi)害主要形成于2001年，大多為舊塌陷坑。塌陷坑的形成并導(dǎo)致民居受損的主要原因是：

受災(zāi)區(qū)的基巖(石灰?guī)r)中溶洞比較發(fā)育，其頂部松散的殘坡積覆蓋層。由于導(dǎo)水?dāng)鄬拥氖韪勺饔茫古c松散蓋層相溝通的溶洞發(fā)生溶洞塌陷或溶洞充填物的滑落現(xiàn)象，導(dǎo)致地面發(fā)生塌陷坑；再加上在淺部開采的D7、D8號礦硐開采石灰?guī)r礦，造成地下水降落漏斗范圍加大，上覆松散蓋層失去浮托力而失穩(wěn)，加快了致塌的速度。另凹凸不平的石灰?guī)r基巖面，使松散蓋層發(fā)生不均勻沉降，造成受災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)的民房破壞程度不一。連續(xù)降雨對松散蓋層的巖土體起到充水增重和軟化作用，加速了巖溶地面塌陷。今年6月份4、5號臺風(fēng)帶來的強(qiáng)降雨，也造成一些新的塌陷及新的地裂隙、裂縫。

總之，高邊橋區(qū)域地面塌陷的主要根源是房子建在一個隨時可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)體上，加上自然因素(如下雨)的影響，以及底部采礦活動促進(jìn)并加快了受災(zāi)區(qū)致塌的速度。

3.2安仔-內(nèi)畬區(qū)域

此處地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因與高邊橋區(qū)域大致相同。不過由于采礦方法及開采深度的不同，災(zāi)害發(fā)生的時間和嚴(yán)重程度有所不同。具體原因有以下幾方面：

1、受災(zāi)區(qū)頂部覆蓋層為松散狀下二疊統(tǒng)童子巖組泥巖的殘坡積物，厚度約35～55m；地面坡度25～35°。今年6月份4、5號臺風(fēng)帶來的強(qiáng)降雨，對松散蓋層的巖土體起到充水增重和軟化作用，使部分房屋前后邊坡發(fā)生滑動而引起的房屋損壞。

2、受災(zāi)區(qū)底部基巖為可溶性石灰?guī)r，不遠(yuǎn)處有向北流去的坡降比較大的小溪，灰?guī)r上界面高于當(dāng)侵蝕基準(zhǔn)面，因此溶洞發(fā)育是肯定的。溶洞的存在是巖溶地面發(fā)生塌陷的前提條件。

3、受災(zāi)區(qū)下部凹凸不平的石灰?guī)r基巖面。使得其上部的松散蓋層發(fā)生不均勻沉降，造成受災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)的民房受到不同程度的破壞。

4、該區(qū)下部石灰?guī)r礦的開采，一方面造成地下水漏斗的擴(kuò)大；另一方面，揭穿導(dǎo)水?dāng)鄬雍头忾]質(zhì)量很差(或未封閉)的鉆孔時，就對石灰?guī)r上覆的松散蓋層的地下水起到疏干作用，促進(jìn)并加快地面塌陷坑的形成并最終導(dǎo)致地面房屋的損壞。

4巖溶地面塌陷的形成機(jī)理

1、受災(zāi)區(qū)的基巖為可溶性石灰?guī)r，又處在河流的邊緣，所以溶洞發(fā)育，尤其是與松散蓋層溝通的溶洞在地表上已形成許多塌陷坑。這一條件是本次巖溶地面塌陷的基礎(chǔ)，即使這次沒有發(fā)生，將來也會發(fā)生，并且有可能擴(kuò)大受災(zāi)范圍。

2、受災(zāi)區(qū)頂部松散覆蓋層厚度在5～15米，巖性為山坡上的下二疊統(tǒng)童子巖組泥巖垮落下來的殘坡積物和棲霞組頂部的燧石灰?guī)r、硅質(zhì)巖的風(fēng)化殘積物。其厚度和巖性是巖溶地面塌陷的理想覆蓋層。

3、本次發(fā)生的塌陷坑和受災(zāi)較嚴(yán)重的地方正好處在一條導(dǎo)水?dāng)鄬由?，由于地下水通過該導(dǎo)水?dāng)鄬舆M(jìn)入與斷層溝通的巷道，然后疏干，引發(fā)已溝通松散蓋層的溶洞發(fā)生塌陷。

4、受災(zāi)區(qū)底部礦井開采石灰礦，疏干了地下水，造成地下水降落漏斗范圍加大，使得上覆松散蓋層失去浮托力而失穩(wěn)，加快了致塌的速度。加上本來就已凹凸不平的石灰?guī)r基巖面，剛軟相碰，使得受災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)的松散蓋層發(fā)生不均勻沉降。造成受災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)的民房破壞程度不一。

5、2006年4月15～20日的連續(xù)降雨對松散蓋層的巖土體起到充水增重和軟化作用，以及垂直滲透潛蝕作用，加速了巖溶地面塌陷。湖上—珍地一帶幾次地質(zhì)災(zāi)害都是發(fā)生在4～10月的雨季。

5幾點啟示

1、居住區(qū)建設(shè)前應(yīng)按照有關(guān)法規(guī)要求進(jìn)行工程地質(zhì)勘查，查明影響各建(構(gòu))筑物穩(wěn)定性的不利因素，并提出工程措施建議，為設(shè)計提供可靠依據(jù)。設(shè)計應(yīng)對不良地質(zhì)條件采取可靠的治理措施。

2、下列地段和地區(qū)不能選為居住區(qū)：

(1)地震斷層和設(shè)防烈度高于九度的地震區(qū)；

(2)有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害的地段；

(3)采礦陷落(錯動)區(qū)界限內(nèi)；

(4)爆破危險范圍內(nèi)；

(5)壩或堤決潰后可能淹沒的地區(qū)；

(6)IV級自重濕陷性黃土、厚度大的新近堆積黃土、高壓縮性的飽和黃土和III級膨脹土等工程地質(zhì)惡劣地區(qū)；

(7)具有開采價值的礦藏區(qū)。

3、居住區(qū)不能位于向大氣排放有害氣體、煙、霧、粉塵等有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)、廢料場及尾礦場全年最大頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。

4、居住區(qū)下部，不應(yīng)進(jìn)行采礦活動。如果必要采礦，必須進(jìn)行充分的安全技術(shù)論證，保證地表建(構(gòu))筑物的安全。

5、該地面塌陷區(qū)范圍內(nèi)，目前仍有少數(shù)人居住。應(yīng)抓緊進(jìn)行搬遷。

6、該區(qū)域內(nèi)淺部開采的石灰?guī)r礦都已關(guān)閉。塌陷區(qū)范圍內(nèi)的居民全部搬遷后，該區(qū)域內(nèi)的石灰?guī)r資源，就可得到開發(fā)利用。此礦產(chǎn)資源的開采，應(yīng)進(jìn)行資源整合、統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)規(guī)范、安全生產(chǎn)。

(編輯陳志華)