王忠忠，黃文龍，莊卓涵，胡飛躍，劉廣寧

（1.廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州 510080；2.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北武漢 430205）

0 引言

近幾十年來，隨著極端氣候和人類工程建設(shè)活動(dòng)影響，我國巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，引起社會(huì)的廣泛重視（雷明堂和蔣小珍，1998；張麗芬等，2007；蒙彥等，2019）。作為珠江三角洲中心城市的廣州市，巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害成為該地區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害類型之一。由于巖溶塌陷隱蔽性、突發(fā)性的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民群眾日常生活，2007～2012 年僅在廣州市白云區(qū)金沙洲地區(qū)共發(fā)生了24 處巖溶塌陷、21 處地面沉降，形成7 個(gè)地面沉降區(qū)域，受災(zāi)影響面積約1.73 km2，部分樓房發(fā)生傾斜、變形和開裂，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約2.79 億元（黃健民等，2017）。廣州市巖溶塌陷方面的研究比較深入，研究區(qū)域主要聚焦在廣花盆地巖溶發(fā)育區(qū)（蒙彥，2020；周心經(jīng)等，2021；易順民等，2021）、金沙洲（蒙彥等，2018；賈龍，2021；李卓駿等，2021）和大坦沙（Jia et al.，2018；盧薇和易順民，2021；王忠忠等，2022）巖溶發(fā)育區(qū)等，而在北部丘陵山區(qū)巖溶塌陷相關(guān)研究鮮有涉及；在《廣州市國土空間總體規(guī)劃（2018～2035 年）》草案和《廣州市從化區(qū)國土空間總體規(guī)劃（2021～2035 年）》草案中將從化區(qū)鰲頭鎮(zhèn)、良口鎮(zhèn)、呂田鎮(zhèn)等北部丘陵山區(qū)規(guī)劃為山地生態(tài)片區(qū)和生態(tài)公園地區(qū)。因此，本文重點(diǎn)分析北部丘陵山區(qū)巖溶塌陷發(fā)育地質(zhì)背景、發(fā)育現(xiàn)狀和特征，以及分析巖溶塌陷地質(zhì)模式并提出防治措施建議，為防控巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害提供地質(zhì)基礎(chǔ)，服務(wù)于國土空間規(guī)劃建設(shè)和當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興示范區(qū)建設(shè)。

1 地質(zhì)環(huán)境概況

廣州北部的鰲頭鎮(zhèn)、良口鎮(zhèn)、呂田鎮(zhèn)地區(qū)位于南嶺山系南麓，山形起伏；地貌以低山丘陵為主，地勢總體上北高南低（圖1a）；水系發(fā)育，主要有流溪河、呂田河、黃羅河等；雨量充沛，多年平均降雨量為1 696.5 mm，集中在4～9 月。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，分布廣泛，其次是泥盆系、石炭系、三疊系、白堊系及第四系地層（圖1b）；先后主要經(jīng)歷了海西-印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)及喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)等多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，斷裂十分發(fā)育。研究區(qū)處于北東向廣從斷裂帶與東西向佛岡-豐良斷裂帶交匯處，地質(zhì)構(gòu)造控制了碳酸鹽巖呈條帶狀隱伏于山間洼地（圖1c），偶有出露。碳酸鹽巖巖性主要為石磴子組（C1?）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，局部地段含生物碎屑、泥質(zhì)或炭質(zhì)；長垑組（D3C1cl）灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖；天子嶺組（D3t）中厚層塊狀灰?guī)r，局部地段白云質(zhì)灰?guī)r較多或含較多炭質(zhì)、泥質(zhì)。受周圍巖體影響，碳酸鹽巖在巖體附近垂向上呈現(xiàn)灰?guī)r-大理巖化灰?guī)r-大理巖的分帶特征，大理巖與灰?guī)r的過渡多呈火焰狀交錯(cuò)的過渡關(guān)系。

圖1 研究區(qū)地勢圖（a）、地質(zhì)簡圖（b）及地質(zhì)剖面圖（c）Fig.1 Topography （a），geological sketch （b） and geological profile （c） of the study area

2 巖溶塌陷發(fā)育特征

研究區(qū)巖溶發(fā)育，第四系覆蓋層較薄，同時(shí)地下水活動(dòng)強(qiáng)烈和人類工程活動(dòng)劇烈，這些都滿足了巖溶塌陷形成發(fā)育的必要條件（雷金山等，2009；陳亮晶等，2014）。據(jù)2016～2018年開展的1∶50000鰲頭圩幅、良口圩幅、呂田圩幅環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作成果①②③，研究區(qū)累計(jì)發(fā)生巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害35處（表1）。巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害已成為廣州北部山間盆地主要的地質(zhì)災(zāi)害之一。

表1 巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害特征統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of karst collapse

2.1 巖溶塌陷空間分布特征

廣州北部丘陵山區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害的分布相對集中，其分布與地貌條件、地層巖性及構(gòu)造、人類工程活動(dòng)等關(guān)系密切。地貌上，巖溶塌陷均發(fā)生在隱伏巖溶區(qū)的巖溶洼地內(nèi)，其中15 處塌陷點(diǎn)（占42.86%）分布在鰲頭鎮(zhèn)中塘-大氹地區(qū)（圖2a），9 處塌陷點(diǎn)（占25.71%）分布在良口鎮(zhèn)石嶺地區(qū)（圖2b），11 處塌陷點(diǎn)（占31.43%）分布在呂田鎮(zhèn)安山、水埔-聯(lián)豐地區(qū)（圖2c）。地質(zhì)條件上，巖溶塌陷點(diǎn)均分布在隱伏碳酸鹽巖地層為石磴子組和長垑組地區(qū)，地層所在區(qū)域已發(fā)的塌陷點(diǎn)分別為24 處（占68.57%）和11處（占31.43%），主要由于兩套地層的巖石化學(xué)組分中CaO 含量較高，分別32.52%～54.09% 和30.65%～54.29%，同時(shí)受廣從斷裂帶、佛岡-豐良斷裂帶影響，巖溶發(fā)育，鉆孔見洞率達(dá)45.42%～57.89%。人類工程活動(dòng)上，29 處塌陷點(diǎn)分布在礦山開采區(qū)影響范圍內(nèi)，占82.86%，其余比較零散。

圖2 廣州北部丘陵地區(qū)巖溶塌陷空間分布圖Fig.2 Spatial distribution of karst collapse in hilly area of northern Guangzhou

另外，在某些塌陷區(qū)，受特定誘發(fā)因素影響，巖溶塌陷又有反復(fù)性，即同一處巖溶塌陷形成新的塌陷或者是原先塌陷的復(fù)活，如呂田鎮(zhèn)安山村塘田巖溶塌陷TX29，受臺風(fēng)“艾云尼”帶來連續(xù)強(qiáng)降雨影響，導(dǎo)致在原塌陷坑（TX28）發(fā)生二次塌陷，且陷坑直徑擴(kuò)大化。

2.2 巖溶塌陷時(shí)間分布特征

從20 世紀(jì)50～60 年代至今，研究區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害在年際尺度上時(shí)有發(fā)生（圖3a），具有持續(xù)性。雖然發(fā)生巖溶塌陷的時(shí)間間隔不定，但可以大體劃分出兩個(gè)高峰期，即1994～2008 年和2014～2018 年。在1994～2008 年期間共計(jì)發(fā)生巖溶塌陷23 次，占研究區(qū)巖溶塌陷總數(shù)的65.71%，該時(shí)期大理石礦山開采興盛，開采活動(dòng)頻繁且強(qiáng)度較大，巖溶塌陷誘發(fā)因素主要為礦山抽排地下水（17 次）和地下平巷突水（5 次）的人為活動(dòng)引起的，占該時(shí)期塌陷的95.65%。為響應(yīng)廣州市政府節(jié)能減排政策，廣州市從化區(qū)在2009 年全面關(guān)停小礦山，2009～2013年巖溶塌陷發(fā)生幾率趨于零。2014～2018年高峰期共計(jì)9 次，占區(qū)內(nèi)塌陷總數(shù)的25.71%，這時(shí)期在極端氣象條件下，以自然因素誘發(fā)的塌陷為主（5次），其余為以深水井抽水和農(nóng)機(jī)/交通工具振動(dòng)的人為活動(dòng)因素誘發(fā)塌陷（各2次）。

圖3 巖溶塌陷發(fā)生時(shí)間頻次圖Fig.3 Frequency diagrams of karst collapse

巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害在月際尺度上具有周期性，主要發(fā)生于豐水期和枯水期（圖3b）。在4～8月的豐水期發(fā)生塌陷8 次，占有月份記錄巖溶塌陷的47.06%，其間塌陷次數(shù)隨著降雨量的多少而變化（降雨量數(shù)據(jù)來源于廣州統(tǒng)計(jì)年鑒從化站2002～2021年20年月均降雨量）；在12月～來年3月的枯水發(fā)生塌陷7 次，占有月份記錄巖溶塌陷的41.18%。該時(shí)期地下水特點(diǎn)是水位波動(dòng)幅度較大，枯水期和豐水期的地下水水位都處于一個(gè)極值（高/低）狀態(tài)，在強(qiáng)降雨或者抽排地下水過程中，水位迅速上升或下降形成的水力梯度值大于土體臨界水力梯度值時(shí)，易導(dǎo)致巖溶地面塌陷的發(fā)生，而外力（如振動(dòng)等）將加速塌陷的形成。

2.3 巖溶塌陷形態(tài)特征與規(guī)模

研究區(qū)內(nèi)的巖溶塌陷均為碳酸鹽巖型的土層塌陷。塌陷坑一般呈單坑形式，部分塌陷坑為多坑，但數(shù)量小于5 處；塌陷坑直徑一般在0.5～9.2 m，個(gè)別直徑（長軸）達(dá)到31.0 m，下陷深度0.5～10.0 m；平面上，塌陷坑以圓形為主（94.29%），偶呈橢圓形；剖面上，以塌陷中后期的圓柱狀為主（74.29%），其次為碟狀（14.29%）和壇狀（11.42%）。另外，由地下平巷突水誘發(fā)的塌陷部分伴生有地面裂縫，如良口鎮(zhèn)石嶺塌陷（TX16）形成多條裂縫，最大縫寬0.2 m，延伸十余米。

按《1∶50000 巖溶塌陷調(diào)查規(guī)范（征求意見稿）》中巖溶塌陷的直徑、數(shù)量和影響范圍來劃分，研究區(qū)巖溶塌陷規(guī)模以小型為主，大型和中型塌陷僅各一處，分別為良口鎮(zhèn)石嶺塌陷群（TX16等）和鰲頭鎮(zhèn)中塘北西塌陷（TX08）。

2.4 巖溶塌陷誘發(fā)因素與危害

巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素一般可以概括為自然因素和人為因素（徐貴來，2016）。研究區(qū)巖溶塌陷以人為因素誘發(fā)為主，自然因素誘發(fā)為次（表2），其占比分別為74.28%、14.29%。人為誘發(fā)因素中抽排地下水和平巷突水因素誘發(fā)的塌陷占68.57%，抽排地下水因素誘發(fā)的塌陷主要分布在鰲頭鎮(zhèn)大氹、中塘、龍角以及呂田鎮(zhèn)草鋪、聯(lián)豐地區(qū)，發(fā)生時(shí)期主要為2009年關(guān)停小礦山之前（2014年有兩處巖溶塌陷誘發(fā)因素為深水井抽取地下水），平巷突水因素誘發(fā)的塌陷集中在良口鎮(zhèn)石嶺地區(qū)（2003～2005 年）；人為振動(dòng)因素占比5.71%，該類塌陷也分布在良口鎮(zhèn)石嶺地區(qū)；自然因素的強(qiáng)降雨因素和自然因素發(fā)生比重較小，但已成為近年來主要的巖溶塌陷誘發(fā)因素。另外，由于部分塌陷發(fā)生時(shí)間較久，其塌陷成因等信息不明。

表2 巖溶塌陷誘發(fā)因素分類Table 2 Classification of induced factors of karst collapse

丘陵山區(qū)的隱伏巖溶區(qū)地勢平坦，是鄉(xiāng)村居住商貿(mào)集聚區(qū)，也是鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要的農(nóng)用地分布區(qū)，因此巖溶塌陷造成一定的危害，主要有兩種類型。危害一是巖溶塌陷影響范圍在鄉(xiāng)村集聚區(qū)內(nèi)，造成地表多處建筑損壞，墻體產(chǎn)生裂縫、房屋下沉、地基掏空（圖4）等，如鰲頭鎮(zhèn)中塘村長期的礦山抽排地下水引起的巖溶塌陷，造成村屋墻體發(fā)育多處裂縫，最寬達(dá)3.0～13.0 cm，損毀房屋數(shù)十間，甚至部分房屋下沉；危害二是巖溶塌陷發(fā)生在耕地等農(nóng)用地中，形成的坑洞對于當(dāng)?shù)厝罕姷霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生命財(cái)產(chǎn)安全都是潛在威脅。目前部分巖溶塌陷引起的建筑損毀和耕地破壞已得到相關(guān)治理。

圖4 巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害引發(fā)的危害（鰲頭鎮(zhèn)）Fig.4 Hazards caused by karst collapse geological disasters（Aotou Town）

3 巖溶塌陷地質(zhì)模式

巖溶塌陷的形成機(jī)理比較復(fù)雜（肖攀等，2015；涂婧等，2018；鄭曉明等，2019），目前研究主要認(rèn)為有潛蝕效應(yīng)、垂直滲壓效應(yīng)、真空吸蝕效應(yīng)、失托增荷效應(yīng)、壓強(qiáng)差效應(yīng)、氣爆效應(yīng)、振動(dòng)效應(yīng)、荷載效應(yīng)等（陳國亮，1994；鄭小戰(zhàn)，2010）。巖溶塌陷的形成發(fā)展往往是一種或多種效應(yīng)疊加作用的結(jié)果，研究區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)模式主要有潛蝕效應(yīng)致塌，潛蝕、失托增荷和吸蝕效應(yīng)疊加致塌，潛蝕和振動(dòng)效應(yīng)疊加致塌和潛蝕和垂直滲壓效應(yīng)疊加致塌四種類型。

3.1 潛蝕效應(yīng)致塌

該地質(zhì)模式形成的塌陷主要是抽排地下水誘發(fā)的巖溶塌陷，以鰲頭鎮(zhèn)中塘村巖溶塌陷（TX04等）最為典型。中塘村塌陷區(qū)下伏基巖巖性為石磴子組（C1?）灰?guī)r，巖溶非常發(fā)育且發(fā)育有土洞，單孔線巖溶率達(dá)61.05%（鉆孔ATXG08）；土層結(jié)構(gòu)以巖性為粉質(zhì)黏土或含碎石黏性土的單層結(jié)構(gòu)為主，土層厚度7.70～18.20 m；位于山前地下水補(bǔ)給區(qū)和可溶巖與非可溶巖接觸帶，地下水交替循環(huán)迅速。地下水在徑流過程中，細(xì)小土顆粒體隨水流沿溶蝕裂隙、溶洞等巖溶通道進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)移而發(fā)生潛蝕效應(yīng)。當(dāng)?shù)V坑抽排地下水時(shí)，地下水水位的波動(dòng)使水力梯度值大于底部土層臨界水力梯度值，潛蝕效應(yīng)增強(qiáng)，巖面上土體掏空形成土洞（圖5a）。由于土體較薄且力學(xué)性質(zhì)差，當(dāng)持續(xù)抽排地下水，土洞進(jìn)一步擴(kuò)大到頂板距地面一定厚度后，上覆土體由于自身重力作用發(fā)生失穩(wěn)造成塌陷，上覆建筑物受到損毀（圖5b）。

圖5 潛蝕效應(yīng)致塌地質(zhì)模式圖（鰲頭鎮(zhèn)中塘村）Fig.5 Geological models of karst collapse caused by subsurface erosion effect （ Zhongtang Village， Aotou Town ）

3.2 潛蝕、失托增荷和吸蝕效應(yīng)疊加致塌

該地質(zhì)模式形成的塌陷主要是礦山地下平巷突水誘發(fā)的巖溶塌陷，以良口鎮(zhèn)石嶺村高龍圍巖溶塌陷（TX16等）最為典型。高龍圍塌陷區(qū)下伏基巖巖性為石磴子組（C1?）灰?guī)r，受構(gòu)造影響發(fā)育兩條北西向巖溶強(qiáng)發(fā)育帶，單孔線巖溶率1.80%～74.23%，并發(fā)育土洞；土層結(jié)構(gòu)以巖性為黏性土-砂性土-黏性土的多層結(jié)構(gòu)為主，土層厚度10.90～23.30 m；地下水與大氣降水響應(yīng)度高，水力交替循環(huán)強(qiáng)烈。在石嶺礦山地下開采期間，地下平巷中大量抽排地下水時(shí)，多層結(jié)構(gòu)且厚度相對較薄的土體在地下水波動(dòng)過程中長期受到潛蝕（圖6a），局部土體掏空發(fā)育成土洞，隨著地下水波動(dòng)，土洞持續(xù)擴(kuò)大。在地下平巷突水發(fā)生后，區(qū)域地下水位驟然下降發(fā)生失托增重效應(yīng)（圖6b），消減了對上覆土層或土洞頂板的浮托力，使上覆土層或土洞失穩(wěn)、坍塌；地下水快速流動(dòng)帶走巖溶土洞中的充填物，使巖溶土洞的內(nèi)應(yīng)力受到破壞；同時(shí)，由于區(qū)域地下水突降，地下水由承壓迅速轉(zhuǎn)為無壓，在巖溶空腔里的水氣形成了負(fù)壓，對蓋層產(chǎn)生了附加吸力，使蓋層物質(zhì)遭到吸蝕剝落并被水流搬運(yùn)，從而導(dǎo)致地面塌陷和地面變形，繼而發(fā)生地面下沉和房屋開裂。

圖6 潛蝕、失托增荷和吸蝕效應(yīng)疊加致塌地質(zhì)模式圖（良口鎮(zhèn)石嶺村）Fig.6 Geological models of karst collapse caused by the superposition of latent erosion， load increase and suction erosion effect（ Shiling Village， Liangkou Town ）

3.3 潛蝕和振動(dòng)效應(yīng)疊加致塌

該地質(zhì)模式形成的塌陷主要是人工振動(dòng)誘發(fā)的塌陷，以良口鎮(zhèn)石嶺中元崗塌陷（TX17）最為典型。中元崗塌陷區(qū)地質(zhì)條件與高龍圍塌陷區(qū)基本相同。上述礦山地下平巷突水造成礦山地下采空區(qū)與礦區(qū)巖溶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相溝通，在后期降水等多種條件下導(dǎo)致水位波動(dòng)，發(fā)生潛蝕效應(yīng)，在巖面上發(fā)育形成土洞或使原有土洞擴(kuò)大（圖7a）。人類農(nóng)耕活動(dòng)中拖拉機(jī)的機(jī)械振動(dòng)形成振動(dòng)效應(yīng)，導(dǎo)致土洞上覆多層結(jié)構(gòu)的土體發(fā)生黏性土觸變或砂土液化，其強(qiáng)度降低；地表水田蓄水使上覆土層充水，含水量增大，重度增加，自重力也增加；加之土層厚度相對較薄，土洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性極易失穩(wěn)破壞，造成地面塌陷（圖7b）。

圖7 潛蝕和振動(dòng)效應(yīng)疊加致塌地質(zhì)模式圖（良口鎮(zhèn)石嶺村中元崗）Fig.7 Geological models of karst collapse caused by the superposition of latent erosion and vibration effect（ Zhongyuangang，Shiling Village， Liangkou Town ）

3.4 潛蝕和垂直滲壓效應(yīng)疊加致塌

該地質(zhì)模式形成的塌陷主要是自然（強(qiáng)降雨）誘發(fā)巖溶塌陷，以呂田鎮(zhèn)安山村旱田巖溶塌陷（TX29）最為典型。旱田塌陷為復(fù)活塌陷，其下伏基巖巖性為長垑組（D3C1cl）灰?guī)r，溶蝕強(qiáng)烈，巖溶發(fā)育，單孔線巖溶率55.69%（LTGC02）；土層結(jié)構(gòu)以巖性為回填土的單層結(jié)構(gòu)為主，厚度較薄，小于10 m；塌陷區(qū)處于山前地下水補(bǔ)給區(qū)，且在水口斷裂影響帶上，是地下水強(qiáng)徑流帶，易發(fā)生潛蝕效應(yīng)形成土洞且不斷擴(kuò)大（圖8a）。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)降水時(shí)，地表水入滲補(bǔ)給地下水，對土顆粒施加垂向滲透壓力（圖8b）；塌陷坑內(nèi)土體主要是土體力學(xué)性質(zhì)較差的砂石回填土，由于雨勢大且作用時(shí)間較長，地下水水位驟升，當(dāng)垂直滲透壓力大到超過閾值時(shí)，疊加潛蝕效應(yīng)，土洞上覆土層結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致巖溶塌陷（圖8c）。

圖8 潛蝕和垂直滲壓效應(yīng)疊加致塌地質(zhì)模式圖（呂田鎮(zhèn)安山村）Fig.8 Geological models of karst collapse caused by superposition of subsurface erosion and vertical seepage pressure effect （ Anshan Village， Lütian Town ）

4 巖溶塌陷防治措施

根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件和巖溶塌陷特征及形成機(jī)理，結(jié)合發(fā)展規(guī)劃，把防治工作重心放在巖溶塌陷高易發(fā)的人口密集區(qū)、重要工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)，防治分為上層決策方面和工程技術(shù)方面。

4.1 上層決策方面防治措施

以保護(hù)、改善生態(tài)環(huán)境條件為前提，鄉(xiāng)鎮(zhèn)功能區(qū)劃布局要根據(jù)巖溶塌陷地質(zhì)環(huán)境條件及城鎮(zhèn)功能、產(chǎn)業(yè)分區(qū)要求合理布局。研究區(qū)的生態(tài)旅游、生態(tài)農(nóng)業(yè)示范基地、物流園區(qū)等在規(guī)劃建設(shè)過程中，需要建立各相關(guān)職能部門協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，在規(guī)劃、審批、設(shè)計(jì)、施工各環(huán)節(jié)充分發(fā)揮其監(jiān)督管理作用，對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防在不同階段得以體現(xiàn)。健全巖溶塌陷專業(yè)監(jiān)測和群測群防結(jié)合的監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急反饋機(jī)制，聯(lián)網(wǎng)搭建監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)。重視巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害防治知識的宣傳與普及，提高群眾對巖溶塌陷的認(rèn)識，形成全社會(huì)廣泛參與的聯(lián)動(dòng)體系。

4.2 工程技術(shù)方面防治措施

在查明巖溶塌陷的規(guī)模、分布特征以及塌陷的誘發(fā)因素及機(jī)理的基礎(chǔ)上，對巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害開展工程措施防治，并遵循“以防為主，治理為輔”原則。

在鰲頭鎮(zhèn)大氹村湴汾-大龍里、良口鎮(zhèn)石嶺高龍圍-樓山下和呂田鎮(zhèn)安山村-草埔村南部山前地帶等存在巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害隱患的地區(qū)加強(qiáng)專業(yè)監(jiān)測，利用光纖傳感技術(shù)（蔣小珍等，2006）、水氣壓力（李瑜等，2005；蔣小珍和雷明堂，2018）、地球物理勘探（劉偉等，2019；劉道涵等，2022；梁東輝等，2023）等技術(shù)方法監(jiān)測，并指派專人定期進(jìn)行巡視，強(qiáng)降水期間加密巡視頻率；合理規(guī)范人類工程活動(dòng)作用的形式與強(qiáng)度，嚴(yán)控抽排地下水，做好地表水排放，防止地表水下滲潛蝕土體，做好各類工程施工排水工作，防止排水誘發(fā)巖溶塌陷，做好工程震動(dòng)監(jiān)測、評估工作，防止工程施工或動(dòng)力基礎(chǔ)與機(jī)械振動(dòng)等誘發(fā)地面塌陷；利用新技術(shù)新方法（Chen et al.，2020；蒙彥等，2020；鄒連慶等，2023）加強(qiáng)巖溶塌陷預(yù)警預(yù)測方法研究，提升預(yù)警能力。

對于深度較淺的小型塌陷坑、土洞和溶洞，工程處理措施以簡易回填為主，回填時(shí)采用碎石或石塊先大塊后小塊填堵夯實(shí)，防止塌陷復(fù)活（徐文，1991）；對于規(guī)模中等的塌陷坑、土洞、溶洞，可采用地面回填、夯實(shí)、灌漿封堵或跨越法等綜合治理（錢建平，2007；鄧啟江等，2009；楊朋，2023）；對于深度較深、范圍較大、危害較大的大規(guī)模塌陷、土洞、溶洞，則需采用回填封堵、壓力灌漿、強(qiáng)夯、旋噴、錨桿、鋼管樁穿越及地表水疏、排、圍、改等方法綜合治理（杜宇本等，2021；吳遠(yuǎn)斌等，2021；湯振，2022）。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)累計(jì)已發(fā)生巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害35處，受地貌、地層巖性及構(gòu)造、人類工程活動(dòng)等影響，空間分布上具有集中性和反復(fù)性特征；按年際和月際尺度看，時(shí)間分布上具有持續(xù)性和周期性特點(diǎn)。巖溶塌陷均為碳酸鹽巖型的小型土層塌陷，其形態(tài)一般呈單坑形式，平面上以圓形為主；剖面上圓柱狀為主，部分伴生有地面裂縫。

（2）巖溶塌陷以人為因素誘發(fā)為主，自然因素誘發(fā)為次；人為誘發(fā)因素中又以抽排地下水和平巷突水因素誘發(fā)的塌陷為主，其次為人為振動(dòng)因素誘發(fā)的塌陷。近年來，自然因素已成為主要的巖溶塌陷誘發(fā)因素。巖溶塌陷危害主要為建筑損壞和農(nóng)田破壞，潛在威脅當(dāng)?shù)厝罕姷霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生命財(cái)產(chǎn)安全。

（3）廣州北部丘陵山區(qū)主要有四種巖溶塌陷地質(zhì)模式：潛蝕效應(yīng)致塌模式，潛蝕、失托增荷和吸蝕效應(yīng)疊加致塌模式，潛蝕和振動(dòng)效應(yīng)疊加致塌模式和潛蝕和垂直滲壓效應(yīng)疊加致塌模式。

（4）從上層決策和工程技術(shù)角度提出了巖溶塌陷防治措施，為打造廣州北部生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)、建設(shè)美麗宜居嶺南鄉(xiāng)村和鄉(xiāng)村振興示范區(qū)提供地質(zhì)科學(xué)依據(jù)。

［注 釋］

① 廣東省地質(zhì)調(diào)查院.2019.珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶梧州-肇慶先行試驗(yàn)區(qū)1∶5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（良口圩幅、呂田圩幅）［R］.

② 廣東省地質(zhì)調(diào)查院.2017.廣州市從化區(qū)鰲頭地區(qū)巖溶地面塌陷防控研究［R］.

③ 廣東省地質(zhì)調(diào)查院.2018.珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶梧州-肇慶先行試驗(yàn)區(qū)1∶5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告（鰲頭圩幅）［R］.

［附中文參考文獻(xiàn)］

陳國亮.1994.巖溶地面塌陷的成因與防治［M］.北京：中國鐵道出版社：85-93.

陳亮晶，孫錫良，皮景，王璨，歐健.2014.湖南寧鄉(xiāng)大成橋地區(qū)巖溶地面塌陷分布特征及影響因素分析［J］.中國巖溶， 33（4）：490-497.

鄧啟江，李星宇，呂瓊，李堅(jiān)峰.2009.昆明市巖溶塌陷發(fā)育特征和防治措施［J］.中國巖溶， 28（1）：23-29.

杜宇本，蔣良文，胡卸文，許模，雷明堂，胡清波.2021.高速鐵路復(fù)雜巖溶地質(zhì)勘察及災(zāi)害防治［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)， 38（4）：16-21.

黃健民，鄭小戰(zhàn)，胡讓全，陳建新，呂鎂娜，陳小月，郭宇，刁群.2017.廣州金沙洲巖溶地面塌陷災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)研究［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，31（2）：421-432.

賈龍.2021.城市巖溶地面塌陷隱患識別與評價(jià)研究-以金沙洲為例［D］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)：1-133.

蔣小珍，雷明堂，陳淵，葛捷.2006.巖溶塌陷的光纖傳感監(jiān)測試驗(yàn)研究［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)， 33（6）：75-79.

蔣小珍，雷明堂.2018.巖溶塌陷災(zāi)害的巖溶地下水氣壓力監(jiān)測技術(shù)及應(yīng)用［J］.中國巖溶， 37（5）：786-791.

雷金山，陽軍生，肖武權(quán)，劉成軍.2009.廣州巖溶塌陷形成條件及主要影響因素［J］.地質(zhì)與勘探， 45（4）：488-492.

雷明堂，蔣小珍.1998.巖溶塌陷研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及其支撐技術(shù)方法［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)， 9（3）：1-6.

李瑜，朱平，雷明堂，蔣小珍，戴建玲，蒙彥.2005.巖溶地面塌陷監(jiān)測技術(shù)與方法［J］.中國巖溶， 24（2）：103-108.

李卓駿，蒙彥，董志明，賈龍，潘宗源，管振德，周富彪.2021.土洞型巖溶塌陷發(fā)育過程氣體示蹤試驗(yàn)研究-以廣州金沙洲為例［J］.中國巖溶， 40（2）：238-245.

梁東輝，徐虎，譚磊，劉福達(dá)，江樹海.2023.微動(dòng)法在劃分巖溶塌陷隱患區(qū)域中的應(yīng)用［J］.地質(zhì)論評， 69（S1）：481-482.

劉道涵，徐俊杰，劉磊，何軍，齊信，陳松.2022.地球物理聯(lián)合探測在識別巖溶地面塌陷精細(xì)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用-以武漢市為例［J］.地質(zhì)與勘探， 58（4）：865-874.

劉偉，甘伏平，周啟友，張偉.2019.高密度電阻率成像法與微動(dòng)譜比法探測巖溶區(qū)塌陷的地質(zhì)背景-以廣東省高要市蛟塘鎮(zhèn)塱下村塌陷區(qū)為例［J］.地質(zhì)與勘探， 55（1）：115-126.

盧薇，易順民.2021.廣州市大坦沙島巖溶塌陷成因分析及防治對策［J］.安全與環(huán)境工程， 28（4）：121-130.

蒙彥.2020.廣花盆地巖溶塌陷多參數(shù)監(jiān)測預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)防控［D］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)：1-129.

蒙彥，黃健民，賈龍.2018.基于地下水動(dòng)力特征監(jiān)測的巖溶塌陷預(yù)警閾值探索-以廣州金沙洲巖溶塌陷為例［J］.中國巖溶， 37（3）：408-414.

蒙彥，鄭小戰(zhàn)，雷明堂，李卓駿，賈龍，潘宗源.2019.珠三角地區(qū)巖溶分布特征及發(fā)育規(guī)律［J］.中國巖溶， 38（5）：746-751.

錢建平.2007.桂林市巖溶塌陷的基本特征和防治對策［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)， 21（2）：200-204.

湯振.2022.石灰?guī)r采石場凹陷開采誘發(fā)巖溶塌陷災(zāi)害綜合防治研究-以龍門縣上窩石場為例［D］.北京：中國地質(zhì)科學(xué)院：119-126.

涂婧，李慧娟，彭慧，魏熊，賈龍.2018.武漢市江夏區(qū)大橋新區(qū)紅旗村黏土蓋層巖溶塌陷致塌模式分析［J］.中國巖溶， 37（1）：112-119.

王忠忠，鄭志敏，李宏衛(wèi)，王耿明.2022.廣州西部隱伏巖溶發(fā)育特征及其對城市發(fā)展的制約［J］.城市地質(zhì)， 17（2）：193-199.

吳遠(yuǎn)斌，殷仁朝，雷明堂，戴建玲，賈龍，潘宗源，馬驍，周富彪.2021.重慶中梁山地區(qū)隧道工程影響下巖溶塌陷形成演化模式及防治對策［J］.中國巖溶， 40（2）：246-252.

肖攀，萬軍偉，喻望.2015.貴州水城盆地巖溶地面塌陷成因分析及防治對策［J］.桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 35（2）：263- 268.

徐貴來.2016.武漢市覆蓋層-巖溶地面塌陷形成機(jī)理與危險(xiǎn)性評價(jià)［D］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)：55-58.

易順民，盧薇，周心經(jīng).2021.廣州夏茅村巖溶塌陷災(zāi)害特征及防治對策［J］.熱帶地理， 41（4）：801-811.

徐文.1991.貴州牛場巖溶地面塌陷的形成及其防治［J］.中國巖溶，10（3）：47-52.

楊朋.2023.地鐵車站基坑上跨既有大型巖溶塌陷區(qū)處理措施研究［J］.城市軌道交通研究， 26（3）：170-175.

張麗芬，曾夏生，姚運(yùn)生，廖武林.2007.我國巖溶塌陷研究綜述［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，18（3）：126-130.

鄭曉明，金小剛，陳標(biāo)典，劉鵬瑞，楊戈欣，李海濤，楊濤.2019.湖北武漢巖溶塌陷成因機(jī)理與致塌模式［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，30（5）：75-82.

鄭小戰(zhàn).2010.廣花盆地巖溶地面塌陷災(zāi)害形成機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評估研究［D］.長沙：中南大學(xué)：41-46.

周心經(jīng)，郭宇，鄭小戰(zhàn)，李晶晶，張俊嶺，朱照宇.2021.廣州市白云區(qū)夏茅村巖溶地面塌陷特征及致災(zāi)因素和風(fēng)險(xiǎn)分析［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)， 32（6）：63-71.

鄒連慶，褚福建，王振濤，姚春梅，陳亞男，廉波，魏忠愛，蒙永輝.2023.基于發(fā)生指數(shù)的臨沂巖溶塌陷預(yù)警模型研究［J］.中國巖溶， 42（5）：1-13.