岩溶塌陷,岩溶塌陷现状及危害

主要发生于鲁中南的临沂、泰安、莱芜、枣庄等地，仅2001～2005年共发生71起，直接经济损失170.763万元。 一、临沂市岩溶塌陷 临沂市近年发生岩溶塌陷主要有13起，毁房120间，造成经济损失55.1万元(表8-1)。 表8-1 临沂市近年发生岩溶塌陷及其危害情况统计表 1)2002年7月中旬，苗庄小区鲁光化工厂1992年建成并交付使用的职工宿舍33，34，35，49号楼房出现细小裂缝，后逐渐加密加宽，东密西疏，裂宽1～10mm，35号楼1单元地下储藏室地面变形，出现局部隆起现象，敲击水泥地面有“咚咚”声;四栋楼均为4层5个单元，至8月2日，35号楼大部分居民已被迫陆续迁出。初步分析与地下新形成的(隐伏)岩溶塌陷有关，具体成因仍待进一步调查。以上两起塌陷共毁房120间，造成经济损失50万元。 2)2003年5月8日，兰山小区拟建32号楼场区东北角，发生一起岩溶地面塌陷，地理坐标:东经118°18'44″，北纬35°04'23″。陷坑呈直径4.7m之圆形，深4m。此次塌陷若增加地基加固处理，将提高建房成本10万元。由于陷坑位于住宅楼密集的小区内，给附近居民造成心理恐慌，已有两栋楼居民撤出。 二、泰安市岩溶塌陷 泰安市近年发生岩溶塌陷主要有26起，产生地裂缝2起，塌陷坑25个，造成20余户民房出现不同程度开裂现象，造成直接经济损失63.7万元(表8-2)。 1)2003年5月31日凌晨4时，泰山区省庄镇东羊娄村以东300m的麦田里突发岩溶地面塌陷，地理坐标:东经117°13'20″，北纬36°09'11″，塌陷坑口呈东西长35m，南北宽27m的椭圆形，深度约30m，垂向呈漏斗状，规模之大为全省之最。陷坑底部有水，深不可测，约0.07hm2长势旺盛正待收割的小麦和1万m3砂质粘土瞬间化为乌有，周围多处出现椭圆形、直径大小不一的地裂缝，附近羊娄村多处民房出现裂缝，引起当地村民极度恐慌。6月4日下午4时20分，在原塌坑西50m处，又发现一条东西长14.3m、南北宽11.8m的椭圆形地裂缝，其内地面明显下沉，有进一步塌陷的可能;原陷坑北西部90m处发现一直径1.2m、深度0.2m的重复陷坑。塌陷原因主要是地下水过量开采所致(照片8-1，照片8-2)。 2)2003年5月30日，新泰市果都镇至天宝镇公路梁家庄村路段发生地面塌陷，地理坐标:东经117°28'2.5″、北纬35°57'35.6″，塌陷坑呈近东西向椭圆形，坑深6m，目前公路部门已用90余m3砂土将坑填平夯实。塌坑周围房子无裂缝现象发生，附近无大口井大量取水现象，其北100m处有一浅井，深7m，已干涸。6月26日，果都镇王家庄村南粮田先后发现2个塌坑，南边塌坑位于东经117°28'3.9″，北纬35°57'48.1″处，塌坑呈南北向椭圆形，南北长9m、东西宽6m，坑深0.38m，陷坑口呈坛形，坑口处裂缝最深处2m多，最大裂缝宽达0.2m。此塌坑北东37°，33m处还有一东西长8m、南北宽7.7m、坑深0.24m的东西向椭圆形塌坑;7月2日，在上述南边陷坑西南20m处，又发现一曲线形裂痕，目前裂痕深1m，其上裂缝宽0.2m。 三、莱芜市岩溶塌陷 根据已有资料，近几年莱芜市共有28起岩溶塌陷发生，产生塌陷坑42个，造成经济损失11余万元(表8-3)。 2005年7月2日，莱城区牛泉镇西泉河村东南农田内发生一起岩溶塌陷，主陷坑直径12m，深10m。受降雨冲蚀影响，陷坑较大，面积约150m2，深约4m。陷坑周围为秋季农作物，无人员伤亡及财产损失。该塌陷具多期发育特征，规模居全省第二位。在主陷坑周围约1km2范围内，共有新旧塌坑8个(照片8-3，照片8-4)。 四、枣庄市岩溶塌陷 枣庄市2001～2002年共发生岩溶塌陷11起，毁田85.1m2(表8-4)。 照片8-1 东羊娄村塌坑近景 照片8-2 东羊娄村塌坑远景 照片8-3 牛泉镇西泉河村塌陷全貌 照片8-4 牛泉镇西泉河村塌陷主塌坑 表8-2 泰安市近年发生岩溶塌陷及其危害情况统计表 续表 表8-3 莱芜市近年发生岩溶塌陷及其危害情况统计表 续表 表8-4 枣庄市2001～2002年发生岩溶塌陷及其危害情况统计表

(一)岩溶地面塌陷灾害预防 (1)查明洞穴分布。从防灾减灾的角度来考虑，岩溶地面塌陷的发生主要与地表浅部存在着天然岩溶洞穴有关，因此，查明洞穴的分布情况是防治工作中最基本的环节。也是岩溶地区建造各种人工建筑物之前必须进行的常规工作。 调查工作应在查明区域地质、水文地质背景的基础上，运用钻探和物探手段确定浅表洞穴的分布情况，并从危险性的角度进行分区。对松散堆积物厚度不大，且直接覆盖在溶洞和隙宽较大溶隙开口处的那些地段，要予以高度重视，不应布设任何建筑物。 (2)对已出现地面变形，但尚未塌陷的地点，要圈围出警戒区，及时撤离人员，以防酿成人身安全事故。 (3)拟建的以岩溶水为开采对象的供水源地布设地点，场地选择时，应事先进行致塌危险性的充分论证，并尽可能远离村镇和人口密集区。 (4)对分散开采的农村井机，应强调小流量小降深逐渐过渡到预定开采量的操作方法，以避免洞穴负压的形成。此外，分散的农用井的布设必须在水文地质人员指导下进行，避免井群干扰、降深过大问题的出现。 (5)在可能出现塌陷的地段，要防止地表水的进入，对严重漏水的河溪、库塘进行铺底防漏或人工改道。 (6)加强对岩溶水位，尤其是地面变形的监测，要注意宣传，加强群测群报的工作。 (二)岩溶地面塌陷的治理 (1)充填塌坑，填坑时首先应清除表土，先填块石和粗大骨料堵塞洞体，再填细料使之形成反滤层。 (2)跨越塌陷区的公路、铁路应修建桥梁，桥梁基础应坐落在厚度较大的基岩上。

岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体，在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏，其结果多形成圆锥形塌陷坑。 　　
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。

（一）勘查工作内容的一般要求(1) 查明岩溶塌陷的发育现状、历史过程及其危害性。(2) 确定岩溶塌陷的成因、类型、形成条件和地质模式，研究其分布规律。(3) 确定岩溶塌陷发育的动力因素，研究其动态特征及其与塌陷的相关关系。(4) 确定岩镕塌陷的机制及其临界条件。(5) 研究岩溶塌陷综合评价预测和信息管理系统，评价其稳定性。(6) 确定岩溶榻陷的前兆现象与监测预报方法，研究预警措施。(7) 研究岩溶塌陷的防治工程方案和措施。（二）勘查区岩溶环境调查研究目的是了解勘查区所处的岩溶工程地质环境的特征及其组成要素的分布规律，以保证勘查工作的质量。调查研究方法主要是综合分析研究已有助各种资料，必要时进行补充的路线调查。调查研究范围以达到上述目的为原则，一般应包括一个完整的水文地质单元。调查研究的主要内：1. 地形地貌调查研究山川形态与走势，地形切割起伏特征，地表水文网的配置格局，夷平面和阶地的发育特征和分布高程，地貌成因类型与形态特征，各地貌单元的分布，组成物质与形成时代等。着重调查岩溶地貌形态的成因类型和形态组合类型及其分布。2. 气象与水文(1) 气象要素中着重调查降水特征，包括多年长周期丰、贫水年变化特征，多年平均降水量，年降水量分布特征，单次最大降水量及持续时间，最大降水强度(以小时计)等。(2) 水文要素包括地表汇流面积，径流特征，河、湖及其它地表水体(包括季节性淹没的洼地)的流量和水位动态，包括最高洪水位和最低估水位及出现日期和持续时间，汛期洪水频率及变幅等。3．地层调查研究组成地质环境的地层层序及时代、成因类型、岩性岩相特征与接触关系及其工程地质特征。其中，侧重对碳酸盐岩及其它可溶岩和第四系松散沉积物的调查研究，(1) 对碳酸盐岩及其它可溶岩，调杏研究其岩石成分和结构构造，非可溶岩夹层的岩性、厚度与分布，划分岩溶层组类型。(2) 对第四系松散沉积物，调查研究其岩性结构、沉积年代和成因类型及其厚度与分布。注意调查红粘土、软土及其它特殊土类的岩性成分、结构、厚度及埋藏分布条件、根据上述特征划分其岩性、结构类型，—般可作如下划分：① 均一结构：均一粘性土层或均—砂土层。由单一土层组成，其中夹层的单层厚度小于l m，累计厚度小于总厚度的10%。的两种岩性土层或两种不同时代、不同成因类型的土层组成。②多层结构：双层状粘性土-砂砾石层或双层状砂砾石-粘性土层，由同一成因类型的两种岩性土层或两种不同时代、不同成因类型的土层组成。③多层结构：多层状粘性土夹砂砾石层或多层状粘性土、砂砾石层。由同一成因类型的多种岩性土层或多种不同时代、不同成因类型的土层组成。4．地质构造调查研究区域构造骨架与构造线方向，主要构造的形态特征、产状、性质、规模与分布，其形成时期与组合关系。着重调查断裂构造、其规模、产状、力学性质、组合与交切关系，以及破碎带的性状与特征。对节理裂隙，要注意调查其在不同构造部位、不同岩性中的发育特征与发育方向，着重调查裂隙密集带的发育与分布。5．新构造运动与地震(1) 调查研究新构造运动的性质与特征。根据地震活动性、地形变特征、地貌差异及水热活动等迹象判定活动性断裂，注意调查其产状规模和破碎带特征，切割的最新地层及最新充填情况，判明其活动时期、活动特点及强度。着重调查构造现今活动迹象，根据地形变资料，分析现今活动特征。(2) 搜集历史地震资料，了解震中位置与震级，分析评价地震活动水平。搜集附近地震台站测震资料，了解地震活动规模及其与区域构造的关系。着重调查历史上破坏性地震所引起的各种地震效应，调查研究与塌陷有关的各种现象，如喷砂、冒水、地面开裂、塌陷、砂土液化、地下水位骤然升降的异常变化等、6．岩溶发育特征(1) 调查研究岩溶的形态、规模、组合特征及其分布，统计分析不同条件下岩溶发育密度。分析研究岩溶发育与岩溶层组类型、构造、地貌及地下水动力条件的关系，了解岩溶发育与分布规律。(2) 以岩溶层组类型及岩溶地貌特征为基础，结合地表岩溶形态、岩溶率及蓄水性等指标，评价岩溶的发育程度，一般可划分为强、中、弱三级。(3) 对覆盖岩溶区、着重调查研究浅层岩溶洞隙的发育特征，包括其形态、规模、组合特征、连通情况及充填状况，分析研究强岩溶发育带在平面上的分布和剖面上的发育深度。注意调查研究隐伏于松散覆盖层之下的岩溶形态及其分布特征．如漏斗、洼地、槽谷等，分析研究其与浅层岩溶发育的关系7．岩溶水文地质条件(1) 调查研究岩溶地下水的类型及其特征岩溶地下水总体上具有赋存状态复杂(集中管道状或分散网络状)，动态变化迅猛，径流通畅，流态多变的特点。这些特征在不同的地区，由于其补、径、排条件的不同又有明显的差异。影响补、径、排条件的因素除了地质构造外，主要是受地貌，即碳酸盐岩的出露条件、地形切割程度及水文网的配置格局所控制，不同的地貌类型具有不同岩溶地下水特征。据此可将岩溶地下水划分为三种类型：岩溶山地(棵露型岩溶)的岩溶地下水，岩溶平原、盆地、谷地(覆盖型岩溶)的岩溶地下水和河湖近岸地带的岩溶地下水。(2) 调查研究岩溶水文地质结构调查研究各岩溶含水层组的层位、岩性、含水介质类型、富水性及水化学特征，其埋藏和分布条件，其相互间的水力联系及与第四系孔隙水和地表水体的关系，分析研究岩溶水文地质结构的类型及特征。(3) 调查研究岩溶水系统的组成与分布特征调查研究岩溶泉和地下河的发育与分布特征，结合岩溶水文地质结构，分析研究岩溶水系统的组成和分布特征，其补给、径流、排泄的水动力条件及其水位、流量的动态变化持征。(4) 调查研究覆盖岩溶区的地下水流场特证。着重调查研究岩溶水的流场特征和水位(水头)埋深与基岩面的关系及其动态变化。岩溶水主径流带的分布与水动力特征。近河(湖)地段注意调查研究岩溶地下水、上覆土层水与地表水之间的补排关系、洪水涨落过程所引起的它们之间的水位(头)差及水力坡降的变化，以及洪水倒灌的影响范围。对于第四系覆盖层包括粘性土层，注意调查其含水性及其分布，以及与岩溶地下水的水力联系与水头差。岩溶地区第四系粘性土常为坡、残积成因，多含砂砾质、且垂直裂隙发育，因而具有不均一的含水性，往往组成弱含水层。许多塌陷区部发现有隐伏土洞，上洞最发育的部位有两个，一是基岩面附近，一是地下水的季节变动带。后一部位往往位于土层剖面的中部。土洞的形成从另一侧面表明上层中有水流的渗透作用。因此第四系粘性土不能一概当作相对隔水层，而应具体了解其渗透性和含水性，它们对粘性土盖层中土洞和塌陷的形成有着相当重要的意义。（三）岩溶塌陷监测岩溶塌陷研究中，要监测地面、建筑物的变形和井泉或水库水量、水位变化，地下洞穴发展动态，及时发现塌陷前兆现象，对预防、减轻塌陷灾害损失非常重要。在地面塌陷频繁发生地区或潜在地面塌陷区内，可采取以下监测和预报措施：(1) 在具备地面塌陷的三个基本条件(即塌陷动力、塌陷物质、储运条件)与岩溶低洼地形地区，在抽排地下水的井孔附近，应对地面变形(开裂、沉降)进行监测。(2) 进行宏观水文监测，当出现地表积水或突然干枯，放水灌溉及雨季前期降雨都可视为可能发生塌陷的前兆。(3) 注意收集或及时发现具塌陷前兆的异常现象，如出现建筑物开裂或作响、植物倾斜变态、井泉或水库突然干枯或冒水、逸气，地下水位突升突降，地下有土层塌落声及动物惊恐等异常现象，皆应警惕塌陷即将来临。(4) 监视井泉内、坑道与水库渗漏点的地下水位降深是否超过设计允许值，地下水位升降速度有否骤然变化，渗漏水中泥沙含量是否高。另外可以在井孔内安装伸缩性水准仪，中子探针计数器、钻孔深部应变仪，及其他常规测量仪器等监测地下变形异常。(5) 塌陷时地表会发生变形，地球物理场亦会发生一定的变化，利用这种特性，在洞穴上部埋设装有聚氯乙烯铜线的混凝土管，当临塌陷或大塌陷前，地表覆盖层发生变形时，混凝土管就会被折断从而发出警报；也可以监测重力的变化，将重力变化的信号转换为音响的报警装置进行报警。

岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体，在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏，其结果多形成圆锥形塌陷坑。岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。1. 可溶岩及岩溶发育程度可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础，而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。大量塌陷事件表明，塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区，部分发育在埋藏型岩溶分布区。溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约，一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。岩溶的发育程度和岩溶洞穴的开启程度，是决定岩溶地面塌陷的直接因素，可溶岩洞穴和裂隙一方面造成岩体结构的不完整，形成局部的不稳定；另一方面为容纳陷落物质和地下水的强烈运动提供了充分的空间条件。一般情况下，岩溶越发育，溶穴的开启性越好，洞穴的规模越大，则岩溶地面塌陷也越严重。2. 覆盖层厚度、结构和性质松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分，由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。据南方十省区统计，土层塌陷占塌陷总数的96.7%。3. 地下水运动地下水运动是塌陷产生的动力条件——主要动力。地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素，地下水径流集中和强烈的地带，最易产生塌陷，这些地带有：（1）岩溶地下水的主径流带；（2）岩溶地下水的（集中）排泄带；（3）地下水位埋藏浅、变幅大的地带（地段）；（4）地下水位在基岩面上下频繁波动的地段；（5）双层（上为孔隙、下为岩溶）含水介质分布的地段，或地下水位急剧变化的地段；（6）地下水与地表水转移密切的地段。地下水位急剧变化带是塌陷产生的敏感区，水动力条件的改变是产生塌陷的主要触发因素。水动力条件发生急剧变化的原因主要有降雨、水库蓄水、井下充水、灌溉渗漏、严重干旱、矿井排水、强烈抽水等。此外，地震、附加荷载、人为排放的酸碱废液对可溶岩的强烈溶蚀等均可诱发岩溶地面塌陷。

岩溶塌陷通常是由于覆盖在隐伏溶洞或强烈溶蚀带之上的堆积体失稳而突然坍塌造成的。由于这些溶洞、溶蚀带已被第四纪沉积物覆盖，因而难以确定其准确位置和逐个地进行稳定性评价。所以，在城市规划、建设的前期，由于缺乏充分的科学论证，不可避免地遇到了岩溶塌陷的潜在威胁。而对其进行风险评估，掌握其可能发生的概率(危险性)、分布范围及其可能带来的危害和损失，在城市规划、建设、设计和施工过程中有效地进行风险控制与管理，意义十分重大。 一、研究区岩溶塌陷概况［127］ 1.评价区概况 评价区主要在市中心区包括路北和路南两个区，为唐山市的岩溶塌陷严重地区，总面积为202km2，人口约76万。 2.地质条件 唐山市地处“唐山块陷”之中。该块陷四周为活动断裂环绕。南界为宁河－昌黎深断裂;北界为丰台－野鸡沱深断裂;东界为滦县乐亭深断裂;西界为蓟运河深断裂。基岩岩性主要为古生代的碳酸盐岩。其上为厚度为14～93m的第四纪沉积物覆盖。 碳酸盐岩的岩溶作用较为强烈，规模不大的隐伏岩溶形态较为发育，以开口较宽的溶蚀裂隙为主，其次为小型溶洞。裂隙和溶洞交织成网格状。这些溶隙主要由构造裂隙或层间裂隙发育而成，其宽度一般为1～5m，主要以NE及NW向展布。 二、岩溶塌陷的风险识别 判定一个地方是否发生岩溶塌陷，一是要看历史上有没有发生过;二是要看是否仍具备发生的条件。根据已有资料［127、128、150～152］分析，研究区具备下列条件: 1.过去塌陷频繁发生 据调查，唐山市区共有地面塌陷26处，其中岩溶塌陷有20处、地震塌陷1处、其他塌陷5处;岩溶塌陷坑的平面形态多呈圆形、椭圆形，剖面形态则多呈筒状或坛状。塌坑的直径一般为2～8m，最大可达55m，其可见深度一般为2～6m，最深为10m;一般塌坑外围3～20m为影响带，其内多有地面变形开裂现象。区内的塌陷发生后，均进行了填平处理，较严重的塌陷采用了钻孔水泥灌浆处理。经处理后的塌坑大多已经趋于稳定，但也有不少塌坑仍有多次复塌。 2.目前仍然具备发生的条件 岩溶塌陷的形成受诸多因素的影响。其中岩溶化程度、覆盖层性质与厚度、活动断裂、地震和地下水开采是导致唐山岩溶塌陷的主要影响因素。目前，这些条件仍未消除。 (1)岩溶化程度高，构成了塌陷条件之一。隐伏碳酸盐岩发生岩溶化作用，是岩溶塌陷形成的先决条件。钻孔资料表明，研究区内第四纪沉积物之下的基岩大多为碳酸盐岩。燕山运动以来，开平向斜两翼碳酸盐岩被暴露于地表，使浅部岩层岩溶化作用得以加强，岩溶形态发育，以宽大溶隙为主，其次为溶洞。不过，岩溶发育在空间上具有明显的不均匀性。根据钻孔线岩溶率统计，强烈岩溶化的深度范围为30m，其下岩溶发育显著减弱，岩溶发育具有随深度增大而逐渐减弱的特征。岩溶发育以奥陶系灰岩最为强烈。 (2)覆盖层性质与厚度构成了塌陷条件之二。研究区内第四系松散层的岩性以冲洪积亚粘土、粘土、中砂、粗砂为主，少量卵砾石层，除残丘边缘地带局部为残坡积中粒结构的含砾粘土外，绝大部分地带为黏性土和砂层交叠的多层结构。 第四系表层普遍分布一层黄土状亚砂土，厚度为3～5m，含长石、石英颗粒，长石已剧烈风化，垂向节理发育，与下部砂层逐渐接触。 第四系底部存在一层不连续的残坡积粘土，厚度1～6m。该层土结构致密，呈硬塑状，具胀缩性。本层粘土裂隙发育，裂隙面光滑并具擦痕，可见锈膜。裂隙宽度一般为0.1～0.5cm，最宽可达1.5cm，且充填具水流痕迹的纯净砂。说明本层在新构造运动的作用下，遭揉挫破碎，裂隙已成为地下水渗透的通道。此层局部缺失，砂、砾石直接与基岩接触，形成“天窗”。 第四系中可见2～3层砂层，砂层单层厚度为1～10m，松散，磨圆中等，颗粒不均，含少量卵砾石，不均匀系数一般为2～6，大者42。渗透系数为7～20m/d，透水性较好。据钻探资料验证，塌陷发育处一般为黏性土、中砂，二层结构或多层结构。塌陷坑的形态与覆盖层砂土层和粘土层厚度比的大小有关，砂层厚度大的地带，塌陷形态以碟状为主，而砂层厚度相对小的地带，塌陷形态以筒状为主。 根据第四系覆盖层厚度与其相应范围内的塌陷个数的统计分析结果表明，覆盖层厚度对塌陷影响显著，塌陷多发育在厚度为0～15m的地带，最厚达65m。 (3)活动断裂的存在，是塌陷发生的又一因素。本区岩溶发育的另一特点是与活动断裂关系比较密切。据地质勘查和浅层地震资料解译，本区的主要活动断裂有6条。其中，未错断整个第四系的断层有陡倾断层2条;已错断整个第四系的断裂有4条。这些活动断裂既是岩溶活动的场所，又沟通了岩溶水与第四系水的水力联系并使第四系土层的完整性降低，从而有利于渗透潜蚀作用的发生和发展。 据浅层地震勘探结果表明，在这些断裂带附近已存在多处“潜蚀扰动点”，它们实际为土洞破坏带或潜蚀作用形成的土洞雏形。因此，潜蚀作用主要沿活动断裂带发展，活动断裂带亦属于潜在的塌陷危险区。 (4)地震活动。唐山地区是地震多发区。1976年7月发生7.8级地震以后，本区的岩溶塌陷显著增多，产生了本质的影响。可见，岩溶塌陷增多与地震有关这是不争的事实。 (5)地下水开采是塌陷的人为因素。1976年以前，岩溶水开采量最大只有10×104m3/a，但自1976年，重建唐山后，大量开采岩溶水，使取水量急剧增加，至1981年开采量最高峰达到15.1×104m3/a，加之1978～1981年连续干旱，从1978年起，岩溶水和第四系孔隙水水位以每年6mm的速度大幅下降，形成了双层降落漏斗，其水位差不断增加，最大可达到46m，大量的土洞形成并发生密集的岩溶塌陷。1983年以后，由于采取了限制开采的措施，加之1984～1987年降雨充沛，使岩溶水位得到回升，造成大幅度震荡和强烈入渗作用，使土层饱和、软化，降低其抗塌强度，已形成的土洞纷纷塌落，形成了1988年的塌陷高峰。由此可见，岩溶水水位的剧烈变化是引起地面塌陷的又一个重要原因。 三、危险度评估 即对本区塌陷发生的可能概率进行分析，对塌陷发生危险度进行计算或评估。 根据本区可溶岩地层分布和岩溶发育程度、上覆土层厚度、已有塌陷发育特征及分布、地形地貌特征等情况，利用上述岩溶塌陷危险性评价及危险度的计算方法，计算出本区塌陷发生的危险度pi分布见图9－6－1。 图9－6－1 唐山市岩溶地面塌陷危险度分布图 四、风险评估 (1)危害评估:研究区岩溶塌陷将造成的危害有:破坏建筑物、土地和生态，毁坏生活和生产设施，造成人员伤亡和财产损失等。由于要获得各项数字是非常难的，且危害评估又带有某种虚拟性质(即评估假设塌陷发生后可能的危害)，因此，在进行本项危害评估时，从地面人口密度、人均产值、个人财产等方面来核算。 研究区主要是唐山市中心路北区和路南区，是人口密度最大、财产集中、居民比较富裕、人均收入较高的地带。通过对唐山年鉴和“中国唐山网”及相关文献的查阅，结合实地调查访问，得到2006年研究区人口密度2100～3800人/km2(具体小区有所差距)、人均产值2.8万元、人均财产20万/人。 也就是说，按照2006年数据评估，在研究区内岩溶塌陷威胁到(包括生命和财产安全)的人员为2100～3800人/km2、2.8万元/人·a、人均财产20万/人。 (2)风险核算:按照风险度的计算式“风险度(Risk)=危险度(Haz-ard)×危害损失(Loss)”，结合上述危害评估结果，对区内岩溶塌陷风险进行计算，结果见图9－6－2。 图9－6－2 唐山市岩溶地面塌陷风险分区图 五、风险评判 本例所谓的塌陷危险度或概率，并不是数学意义的概率，而是一种相对可能性大小，其分布也只具有相对意义。所核算出的风险值，表明了单位面积(平方千米)上威胁到的人数、发生后可能引起的财产损失，并没有落实到户或人。事实表明，评价区多年来一直有塌陷发生，已造成伤亡或财产损失，这种事故摊在一个小区或政府，似乎不是太大的风险。但要是塌陷事故的风险由某家庭或某人来承受，则是难以想像的或不能承受的。 六、风险控制 要避免或降低塌陷风险，减少人员伤亡或财产损失，必须根据岩溶塌陷形成原因和诱发因素来提出回避或降低风险的对策或措施。根据研究区的实际情况，风险控制措施主要有: (1)加大地质勘察力度，查明塌陷易发(概率高、危险度大)地区隐伏岩溶和土洞的发育程度、覆盖土层的工程性质和厚度、地下水动力条件等，找出将要发生的塌陷的具体地点，采取工程措施加固或搬迁以避免伤亡和损失。 (2)停止在危险区开采地下水和不合理的地下开挖，避免新的塌陷产生。 (3)对已经出现塌陷迹象，并造成房屋开裂等危险建筑，且又没有及时搬走的住户或单位，要注意观测塌陷发生动向，随时准备避让。

1．岩溶洞穴是塌陷产生的基础 岩溶地下地貌以地下洞穴、溶隙为主，向上开口的溶洞和裂隙是接受塌陷物质的门窗，塌陷坑的大小与溶洞的大小普遍存在垂直方向上的对应关系，大洞形成大坑，小洞形成小坑，裂隙形成长条状陷坑。 2．岩溶塌陷主要沿岩溶强烈发育地段分布 塌陷主要发育在岩性较纯的层位，断裂破碎带、褶皱轴部，可溶岩与非可溶岩接触带等。 3．第四系松散沉积物是塌陷体的主要组成部分 其中土层塌陷占96.7%，可由黏土、砂、砾各种成分组成，少数由破碎松软的基岩构成。 4．塌陷主要产生于土层厚度较薄地段 绝大多数产生于土层厚度小于10m的地段，以厚度小于5m的地方塌陷产生密度最大，土层厚度10～30m时要少得多，土层厚度＞30m时仅个别零星出现，如桂林市93%的塌陷产生于土层厚度＜10m的地方。 5．岩土层结构对塌陷的影响 主要取决于黏粒含量，黏粒含量多则不易产生塌陷。 易陷土层为均一砂性土，夹砂砾石的层状非均质土次之，底部有黏性土的层状非均质土塌陷很少。 均一黏性土产生塌陷相对缓慢一些，在黏性土中全新统的比更新统的容易发生塌陷。 6．土洞是潜在的塌陷 第四系沉积物中，尤其是黏性土中，常发育有土洞，直径0.1～0.2m到10～20m，以1～2m为多，主要分布在岩土接触界面附近和地下水位季节变动带内。土洞中水位变化容易引起地面塌陷。 7．地下水活动对塌陷形成的控制和影响 1）溶蚀作用改变岩土体状态。随含水量增加，岩土体由坚硬状态变为可塑状态，当地下水位下降时易于向下部溶洞移动形成土洞。 2）改变容重。土层饱水之后，容重增大1/2～1/3.5，容易形成塌陷。 3）地下水浮托作用与岩土体侵入水的体积成正比，一旦地下水浮托力失去，则土体自重将大大增大。 4）侵蚀搬运作用，指地下水流动对岩土体的直接侵蚀搬运作用。 5）地下水的渗流潜蚀作用，使土体的土粒不断被带走，破坏土体结构，形成土洞。 6）地下水位升降引起溶洞空间的正负压力变化。地下水位上升，使溶洞空间气体受压，这种正压力可冲破岩土体，引起气爆或地面崩陷；相反，地下水位下降产生负压，可吸蚀周围土体。 7）地下水集中渗漏点是塌陷集中产生的地方。集中渗漏点分布在溶洞裂隙上方的孔隙含水层中。

由于非岩溶洞穴产生的塌陷，如采空塌陷，黄土地区黄土陷穴引起的塌陷，玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷，在我国分布较广泛，目前已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的26个省区（包括台湾省），其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较严重，据不完全统计，在全国21个省区内，共发生采空塌陷182处以上，塌坑超过1592个，塌陷面积大于1150平方千米，年经济损失达3.17亿元。 在上述几类塌陷中，岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多，且具有较强的隐蔽性和突发性特点，严重威胁到人民群众的生命财产安全，因此在此着重论述。