岩土溶洞塌陷理及其预测评价.ppt

1. 岩溶的定义及其分布 岩溶空隙指岩溶地块中发育的溶蚀空间，包括溶蚀裂隙、溶洞、溶蚀管道等。 由于岩溶发育的特点，在近地表处常发育了较多的岩溶空隙，这类空隙由于离地表很近，与人类活动关系密切，从矿坑抽水，到人类对饮用水的开发、房屋建设、铁路运输、水库的修建等都反映出这种密切性。 地下空隙造成的地面塌陷事件十分频繁，其带来的损失不可估量。据不完全统计全球约有16个国家存在严重的岩溶塌陷问题，我国岩溶分布面积达363万Km2，成规模的塌陷坑超过3万多个，每年仍以惊人的速度递增。主要分布在广西、贵州、湖南、云南、湖北、四川及北京、山东、山西、辽宁、河北、陕西等地。 2. 岩溶的危害实例 广西的岩溶分布广泛，是我国岩溶塌陷的主要分布地区。据资料统计，桂林市西城区是重点开发新区，截止到1999年1月，该区已发生的塌陷一共有319处，在覆盖岩溶区塌陷密度达7.59个/km2，其中人为造成的塌陷有86处，占27%；1996年发生于桂林市中心体育场的岩溶塌陷，造成直接、间接经济损失近千万元；1990年广西玉林柴油机股份有限公司金工车间的塌陷，造成损失500多万元；1999年临桂县一粮库发生塌陷，40t粮食陷入地下。同年1月该县城大圆盘南侧又发生塌陷，造成一死一伤，并损坏一辆运输车。 南昆铁路全长863.5km(不含枢纽部分)，其中溶岩地段长387.6km，约占1/2，以路基形式通过的地段300.5km。施工过程中路基因减薄盖层或揭露溶洞后造成的岩溶塌陷，有记录的达63处之多。 贵州是有名的岩溶区，全省已有塌陷近100处，塌陷坑点2200余个，80%集中在六盘水市、安顺市、遵义市、贵阳市，造成很大的损失。在六盘水，曾造成房屋倒塌达80多座，直接经济损失260多万元。在水城盆地毁损农田100多亩，铁路中断运行，道路被破坏，地下水遭污染等。贵州天生桥引水发电隧道开挖至中部，遇到长90m、宽20m、高约100m的岩溶大厅，线路悬空，迫使线路改线躲避，损失60多万元。 1959年以来，武汉有记录的塌陷如下：1959-1962武昌马鞍山井田发生多次塌陷。1977.9.20汉阳鹦鹦洲轧钢厂货场出现两个大陷坑，直径20m、深9－10m，其后20天内又陆续出现5个陷坑。1983年武昌江连道口发生塌陷，1988年5月武昌陆家街不远的市司法学校发生塌陷，规模40m×30m，二个月后离此2km外的青菱乡发生大面积塌陷，陷坑共13个，直径10-60m不等。 美国岩溶分布，约占其国土总面积的15%。以阿拉巴马，佛罗里达，佐治亚，田纳西，肯塔基等几个州的岩溶塌陷最为严重。美国的北卡来罗那州Jamestown地区有2个塌陷发生在抽水型降落漏斗区内。阿拉巴马州1700个塌坑，宾夕法尼亚洲大约有1000个塌陷，都是因抽水而引起。弗罗里达州Tampa附近，1964年在以抽水井为中心，1.6公里为半径的范围内，发生了64个塌坑。有名的佛罗里达州Winter Park巨型塌陷，损失超过400万美元。 从上述这些实例可以看出，岩溶塌陷分布的普遍性及解决的迫切性。这类地质灾害大多数为人类活动而引起，少数为自然塌陷。 3. 岩溶塌陷研究现状及方法 岩溶及采空区塌陷的广泛性与危害性，已引起国际学术界的普遍关注，70年代以来，已召开了多次与塌陷有关的国际会议，使世界各国的研究者有机会交流和商讨解决这类地质灾害问题的经验与方法。我国曾在桂林举办了首届“地面塌陷及其对工程建设的影响与防治”学术讨论会。岩溶及采空区塌陷问题随即受到越来越广泛重视。 九十年代初,我国有关学术机构在地质研究基金的资助下，建成了大型岩溶塌陷物理模型试验室。通过模型试验，可以再现岩溶塌陷发育的全过程，解决不同类型岩溶塌陷发育的机理、塌陷发育与主要影响因素的关系，以及岩溶塌陷发育的临界条件等问题。 3.2 岩溶塌陷的探测方法方面 90年代，有关部们先后进行了100多项崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷与沉降、地裂缝等重大地质灾害的专门勘察工作。在岩溶塌陷的探测方法上，包括电阻率法、地震浅层折射波法、地质雷达（GPR）和电磁波、声波透视(CT)等技术在内的综合物探方法，在地矿部门组织实施的武汉、唐山、湘潭、玉林、桂林、深圳等城市的岩溶塌陷防治勘察及铁道部门组织的贵昆、南昆线铁路岩溶段岩溶塌陷试验工作中发挥了重要作用。 3.3 岩溶塌陷预测方面 地理信息系统（GIS）技术的应用，使得岩溶塌陷危险性预测评价上升到一个新的水平。运用GIS的数据管理、分析处理、和建模技术，对潜在塌陷危险性进行预测评价，取得了良好的效果。国外虽未见有直接运用GIS进行岩溶塌陷预测工作，但在其它类型地质灾害的预测方面则已有更多研究实例。 3.4 岩溶塌陷地质灾害信息管理方面