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地质灾害GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.7No.4

岩溶塌陷的勘察与防治

盛玉环
(中国地质大学(武汉))

摘要目前,岩溶塌陷的勘察尚无专门的勘察规范可遵循,尤其是如何选择经济、有效的勘察评价方法
仍处于探索阶段。本文从勘察目的任务、勘察评价方法与要求、成果报告编制及防治方案等方面
进行了系统的阐述。
关键词岩溶塌陷地质灾害勘察防治

岩溶塌陷是指在岩溶发育地区,上覆土层或隐
伏岩溶顶板在人为活动或自然因素作用下特别是水2勘察方法与要求
动力条件改变引起的环境效应作用下,发生突然坍勘察前,应收集研究地质资料,全面调查人类活
塌的现象。岩溶塌陷的产生在空间上具不确定性,动的历史、方式、范围与强度,以及已产生塌陷的发育
在时间上具突发性,对其进行勘察评价、预测预报相特征,在综合分析的基础上合理布置勘察评价工作。
比其它地质灾害来说难度要大得多。岩溶塌陷形成勘察方法应以工程地质测绘和地球物理勘探为
的基本条件有三方面:一是岩溶洞隙的存在;二是松主,辅以钻探和静力触探加以验证,必要时结合室内
散土层或胶结不够紧密、结构受破坏的岩层;三是地物理模型试验和数值模拟。
下水活动(包括渗入水)。因此勘察评价与防治工作2.1工程地质测绘
应围绕这三要素来展开,以便查清塌陷的发育条件、
一般地说,要按不同的工作目的开展多种比例
致塌模式与分布规律,提出行之有效的防治方案。
尺的工程地质测绘。用于了解区域地层岩性与结
1勘察目的与任务构、地质构造、地下水开采现状等塌陷发育的地质背
景条件,比例尺可选择1∶25000～1∶5000。用于了解
目的是查清塌陷区地层结构、构造特征、岩溶发
塌陷的规模、分布、诱发因素、损失情况,以及产生灾
育情况及水文地质条件的基础上,重点对已产生的
害的地质与构造条件、人类活动背景等,比例尺可选
和潜在的岩溶塌陷发展趋势及其成因、控制因素进
择1∶2000～1∶500。进行测绘时不宜平均布置工作
行判释,预测可能发生塌陷的地段和危害程度,并提
量,地质条件复杂地段应重点控制。
出相应的控制、消除、治理和保护的措施与建议,以
地球物理勘探
避免或减轻因此招致的损失,保障国家和人民生命2.2
财产的安全。采用地面物探与井下物探相结合进行体积勘探
主要任务:的方案,主要查明隐伏基岩的岩性、顶板起伏及其中
查明第四系地层岩性、结构、厚度及其物理力学的构造分布、岩溶发育情况,第四系土层厚度与隐伏
性质和隐伏土洞(或扰动土)的分布规律;土洞的发育情况。应根据不同地层的地质条件、物
查明隐伏基岩的分布、岩性、埋藏深度、岩溶发性条件及拟解决的地质问题,选择有效的物探方法,
育规律、构造发育情况,以及地下水的水动力特性与要尽可能采用效果好的新技术新方法,如地质雷达、
动态特征;浅层地震、高密度电法、瞬变电磁法等(表1)。
查明在自然因素与人类工程—经济活动的作用如运用地质雷达在湘潭市和平小学探测塌陷
下发生的地面塌陷的分布、形成机制、控制因素与发坑,剖面反映清晰(图1)。在响水坝塌陷区勘探钻
生发展趋势;孔中进行电波测井和高精度井温测量,曲线呈垂直
进行岩溶塌陷区划,划分易塌陷区、较易塌陷状(恒温段)(图2),说明地下水垂向水流的存在,
区、相对稳定区,并提出预防、整治的对策和方案。上、下溶洞连通性好。

〔收稿日期〕2004-02-12

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岩土工程界第7卷第4期地质灾害

表1选用的物探方法有效性试验工作,由已知到未知。物探解译成果一
工作目的物探方法般应有钻探验证资料。
隐伏土洞(或扰动土层)地质雷达、高密度电法2.3钻探
音频大地电场法、电测深法、电剖面法、
隐伏断裂的位置、产状
静电a卡法布置适量的钻探工作,主要用于验证物探异常,
基岩埋深及顶板起伏电测深法、浅层地震、综合测井查明岩溶发育带及发育程度。一般布置在塌陷区或
高密度电法、浅层地震、激发激化法、潜在塌陷区,并结合取样测试、抽水试验及综合测井
了解地下岩溶发育
电导率成像系统、核磁共振、自然
及地下水水力特性EH4等方法取得有关评价参数。
电场法、电磁波CT、高精度井温测量
勘探孔数量为物探异常点的15%～20%,勘探
深度以揭穿浅部岩溶发育带为原则,孔深一般不超
过100m。每个钻孔必须有设计书,目的明确,尽量
做到一孔多用,如采样、试验、监测等。
2.4静力触探
通过静力触探与地质雷达相结合来探明松散土
层中隐伏土洞的分布特征,了解土层性质的变化。
静力触探点一般占地质雷达异常点的25%～30%。
2.5室内物理模型试验与透变形试验
通过模型试验,再现塌陷的发育过程,来探讨岩
溶塌陷的成因机制,确定塌陷发育的判据。这是研
究突发性地质灾害先进而有效的方法,可以取得一
系列野外无法取得的数据资料。
模型设计应依据地质环境条件