安溪縣發生地面塌陷的成因及啟示

王超鵬

1前言

2006年8月中旬，安溪縣湖上鄉陸陸續續下了幾場雨。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畬區域發現了幾處地面塌陷坑，這些塌陷坑分布在東西向長近800米，南北向寬近400米，面積達近30萬米2的范圍內，其中，高邊橋區域近12萬米2，安仔一內畬區域近18萬米2。地質災害的基本情況如下：

1、高邊橋區域：在該區域共發現有多個大小不一的塌陷坑，其中1個為2008年6月中旬4號臺風時發生的，其余大都為舊塌陷坑。在塌陷坑周圍有多處民房受損；另外。該區域可見多處小滑坡。據調查，該區域發生大規模地面塌陷坑是在2001年4月以后。爾后這里被列為搬遷區，目前仍有少數人居住。

2、安仔-內畬區域：該處地質災害的表現形式，一是發現有多個大小不等的塌陷坑；二是地表產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生開裂或底鼓等現象。

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

2受災區的地質背景

2.1地形地貌特衍

整個受災區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，最高山峰海拔標高+656米，最低海拔標高為湖珍溪+490米，坡度為30～50度。沖溝切割甚劇，水土流失嚴重，人工堆積物、滑坡、巖溶塌陷和滾石隨處皆是，地形遭受嚴重破壞。

2.2地質概況

受災區的基巖以不同時期的碳酸巖系為主。上部主要為下二疊統棲霞組。該組地層巖性上部為一套含燧石灰巖和硅質巖。易破碎成小顆粒；中部為一套質純的微晶灰巖，晶間孔隙、溶隙發育，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。下部為上石炭統船山組灰巖。

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童子巖組泥巖垮落下來的殘坡積物和棲霞組頂部燧石灰巖和硅質巖風化殘積物，以粘土、亞粘土、砂、碎石為主。

受災區構造相對復雜。區域上處于感德—長坑背斜的東翼，受北北東向構造影響較為歷害。

2.3巖溶與水文地質概況

受災區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，由于受災區底部有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，受災區巖溶極為發育。溶洞與溶洞的間距不到100米，而且中上部石灰巖中發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。礦坑中經常遇見突水、突泥現象。由于受災區背靠高山，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，因此在該區形成許多溶洞。隨著珍地至雪山一帶石灰巖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，整個受災區變成一個大的海棉體，隨時會被壓實、塌陷。

3地質災害成因分析

3.1高邊橋區域

高邊橋區域塌陷坑等地質災害主要形成于2001年，大多為舊塌陷坑。塌陷坑的形成并導致民居受損的主要原因是：

受災區的基巖(石灰巖)中溶洞比較發育，其頂部松散的殘坡積覆蓋層。由于導水斷層的疏干作用，使與松散蓋層相溝通的溶洞發生溶洞塌陷或溶洞充填物的滑落現象，導致地面發生塌陷坑；再加上在淺部開采的D7、D8號礦硐開采石灰巖礦，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，加快了致塌的速度。另凹凸不平的石灰巖基巖面，使松散蓋層發生不均勻沉降，造成受災區范圍內的民房破壞程度不一。連續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號臺風帶來的強降雨，也造成一些新的塌陷及新的地裂隙、裂縫。

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

3.2安仔-內畬區域

此處地質災害發生的原因與高邊橋區域大致相同。不過由于采礦方法及開采深度的不同，災害發生的時間和嚴重程度有所不同。具體原因有以下幾方面：

1、受災區頂部覆蓋層為松散狀下二疊統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號臺風帶來的強降雨，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生滑動而引起的房屋損壞。

2、受災區底部基巖為可溶性石灰巖，不遠處有向北流去的坡降比較大的小溪，灰巖上界面高于當侵蝕基準面，因此溶洞發育是肯定的。溶洞的存在是巖溶地面發生塌陷的前提條件。

3、受災區下部凹凸不平的石灰巖基巖面。使得其上部的松散蓋層發生不均勻沉降，造成受災區范圍內的民房受到不同程度的破壞。

4、該區下部石灰巖礦的開采，一方面造成地下水漏斗的擴大；另一方面，揭穿導水斷層和封閉質量很差(或未封閉)的鉆孔時，就對石灰巖上覆的松散蓋層的地下水起到疏干作用，促進并加快地面塌陷坑的形成并最終導致地面房屋的損壞。

4巖溶地面塌陷的形成機理

1、受災區的基巖為可溶性石灰巖，又處在河流的邊緣，所以溶洞發育，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，即使這次沒有發生，將來也會發生，并且有可能擴大受災范圍。

2、受災區頂部松散覆蓋層厚度在5～15米，巖性為山坡上的下二疊統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巖、硅質巖的風化殘積物。其厚度和巖性是巖溶地面塌陷的理想覆蓋層。

3、本次發生的塌陷坑和受災較嚴重的地方正好處在一條導水斷層上，由于地下水通過該導水斷層進入與斷層溝通的巷道，然后疏干，引發已溝通松散蓋層的溶洞發生塌陷。

4、受災區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，加快了致塌的速度。加上本來就已凹凸不平的石灰巖基巖面，剛軟相碰，使得受災區范圍內的松散蓋層發生不均勻沉降。造成受災區范圍內的民房破壞程度不一。

5、2006年4月15～20日的連續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—珍地一帶幾次地質災害都是發生在4～10月的雨季。

5幾點啟示

1、居住區建設前應按照有關法規要求進行工程地質勘查，查明影響各建(構)筑物穩定性的不利因素，并提出工程措施建議，為設計提供可靠依據。設計應對不良地質條件采取可靠的治理措施。

2、下列地段和地區不能選為居住區：

(1)地震斷層和設防烈度高于九度的地震區；

(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)區界限內；

(4)爆破危險范圍內；

(5)壩或堤決潰后可能淹沒的地區；

(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惡劣地區；

(7)具有開采價值的礦藏區。

3、居住區不能位于向大氣排放有害氣體、煙、霧、粉塵等有害物質的工業企業、廢料場及尾礦場全年最大頻率風向的下風側。

4、居住區下部，不應進行采礦活動。如果必要采礦，必須進行充分的安全技術論證，保證地表建(構)筑物的安全。

5、該地面塌陷區范圍內，目前仍有少數人居住。應抓緊進行搬遷。

6、該區域內淺部開采的石灰巖礦都已關閉。塌陷區范圍內的居民全部搬遷后，該區域內的石灰巖資源，就可得到開發利用。此礦產資源的開采，應進行資源整合、統一規劃，實現規范、安全生產。

(編輯陳志華)