安溪县发生地面塌陷的成因及启示
1 前言
2006年8月中旬，安溪县湖上乡陆陆续续下了几场雨。虽然每场雨不是很大，但间隔不长。8月20日前后，安溪县湖上村高边桥及安仔一内畲区域发现了几处地面塌陷坑，这些塌陷坑分布在东西向长近800米，南北向宽近400米，面积达近30万米2的范围内，其中，高边桥区域近12万米2，安仔一内畲区域近18万米2。地质灾害的基本情况如下：
1、高边桥区域：在该区域共发现有多个大小不一的塌陷坑，其中1个为2008年6月中旬4号台风时发生的，其余大都为旧塌陷坑。在塌陷坑周围有多处民房受损；另外。该区域可见多处小滑坡。据调查，该区域发生大规模地面塌陷坑是在2001年4月以后。尔后这里被列为搬迁区，目前仍有少数人居住。
2、安仔-内畲区域：该处地质灾害的表现形式，一是发现有多个大小不等的塌陷坑；二是地表产生多条地裂缝或裂隙，走向大致近东西方向，并依次向南错落；三是多幢民居的墙体及周围地面发生开裂或底鼓等现象。
本人对以上区域发生地面塌陷的成因进行浅析。并提出几点对策(启示)，以供居住区选址时借鉴。
2 受灾区的地质背景
2.1地形地貌特衍
整个受灾区座落在一座单面山坡上，东西长约400米。南北宽200米，呈南东走向。北高南低，南边是湖珍溪。地形陡峻，最高山峰海拔标高+656米，最低海拔标高为湖珍溪+490米，坡度为30～50度。冲沟切割甚剧，水土流失严重，人工堆积物、滑坡、岩溶塌陷和滚石随处皆是，地形遭受严重破坏。
2.2地质概况
受灾区的基岩以不同时期的碳酸岩系为主。上部主要为下二叠统栖霞组。该组地层岩性上部为一套含燧石灰岩和硅质岩。易破碎成小颗粒；中部为一套质纯的微晶灰岩，晶间孔隙、溶隙发育，易形成溶洞；下部为一套透辉石角岩。是主要隔水岩组，是形成溶洞的有利条件。下部为上石炭统船山组灰岩。
基岩上部覆盖一层5～20米厚的松散堆积层，松散堆积物主要为山坡上部下二叠统童子岩组泥岩垮落下来的残坡积物和栖霞组顶部燧石灰岩和硅质岩风化残积物，以粘土、亚粘土、砂、碎石为主。
受灾区构造相对复杂。区域上处于感德—长坑背斜的东翼，受北北东向构造影响较为历害。
2.3岩溶与水文地质概况
受灾区地下水有孔隙水和岩溶水两种。孔隙水赋存于上部松散堆积层中，由于受灾区底部有5个矿井在开采石灰石矿，矿井的疏干作用，已形成地下水下降漏斗。目前上部松散堆积层的孔隙已成为地表水和深部地下水的连通通道，不再是所谓的地下含水层。
岩溶水赋存于碳酸盐岩的溶隙、溶孔、溶洞中。从矿井揭露的资料看，受灾区岩溶极为发育。溶洞与溶洞的间距不到100米，而且中上部石灰岩中发育的溶洞大部份与上覆的松散堆积层沟通。随着地下水位的下降。溶洞充填物的压实。在地表上形成许多大小不一的塌陷坑。矿坑中经常遇见突水、突泥现象。由于受灾区背靠高山，前临河流，原来的地下水极为丰富，地下水迳流由北东向南西排泄，排泄条件好，因此在该区形成许多溶洞。随着珍地至雪山一带石灰岩的开采水平不断深入，矿井的疏干作用。形成较大的降水漏斗，整个受灾区变成一个大的海棉体，随时会被压实、塌陷。
3 地质灾害成因分析
3.1高边桥区域
高边桥区域塌陷坑等地质灾害主要形成于2001年，大多为旧塌陷坑。塌陷坑的形成并导致民居受损的主要原因是：
受灾区的基岩(石灰岩)中溶洞比较发育，其顶部松散的残坡积覆盖层。由于导水断层的疏干作用，使与松散盖层相沟通的溶洞发生溶洞塌陷或溶洞充填物的滑落现象，导致地面发生塌陷坑；再加上在浅部开采的D7、D8号矿硐开采石灰岩矿，造成地下水降落漏斗范围加大，上覆松散盖层失去浮托力而失稳，加快了致塌的速度。另凹凸不平的石灰岩基岩面，使松散盖层发生不均匀沉降，造成受灾区范围内的民房破坏程度不一。连续降雨对松散盖层的岩土体起到充水增重和软化作用，加速了岩溶地面塌陷。今年6月份4、5号台风带来的强降雨，也造成一些新的塌陷及新的地裂隙、裂缝。
总之，高边桥区域地面塌陷的主要根源是房子建在一个随时可能发生地质灾害的地质体上，加上自然因素(如下雨)的影响，以及底部采矿活动促进并加快了受灾区致塌的速度。
3.2安仔-内畲区域
此处地质灾害发生的原因与高边桥区域大致相同。不过由于采矿方法及开采深度的不同，灾害发生的时间和严重程度有所不同。具体原因有以下几方面：
1、受灾区顶部覆盖层为松散状下二叠统童子岩组泥岩的残坡积物，厚度约35～55m；地面坡度25～35°。今年6月份4、5号台风带来的强降雨，对松散盖层的岩土体起到充水增重和软化作用，使部分房屋前后边坡发生滑动而引起的房屋损坏。
2、受灾区底部基岩为可溶性石灰岩，不远处有向北流去的坡降比较大的小溪，灰岩上界面高于当侵蚀基准面，因此溶洞发育是肯定的。溶洞的存在是岩溶地面发生塌陷的前提条件。
3、受灾区下部凹凸不平的石灰岩基岩面。使得其上部的松散盖层发生不均匀沉降，造成受灾区范围内的民房受到不同程度的破坏。
4、该区下部石灰岩矿的开采，一方面造成地下水漏斗的扩大；另一方面，揭穿导水断层和封闭质量很差(或未封闭)的钻孔时，就对石灰岩上覆的松散盖层的地下水起到疏干作用，促进并加快地面塌陷坑的形成并最终导致地面房屋的损坏。
4 岩溶地面塌陷的形成机理
1、受灾区的基岩为可溶性石灰岩，又处在河流的边缘，所以溶洞发育，尤其是与松散盖层沟通的溶洞在地表上已形成许多塌陷坑。这一条件是本次岩溶地面塌陷的基础，即使这次没有发生，将来也会发生，并且有可能扩大受灾范围。
2、受灾区顶部松散覆盖层厚度在5～15米，岩性为山坡上的下二叠统童子岩组泥岩垮落下来的残坡积物和栖霞组顶部的燧石灰岩、硅质岩的风化残积物。其厚度和岩性是岩溶地面塌陷的理想覆盖层。
3、本次发生的塌陷坑和受灾较严重的地方正好处在一条导水断层上，由于地下水通过该导水断层进入与断层沟通的巷道，然后疏干，引发已沟通松散盖层的溶洞发生塌陷。
4、受灾区底部矿井开采石灰矿，疏干了地下水，造成地下水降落漏斗范围加大，使得上覆松散盖层失去浮托力而失稳，加快了致塌的速度。加上本来就已凹凸不平的石灰岩基岩面，刚软相碰，使得受灾区范围内的松散盖层发生不均匀沉降。造成受灾区范围内的民房破坏程度不一。
5、2006年4月15～20日的连续降雨对松散盖层的岩土体起到充水增重和软化作用，以及垂直渗透潜蚀作用，加速了岩溶地面塌陷。湖上—珍地一带几次地质灾害都是发生在4～10月的雨季。
5 几点启示
1、居住区建设前应按照有关法规要求进行工程地质勘查，查明影响各建(构)筑物稳定性的不利因素，并提出工程措施建议，为设计提供可靠依据。设计应对不良地质条件采取可靠的治理措施。
2、下列地段和地区不能选为居住区：
(1)地震断层和设防烈度高于九度的地震区；
(2)有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害的地段；
(3)采矿陷落(错动)区界限内；
(4)爆破危险范围内；
(5)坝或堤决溃后可能淹没的地区；
(6)IV级自重湿陷性黄土、厚度大的新近堆积黄土、高压缩性的饱和黄土和III级膨胀土等工程地质恶劣地区；
(7)具有开采价值的矿藏区。
3、居住区不能位于向大气排放有害气体、烟、雾、粉尘等有害物质的工业企业、废料场及尾矿场全年最大频率风向的下风侧。
4、居住区下部，不应进行采矿活动。如果必要采矿，必须进行充分的安全技术论证，保证地表建(构)筑物的安全。
5、该地面塌陷区范围内，目前仍有少数人居住。应抓紧进行搬迁。
6、该区域内浅部开采的石灰岩矿都已关闭。塌陷区范围内的居民全部搬迁后，该区域内的石灰岩资源，就可得到开发利用。此矿产资源的开采，应进行资源整合、统一规划，实现规范、安全生产。
(编辑 陈志华), http://www.100md.com(王超鹏)
2006年8月中旬，安溪县湖上乡陆陆续续下了几场雨。虽然每场雨不是很大，但间隔不长。8月20日前后，安溪县湖上村高边桥及安仔一内畲区域发现了几处地面塌陷坑，这些塌陷坑分布在东西向长近800米，南北向宽近400米，面积达近30万米2的范围内，其中，高边桥区域近12万米2，安仔一内畲区域近18万米2。地质灾害的基本情况如下：
1、高边桥区域：在该区域共发现有多个大小不一的塌陷坑，其中1个为2008年6月中旬4号台风时发生的，其余大都为旧塌陷坑。在塌陷坑周围有多处民房受损；另外。该区域可见多处小滑坡。据调查，该区域发生大规模地面塌陷坑是在2001年4月以后。尔后这里被列为搬迁区，目前仍有少数人居住。
2、安仔-内畲区域：该处地质灾害的表现形式，一是发现有多个大小不等的塌陷坑；二是地表产生多条地裂缝或裂隙，走向大致近东西方向，并依次向南错落；三是多幢民居的墙体及周围地面发生开裂或底鼓等现象。
本人对以上区域发生地面塌陷的成因进行浅析。并提出几点对策(启示)，以供居住区选址时借鉴。
2 受灾区的地质背景
2.1地形地貌特衍
整个受灾区座落在一座单面山坡上，东西长约400米。南北宽200米，呈南东走向。北高南低，南边是湖珍溪。地形陡峻，最高山峰海拔标高+656米，最低海拔标高为湖珍溪+490米，坡度为30～50度。冲沟切割甚剧，水土流失严重，人工堆积物、滑坡、岩溶塌陷和滚石随处皆是，地形遭受严重破坏。
2.2地质概况
受灾区的基岩以不同时期的碳酸岩系为主。上部主要为下二叠统栖霞组。该组地层岩性上部为一套含燧石灰岩和硅质岩。易破碎成小颗粒；中部为一套质纯的微晶灰岩，晶间孔隙、溶隙发育，易形成溶洞；下部为一套透辉石角岩。是主要隔水岩组，是形成溶洞的有利条件。下部为上石炭统船山组灰岩。
基岩上部覆盖一层5～20米厚的松散堆积层，松散堆积物主要为山坡上部下二叠统童子岩组泥岩垮落下来的残坡积物和栖霞组顶部燧石灰岩和硅质岩风化残积物，以粘土、亚粘土、砂、碎石为主。
受灾区构造相对复杂。区域上处于感德—长坑背斜的东翼，受北北东向构造影响较为历害。
2.3岩溶与水文地质概况
受灾区地下水有孔隙水和岩溶水两种。孔隙水赋存于上部松散堆积层中，由于受灾区底部有5个矿井在开采石灰石矿，矿井的疏干作用，已形成地下水下降漏斗。目前上部松散堆积层的孔隙已成为地表水和深部地下水的连通通道，不再是所谓的地下含水层。
岩溶水赋存于碳酸盐岩的溶隙、溶孔、溶洞中。从矿井揭露的资料看，受灾区岩溶极为发育。溶洞与溶洞的间距不到100米，而且中上部石灰岩中发育的溶洞大部份与上覆的松散堆积层沟通。随着地下水位的下降。溶洞充填物的压实。在地表上形成许多大小不一的塌陷坑。矿坑中经常遇见突水、突泥现象。由于受灾区背靠高山，前临河流，原来的地下水极为丰富，地下水迳流由北东向南西排泄，排泄条件好，因此在该区形成许多溶洞。随着珍地至雪山一带石灰岩的开采水平不断深入，矿井的疏干作用。形成较大的降水漏斗，整个受灾区变成一个大的海棉体，随时会被压实、塌陷。
3 地质灾害成因分析
3.1高边桥区域
高边桥区域塌陷坑等地质灾害主要形成于2001年，大多为旧塌陷坑。塌陷坑的形成并导致民居受损的主要原因是：
受灾区的基岩(石灰岩)中溶洞比较发育，其顶部松散的残坡积覆盖层。由于导水断层的疏干作用，使与松散盖层相沟通的溶洞发生溶洞塌陷或溶洞充填物的滑落现象，导致地面发生塌陷坑；再加上在浅部开采的D7、D8号矿硐开采石灰岩矿，造成地下水降落漏斗范围加大，上覆松散盖层失去浮托力而失稳，加快了致塌的速度。另凹凸不平的石灰岩基岩面，使松散盖层发生不均匀沉降，造成受灾区范围内的民房破坏程度不一。连续降雨对松散盖层的岩土体起到充水增重和软化作用，加速了岩溶地面塌陷。今年6月份4、5号台风带来的强降雨，也造成一些新的塌陷及新的地裂隙、裂缝。
总之，高边桥区域地面塌陷的主要根源是房子建在一个随时可能发生地质灾害的地质体上，加上自然因素(如下雨)的影响，以及底部采矿活动促进并加快了受灾区致塌的速度。
3.2安仔-内畲区域
此处地质灾害发生的原因与高边桥区域大致相同。不过由于采矿方法及开采深度的不同，灾害发生的时间和严重程度有所不同。具体原因有以下几方面：
1、受灾区顶部覆盖层为松散状下二叠统童子岩组泥岩的残坡积物，厚度约35～55m；地面坡度25～35°。今年6月份4、5号台风带来的强降雨，对松散盖层的岩土体起到充水增重和软化作用，使部分房屋前后边坡发生滑动而引起的房屋损坏。
2、受灾区底部基岩为可溶性石灰岩，不远处有向北流去的坡降比较大的小溪，灰岩上界面高于当侵蚀基准面，因此溶洞发育是肯定的。溶洞的存在是岩溶地面发生塌陷的前提条件。
3、受灾区下部凹凸不平的石灰岩基岩面。使得其上部的松散盖层发生不均匀沉降，造成受灾区范围内的民房受到不同程度的破坏。
4、该区下部石灰岩矿的开采，一方面造成地下水漏斗的扩大；另一方面，揭穿导水断层和封闭质量很差(或未封闭)的钻孔时，就对石灰岩上覆的松散盖层的地下水起到疏干作用，促进并加快地面塌陷坑的形成并最终导致地面房屋的损坏。
4 岩溶地面塌陷的形成机理
1、受灾区的基岩为可溶性石灰岩，又处在河流的边缘，所以溶洞发育，尤其是与松散盖层沟通的溶洞在地表上已形成许多塌陷坑。这一条件是本次岩溶地面塌陷的基础，即使这次没有发生，将来也会发生，并且有可能扩大受灾范围。
2、受灾区顶部松散覆盖层厚度在5～15米，岩性为山坡上的下二叠统童子岩组泥岩垮落下来的残坡积物和栖霞组顶部的燧石灰岩、硅质岩的风化残积物。其厚度和岩性是岩溶地面塌陷的理想覆盖层。
3、本次发生的塌陷坑和受灾较严重的地方正好处在一条导水断层上，由于地下水通过该导水断层进入与断层沟通的巷道，然后疏干，引发已沟通松散盖层的溶洞发生塌陷。
4、受灾区底部矿井开采石灰矿，疏干了地下水，造成地下水降落漏斗范围加大，使得上覆松散盖层失去浮托力而失稳，加快了致塌的速度。加上本来就已凹凸不平的石灰岩基岩面，刚软相碰，使得受灾区范围内的松散盖层发生不均匀沉降。造成受灾区范围内的民房破坏程度不一。
5、2006年4月15～20日的连续降雨对松散盖层的岩土体起到充水增重和软化作用，以及垂直渗透潜蚀作用，加速了岩溶地面塌陷。湖上—珍地一带几次地质灾害都是发生在4～10月的雨季。
5 几点启示
1、居住区建设前应按照有关法规要求进行工程地质勘查，查明影响各建(构)筑物稳定性的不利因素，并提出工程措施建议，为设计提供可靠依据。设计应对不良地质条件采取可靠的治理措施。
2、下列地段和地区不能选为居住区：
(1)地震断层和设防烈度高于九度的地震区；
(2)有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害的地段；
(3)采矿陷落(错动)区界限内；
(4)爆破危险范围内；
(5)坝或堤决溃后可能淹没的地区；
(6)IV级自重湿陷性黄土、厚度大的新近堆积黄土、高压缩性的饱和黄土和III级膨胀土等工程地质恶劣地区；
(7)具有开采价值的矿藏区。
3、居住区不能位于向大气排放有害气体、烟、雾、粉尘等有害物质的工业企业、废料场及尾矿场全年最大频率风向的下风侧。
4、居住区下部，不应进行采矿活动。如果必要采矿，必须进行充分的安全技术论证，保证地表建(构)筑物的安全。
5、该地面塌陷区范围内，目前仍有少数人居住。应抓紧进行搬迁。
6、该区域内浅部开采的石灰岩矿都已关闭。塌陷区范围内的居民全部搬迁后，该区域内的石灰岩资源，就可得到开发利用。此矿产资源的开采，应进行资源整合、统一规划，实现规范、安全生产。
(编辑 陈志华), http://www.100md.com(王超鹏)