地質(zhì)災(zāi)害防治工程電子教案5

第五章巖溶塌陷分析與防治中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）

概述巖溶塌陷的形成條件和地質(zhì)模式巖溶塌陷的成因巖溶塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià)巖溶塌陷防治提要第一節(jié)概述

一、定義

巖溶：水（包括地表水和地下水）對(duì)可溶性巖石進(jìn)行的以化學(xué)溶蝕作用為主的改造和破壞地質(zhì)作用以及由此產(chǎn)生的地貌及水文地質(zhì)現(xiàn)象的總稱。

巖溶作用：以化學(xué)溶蝕為主，同時(shí)還包括機(jī)械破碎、沉積、坍塌、搬運(yùn)等作用，是一個(gè)化學(xué)－物理相結(jié)合的綜合作用。

可溶性巖石包括碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物等。

巖溶現(xiàn)象：1、形成獨(dú)特的地貌大的地貌形態(tài)及蝕變：峰叢（溶蝕）；峰林（溶盆）；溶蝕平原地表形態(tài)正形態(tài)：石林、石筍、峰林、孤峰。負(fù)形態(tài)：溶溝、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。地下形態(tài)：溶洞、溶隙、暗河。2、形成獨(dú)特的水文地質(zhì)現(xiàn)象：水文地質(zhì)條件復(fù)雜化；透水性增大，流態(tài)、動(dòng)態(tài)及不均勻性增大等。貴州省畢節(jié)縣的織金洞，原名打雞洞。位于縣城東北23公里處織金洞是一個(gè)多格局、多層次、多類型的高位旱洞，洞內(nèi)巖溶生長獨(dú)特，景物規(guī)模宏大，雄偉壯觀，千姿百態(tài)，精妙絕倫。全洞初勘長12.1公里，面積達(dá)70平方米，兩壁最寬處173米，垂直高度多在50至60米，最高處達(dá)150米。洞內(nèi)空間開闊，地形起伏迭宕，巖溶堆積物達(dá)40多種，囊括了世界溶洞所有的形態(tài)類別。陽朔銀子巖溶洞

“天坑”是巖溶(又稱“喀斯特”)地區(qū)地下河運(yùn)行形成大面積塌陷造成的，它與常說的“巖溶漏斗”不同，巖溶漏斗一般是斜坡，上寬下窄，天坑則是四壁巖石峭立，深度百米至數(shù)百米以上，猶如一個(gè)巨大無比的“桶”。這個(gè)“桶”，口徑從近百米至數(shù)百米不等，容積從10萬立方米至1億立方米以上。天坑形狀奇特，地處僻壤，坑上坑下林木蔥郁，如果能進(jìn)入“桶”底，更覺神奇。天坑在國內(nèi)外均有發(fā)現(xiàn)。我國重慶開隆縣、奉節(jié)縣，四川興文縣，廣西樂業(yè)縣、巴馬縣等地都先后發(fā)現(xiàn)了天坑，當(dāng)?shù)厝朔謩e稱其為“石圍”、“石院”、”巖灣”、“漩坑”、“龍缸”等，國外說法也不一樣，一般稱為Greatdoline(大漏斗)。我國有關(guān)專家認(rèn)為稱其為“天坑”最確切，故取名為“巖溶天坑”(Karst

tiankeng)，簡稱“天坑”。

二、我國巖溶分布特征

世界大陸75%為沉積巖，15%為碳酸鹽巖，約4000萬Km2為可溶巖。我我國碳酸鹽分布面積334萬Km2

，約占國土面積的36%。川、黥、桂、湘、鄂等是我國主要的巖溶區(qū)。我國地跨熱帶、亞熱帶和溫帶不同氣候區(qū)，形成不同氣候區(qū)獨(dú)特的巖溶類型及特征。我國南方地區(qū)化學(xué)作用為主,地貌景觀以石芽、石柱峰叢、峰林,大峽谷,溶洞等為特色。云臺(tái)山地處位于河南省修武縣

我國北方地區(qū)氣溫低，溶蝕速度要慢很多,水不是參與作用的主要原因，而是以斷裂、崩塌等物理因素為主的破壞。三、巖溶工程地質(zhì)研究的意義

一方面,巖溶地區(qū)形成優(yōu)美的自然風(fēng)景.充分利用巖溶洞穴作為地下工程等。另一方面,生態(tài)環(huán)境脆弱，水旱及地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。在該地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)常常會(huì)遇到一些特殊的工程地質(zhì)問題。主要有：巖溶滲漏，引發(fā)地區(qū)塌陷，造成坑道涌水、突水、滑落。

據(jù)廣西39個(gè)巖溶山地縣統(tǒng)計(jì)，在已建的260座大水庫中，有明顯滲漏的（設(shè)計(jì)效益與實(shí)際效益相比低于80％者）有92座。1.水利水電工程滲漏、潰壩、誘發(fā)地震

廣西龍州縣金龍水庫巖溶滲漏廣西蘋果縣敢懷水庫巖溶滲漏

2.道路工程路基、站場、橋梁地基穩(wěn)定性、地基塌陷

我國東部巖溶區(qū)，鐵路4010公里，巖溶塌陷376處，近十年間中斷車1860小時(shí)，顛覆列車3次。3.地下工程

涌水、突水、巖溶冒落4.工民建

地基穩(wěn)定性、塌陷問題

自1977年至今，武漢地區(qū)先后發(fā)生6次巖溶地面塌陷：1977年，漢陽中南軋鋼常堆料場塌陷；1988年，武昌陸家街塌陷和阮家巷塌陷；1999年，毛坦村小學(xué)塌陷；2000年2月，武昌司法學(xué)校塌陷；2000年4月，青菱鄉(xiāng)烽火村塌陷

1988年5月10日，武昌陸家街地面塌陷，圓形塌坑，直徑22M，深10余米，十間民房、大樹、電線桿等塌入坑中，引起附近工廠、學(xué)校、住宅墻體、地坪變形、開裂。

2000年4月6日下午4時(shí)－8時(shí)，洪山區(qū)青菱鄉(xiāng)烽火村地面塌陷。陷坑18個(gè)，最大陷坑長63米、深6－7米；最小陷坑1－2長，深小于2米。陷坑帶呈近東西向分布，散分在東西300米、南北250米的范圍內(nèi)。有2棟民房完全倒塌，有16棟民房出現(xiàn)不同程度的開裂、破損。該村196戶、990余名村民無一人傷亡。桂林至梧州市高速公路與桂林市外環(huán)高速路段相接處，發(fā)現(xiàn)大量巖溶塌陷。這一罕見的巖溶地面塌陷群發(fā)生在位于臨桂縣會(huì)仙鎮(zhèn)馬面村以南約2公里處正在施工的路基。已發(fā)現(xiàn)有85個(gè)塌陷溶洞，分布在2公里長新辟的路基上，直徑最小為1米，大至10多米，最淺的為1米，最深的3米多。

幾乎所有的塌陷洞內(nèi)都涌積清澈的地下水，水位埋深1～3米，可測水深達(dá)3米多，不少塌陷洞內(nèi)可見基巖出露。洞內(nèi)的水位抽幾天都不見下降。經(jīng)壓路機(jī)碾壓過的泥土路基，陷坑分布密度驚人，僅在1處約100多米長的路段，就發(fā)現(xiàn)有32個(gè)。在今年4月修路基時(shí)就陸續(xù)發(fā)現(xiàn)塌陷，修涵洞時(shí)就遇到過2個(gè)溶洞，投了100多立方石頭才填滿。現(xiàn)在看到的塌陷大部分都經(jīng)挖掘機(jī)車清理，準(zhǔn)備填充石料。據(jù)了解隨著工程施工鋪開，近日又新出現(xiàn)了10多個(gè)塌陷。佛羅里達(dá)州溫特帕克的落水洞（a）開始沉下去不久，注意昂貴的賽車掉入坑內(nèi)。（b）從空中看，這個(gè)坑幾乎完全對(duì)稱。（c）堵塞后的景觀，落水洞地區(qū)現(xiàn)在成了一個(gè)城市公園。第二節(jié)巖溶塌陷的形成條件和地質(zhì)模式一、巖溶塌陷的條件主要有：發(fā)育有淺層開口巖溶洞、隙可溶巖。一定厚度的松散覆蓋層，如松軟土層或破碎似松散體的基巖。易于改變的地下水動(dòng)力條件。二、巖溶區(qū)特征1．巖溶發(fā)育程度分區(qū)在了解區(qū)域巖溶發(fā)育與分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，綜合分析物探、鉆探及各項(xiàng)測試資料，研究確定巖溶的發(fā)育程度和分布特征，進(jìn)行巖溶發(fā)育程度分區(qū)。對(duì)于覆蓋巖溶區(qū)，劃分標(biāo)志主要考慮鉆孔巖溶率、鉆孔遇洞率、富水性及覆蓋層下隱伏巖溶形態(tài)的發(fā)育情況。2．松散覆蓋層的巖性結(jié)構(gòu)類型與厚度及其分布研究確定覆蓋層巖性結(jié)構(gòu)類型與分布特征及其厚度變化，進(jìn)行巖性結(jié)構(gòu)類型與厚度分區(qū)。松散沉積物的厚度一般可分為以下四級(jí)：薄：厚度＜10m；中厚：厚度10～30m；厚：厚度30～50m；巨厚：厚度＞50m。3．巖溶地下水的賦存狀態(tài)與動(dòng)力特征確定巖溶水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，補(bǔ)、徑、排條件與分布特征，富水層（帶）或主徑流帶的位置，巖溶水的水力狀態(tài)與動(dòng)力特征。通過不同時(shí)期等水位線圖，確定巖溶地下水的流向、坡降及其與其它類型地下水和地表水的補(bǔ)排轉(zhuǎn)換關(guān)系。對(duì)覆蓋巖溶區(qū)，著重調(diào)查研究第四系潛水與巖溶水組成雙層含水層的分布及其特征。確定巖溶水動(dòng)力條件易變及其作用較活躍的地段，這些地段主要有：巖溶水主徑流帶、巖溶水排泄區(qū)或與地表水轉(zhuǎn)換密切的地段、第四系潛水和巖溶水雙層含水結(jié)構(gòu)分布的地段、水位較淺而變幅較大或水位在基巖面附近波動(dòng)頻繁的地段、以及抽排水降落漏斗影響范圍內(nèi)等。三、巖溶塌陷的地質(zhì)模式巖溶塌陷的地質(zhì)模式是其形成條件組合特征的概括，反映其形成條件的差異。其劃分主要考慮塌陷蓋層的巖性結(jié)構(gòu)、含水結(jié)構(gòu)、巖溶水位與基巖面及上覆土層水的關(guān)系。當(dāng)覆蓋層厚度變化較大時(shí)，還可按其厚度作進(jìn)一步劃分。巖溶塌陷地質(zhì)模式中各形成條件的組合因子列于下表，可根據(jù)實(shí)際的組合情況具體劃分，并根據(jù)其分布確定主要的幾種地質(zhì)模式。巖溶塌陷地質(zhì)模式的組合因子第三節(jié)巖溶塌陷的成因

形成塌陷的原因很多。如潛蝕、真空吸蝕、振動(dòng)、土體軟化、建筑荷載。目前認(rèn)識(shí)尚不一致。因當(dāng)?shù)貤l件不同，產(chǎn)生塌陷的原因而不同，也可能是以一種原因?yàn)橹鲗?dǎo)，多種因素綜合作用的結(jié)果。

1、潛蝕作用

潛蝕論是1898年俄國學(xué)者巴浦洛夫提出的，在國內(nèi)外地質(zhì)界長期被接受并加以應(yīng)用。

在覆蓋型巖溶區(qū)，下伏存在溶蝕空洞，地下水經(jīng)覆蓋層向空洞滲流(或地下水位下降時(shí)，水力梯度增大)。在一定的水壓力作用下，地下水對(duì)土體或空隙中的充填物進(jìn)行沖蝕、掏空。從而在洞體頂板處的土體開始形成土洞,隨著土洞的不斷擴(kuò)大，最終引發(fā)動(dòng)洞頂塌落。當(dāng)土層較厚或有一定深度時(shí)，可以形成塌落拱而維持上伏土層的整體穩(wěn)定。當(dāng)土堆較薄時(shí)，土洞不能形成平衡。2真空吸蝕效應(yīng)

真空吸蝕論是我國徐衛(wèi)國等于1979年提出的，國內(nèi)也普遍接受這一論點(diǎn)。

巖溶網(wǎng)絡(luò)的封閉空腔（溶洞或土洞）中，當(dāng)?shù)叵滤淮蠓认陆档娇涨簧w層底面下時(shí)，地下水由承壓轉(zhuǎn)為無壓,空腔上部便形成低氣壓狀態(tài)的真空，產(chǎn)生抽吸力,吸蝕頂板的土顆粒.同時(shí)內(nèi)外壓作用，覆蓋層表面出現(xiàn)一種“沖壓”作用，從而加速土體破壞。3壓強(qiáng)差效應(yīng)

壓強(qiáng)差是指巖溶空腔與松散介質(zhì)（或土洞）接觸面上下側(cè)水、氣流體，因巖溶管道水位變化而產(chǎn)生相應(yīng)的壓強(qiáng)差值.4自重效應(yīng)

雨水入滲后，蓋層飽和容重比干容重一般增加30%-40%。使土拱承受更大的重量，導(dǎo)致塌陷。5浮力效應(yīng)

巖土體位于地下水位之中，當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r(shí)，除產(chǎn)生壓強(qiáng)差效應(yīng)外，土體的浮托力也隨之減小，產(chǎn)生塌陷。6土體強(qiáng)度效應(yīng)土體吸水飽和后，土體抗剪強(qiáng)度降低，土拱抗塌力減小，產(chǎn)生塌陷。7其他效應(yīng)振動(dòng)效應(yīng)荷載效應(yīng)酸液效應(yīng)由于抽水引起灰?guī)r充填物的地下侵蝕:

A.水位下降前的平衡狀態(tài)；B.水位下降，隨著向上侵蝕過程使通道被排空，出現(xiàn)活躍的地下侵蝕（潛蝕進(jìn)入開闊的洞穴）；C.洞穴的頂部逐漸坍陷，可能短期內(nèi)受鈣化礫石層的抑制；D.最后的拱頂坍陷，形成了被同心球狀張力裂縫包圍的落水洞第四節(jié)巖溶塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

巖溶塌陷穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)包括：塌陷堆積體（簡稱塌陷體）、土洞及淺埋巖溶洞隙等三個(gè)方面的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。一、塌陷體的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

塌陷體的穩(wěn)定性主要根據(jù)塌陷的微地貌特征、堆積物的性狀及地下水埋藏與活動(dòng)情況等因素進(jìn)行定性評(píng)價(jià)見表。二、土洞穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)（一）土洞穩(wěn)定性的定性評(píng)價(jià)土洞的穩(wěn)定性主要取決于土洞的發(fā)育狀況，還和它的埋藏深度有關(guān)。土洞的發(fā)育狀況可分為①正在持續(xù)擴(kuò)展的土洞；②正在間歇性地緩慢擴(kuò)展的土洞；③處于休止?fàn)顟B(tài)的土洞和④處于消亡狀態(tài)的土洞。其穩(wěn)定性的定性評(píng)價(jià)如下表。從表可見，處于休止?fàn)顟B(tài)的土洞其穩(wěn)定性主要取決于土洞頂板埋深或其與安全臨界厚度之比。前者作為定性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，是一個(gè)概略的經(jīng)驗(yàn)值。由于缺乏系統(tǒng)深入的研究和資料積累，還難以充分考慮土體巖性結(jié)構(gòu)和性狀等因素的影響，尚待在今后的實(shí)踐中補(bǔ)充完善。（二）土洞穩(wěn)定性的半定量評(píng)價(jià)主要是計(jì)算土洞頂板的安全臨界厚度。由于受勘探測試手段的限制，很難查清土洞的實(shí)際形態(tài)和取得完全符合實(shí)際的土體物理力學(xué)參數(shù)，因此其計(jì)算是半定量的。1．成拱分析法（普羅特尼可夫塌落拱理論）當(dāng)洞隙頂板巖體被密集裂隙切割呈塊狀或碎塊狀時(shí)，或處于松散層中的土洞，可認(rèn)為頂板將成拱形塌落，而其上荷載及巖、土體則由拱自身承擔(dān)（圖）。此時(shí)破裂拱高h(yuǎn)為：式中，h——破裂拱高（安全臨界高度，m）；

h0——洞隙高度（m）；

b——洞隙寬度之半（m）；

Φ——內(nèi)摩擦角（度）；

f——堅(jiān)固系數(shù)（普氏系數(shù)）；

R——巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）；

σn——粘性土剪切面上的正壓力；

c——土的粘聚力。A—天然拱；B—壓力拱；C—破壞拱2．坍塌平衡法

土洞頂板土體的平衡條件（見圖）是：式中，G———ABDC土體自重；

F———側(cè)壁摩擦阻力；

H0———極限平衡時(shí)的頂板厚度（安全臨界厚度）；

D———土洞跨度；

γ———土體密度；

λ———側(cè)壓力系數(shù)；

φ———內(nèi)摩擦角。如為圓形土洞，洞徑為D，則：3．頂板坍塌堵塞法對(duì)于頂板較破碎的洞隙或土洞頂板，在洞內(nèi)無水流搬運(yùn)遷移的情況下，坍落后其體積松脹，當(dāng)坍塌到一定高度時(shí)，洞體將被完全堵塞，此時(shí)可認(rèn)為洞體空間已被支撐，不再向上擴(kuò)展。其所需的坍塌高度（即安全臨界高度）h1可估算如下：三、淺埋巖溶洞隙的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)（一）淺埋巖溶洞隙穩(wěn)定評(píng)價(jià)的原則當(dāng)巖溶洞隙基巖頂板厚度過薄或軟弱破碎時(shí)，將會(huì)喪失穩(wěn)定而垮塌，如基巖埋藏較淺、覆土厚度不大，則可能造成地面塌陷，成為基巖塌陷。因此，對(duì)淺埋的巖溶洞隙，需要進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。確定評(píng)價(jià)與否的洞隙埋深值，除主要受洞隙規(guī)模影響外，還受基巖埋深、覆土的巖性結(jié)構(gòu)與性狀及地下水位埋深等因素的影響，一般可考慮為10m～20m。當(dāng)上述因素的組合有利于洞隙的穩(wěn)定時(shí)，可考慮選用小值；當(dāng)各因素的組合不利時(shí)，可考慮選用大值。在一般情況下，也可考慮選用中間值15m。洞隙穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)一般采用定性評(píng)價(jià)與半定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法。定性評(píng)價(jià)是洞隙穩(wěn)定條件的地質(zhì)分析，是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)；半定量評(píng)價(jià)盡管計(jì)算方法比較嚴(yán)密，但限于條件的概化難以完全符合實(shí)際，其邊界和參數(shù)的確定也難以達(dá)到足夠的精度，因此只能起到補(bǔ)充和核對(duì)的作用。（二）洞隙穩(wěn)定性的定性評(píng)價(jià)

根據(jù)洞隙的穩(wěn)定條件和影響穩(wěn)定的各種因素，綜合分析評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性見表。洞隙穩(wěn)定性定性評(píng)價(jià)（三）洞隙穩(wěn)定性的半定量評(píng)價(jià)

1．洞隙頂板的安全厚度評(píng)價(jià)對(duì)于比較完整的微風(fēng)化堅(jiān)硬巖石組成的洞隙頂板，根據(jù)大量的洞隙地基工程實(shí)例調(diào)查統(tǒng)計(jì)，其安全厚度主要與洞跨有關(guān)，一般洞隙厚跨比，即為穩(wěn)定安全，有的甚至可達(dá)到

。

2．結(jié)構(gòu)力學(xué)近似分析法（1）按洞隙頂板抗彎厚度計(jì)算按板梁受力情況，其受力彎矩按下列情況計(jì)算：

A．當(dāng)頂板跨中有裂縫，頂板兩端支座巖石堅(jiān)固完整時(shí)，按懸臂梁計(jì)逄：

B．當(dāng)裂隙位于支座處，而頂板較完整時(shí)，按簡支梁計(jì)算：

C．若支座和頂板巖石均較完整、裂隙膠結(jié)良好時(shí)，按兩端因定梁計(jì)算：抗彎驗(yàn)算：（對(duì)于矩形梁：）故式中，M———彎矩（kN·m）；

q———頂板所受總荷載，q＝q1＋q2＋q3；

q1———頂板厚為h的巖石自重（kN／m）；

q2———頂板覆土層自重（kN／m）；

q3———頂板上附加荷載（kN／m）；

l———洞隙跨度（m）；

σ———彎曲應(yīng)力（kPa）；［σ］———抗彎強(qiáng)度（kPa），對(duì)灰?guī)r一般取抗壓強(qiáng)度的1．10～0．125；

b———梁板的寬度（m）；

h———頂板巖層厚度（m）。（2）按洞隙頂板抗剪的安全厚度驗(yàn)算：由下列極限平衡條件計(jì)算頂板厚度h：式中，F(xiàn)———上部荷載傳至頂板的豎向力（kN）；

G———頂板巖土自重（kN）；

U———洞體頂板處平面周長（m）；

frv———頂板巖體的抗剪強(qiáng)度，對(duì)灰?guī)r一般取抗壓強(qiáng)度的0.06～0.13（kPa）。除上述計(jì)算公式外，應(yīng)用于土洞穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的成拱分析法，坍塌平衡法及坍塌堵塞法等計(jì)算公式，也可利用。一、防治規(guī)劃

巖溶塌陷的防治應(yīng)在勘查成果的基礎(chǔ)上，制訂統(tǒng)一的防治規(guī)劃，按其輕重緩急，逐步實(shí)施，以取得最優(yōu)的效果。一）巖溶塌陷防治規(guī)劃的依據(jù)

1.巖溶塌陷的形成模式巖溶塌陷的形成模式包括塌陷的成因、形成條件和形成機(jī)理的主導(dǎo)效應(yīng)等三個(gè)因素，這是塌陷的“病根”。從而確定防治的對(duì)象。

2.巖溶塌陷的評(píng)價(jià)預(yù)測分區(qū)通過評(píng)價(jià)預(yù)測分區(qū)，了解巖溶塌陷可能發(fā)生發(fā)展的地段及其危險(xiǎn)程度，從而估計(jì)其危害性和防治的迫切性，確定防治的部位及布署。當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與工程建設(shè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃。一方面，從中了解當(dāng)?shù)貙?duì)塌陷防治的需要及其程度；另一方面，也從中了解人為動(dòng)力因素在今后的變化及其對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響，以便更好地預(yù)測塌陷的發(fā)展趨勢，使塌陷防治更能滿足資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)的需要。第五節(jié)巖溶塌陷防治二）巖溶塌陷防治規(guī)劃的主要內(nèi)容

巖溶塌陷的防治方案及其可行性論證。

巖溶塌陷的監(jiān)測預(yù)報(bào)及預(yù)警系統(tǒng)。

巖溶塌陷的預(yù)防措施。

巖溶塌陷的治理措施。

巖溶塌陷防治工程的布署及其實(shí)施步驟與要求。

巖溶塌陷防治工程的管理與質(zhì)量監(jiān)督。二、巖溶塌陷的預(yù)防巖溶塌陷的預(yù)防應(yīng)針對(duì)不同的塌陷形成模式和不同的工程類型，分別采取不同的措施。一）城市及工業(yè)民用建筑地區(qū)的塌陷預(yù)防

1．工程建筑區(qū)的總體布置應(yīng)使主要建筑物避開已有的土洞、塌陷地段，并盡量避開極易塌陷的危險(xiǎn)區(qū)。

2．對(duì)可能塌陷的地段，做好地表排水設(shè)施，防止?jié)B漏，對(duì)具化學(xué)侵蝕性的污水，應(yīng)在嚴(yán)格處理后排放，以免腐蝕排水設(shè)施而滲漏。

3．對(duì)城市及建筑區(qū)的抽水井（孔），應(yīng)統(tǒng)一嚴(yán)格管理，以地下水管理模型宏觀控制地下水位，按優(yōu)化采水方案和臨界水位控制井（孔）距、抽水量和降深以及抽水井（孔）段。

4．對(duì)塌陷危險(xiǎn)區(qū)的建筑物結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取防塌設(shè)計(jì)。防塌尺寸可根據(jù)當(dāng)?shù)匾阉拥膬?yōu)勢尺寸并考慮土層厚度影響加以修正。

5．對(duì)塌陷危險(xiǎn)區(qū)已有的重要建筑物，如其地基無可靠的防塌性能時(shí)，可采取防塌的預(yù)處理措施。一般常用的方法是在建筑物地基的薄弱地段，采取鉆孔灌漿或旋噴樁加固處理。二）供水源地的塌陷預(yù)防建立地下水的管理模型，以塌陷作為約束條件，提出最優(yōu)的采水方案，包括以下措施：

1．控制抽水井（孔）布局，使井（孔）距合理化。

2．以臨界水位控制抽水量和降深。

3．控制抽水層位和井（孔）段深度，應(yīng)封淺采深。

4．設(shè)置合理的井（孔）管過濾器，防止或減少水流攜帶砂土顆粒進(jìn)入井（孔）內(nèi)，導(dǎo)致土體流失而塌陷。

5．制定合理的抽水制度，減少水位波動(dòng)的頻率和變幅。如盡量避免時(shí)抽時(shí)停，使水位劇烈波動(dòng)；水位降深由小到大，緩慢下降，避免一次性大降深抽水。三）疏排水礦區(qū)塌陷的預(yù)防疏排水礦區(qū)的塌陷預(yù)防，關(guān)鍵是解決礦坑疏干排水強(qiáng)度、井下突水和地表水倒灌問題。

1．以臨界水力坡降控制疏排水強(qiáng)度，避免強(qiáng)排疏干，以防止地下水位突然大幅度下降，出現(xiàn)過大的水力坡降。應(yīng)采取緩排穩(wěn)排方法，使水位緩慢下降、降落漏斗緩慢擴(kuò)展，使其水力坡降控制在臨界范圍內(nèi)。

2．對(duì)于井巷的采掘，應(yīng)采取超前探水與掌子面封堵出水點(diǎn)的措施，防止突水；對(duì)于突水點(diǎn)，應(yīng)采用封堵突水點(diǎn)，并安設(shè)帶閘門導(dǎo)管，化突水為人工控制放水。

3．對(duì)地表河流可能塌陷倒灌的地段，可根據(jù)具體情況，采取混凝土鋪底，填堵塌陷坑、落水洞，圍截塌陷坑、落水洞或改河道等措施。

4．在地下水主要逕流方向上，選擇較狹窄的過水?dāng)嗝妫O(shè)置灌漿帷幕截?cái)嗟叵滤?，既可減少疏排水量，又可把疏干降落漏斗限制在小范圍內(nèi)，避免或減少大范圍的塌陷。以上措施也適用于交通隧洞、人防工程等地下工程建筑的塌陷預(yù)防。四）水庫塌陷的預(yù)防

水庫塌陷的預(yù)防主要是解決庫水滲漏和巖溶管道水氣壓力變化引起塌陷的問題。

1．壩前及庫底人工鋪蓋，可防止或減少庫底裂隙性滲漏，可防止或減緩塌陷的產(chǎn)生。但對(duì)于存在管道性滲漏的庫底則無效。

2．對(duì)庫區(qū)內(nèi)的落水洞或塌陷漏斗進(jìn)行圍截或填堵。前者效果較好但有時(shí)工程量過大；后者易受其下巖溶管道水氣壓力的活動(dòng)而破壞失效，應(yīng)與通氣調(diào)壓措施配合使用。

3．對(duì)庫內(nèi)的巖溶管道系統(tǒng)設(shè)置通氣調(diào)壓裝置，可防止塌陷的發(fā)育。

4．對(duì)于有滲漏現(xiàn)象的壩基，在長期的滲透潛蝕作用下可能產(chǎn)生壩基塌陷造成毀壩的嚴(yán)重事故。應(yīng)采取帷幕灌漿以阻止?jié)B漏。對(duì)于壩基基巖接觸面上的溶溝、溶槽未作徹底處理而產(chǎn)生滲漏時(shí)，應(yīng)在上游面沿壩基開挖清理作截水墻，并沿基巖接觸面作固結(jié)灌漿。五）交通干線的塌陷預(yù)防

1．在可能塌陷地段，設(shè)置完善的地面排水系統(tǒng)，以避免在其附近產(chǎn)生地表水的強(qiáng)烈滲漏，引起塌陷。

2．在可能塌陷地段的兩側(cè)一定范圍內(nèi)設(shè)置防護(hù)帶，禁止人工抽、排水活動(dòng)。防護(hù)帶的范圍應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膸r溶水文地質(zhì)條件和抽、排水點(diǎn)的具體情況確定，以地下水人工流場的變化不致引起塌陷為原則。

3．對(duì)通過有塌陷危險(xiǎn)的地段，可采用鉆孔注漿加固結(jié)合地面排水的預(yù)處理措施。如成昆線對(duì)其中可能產(chǎn)生巖溶塌陷的197.4km地段，進(jìn)行了以綜合物探為主與部分鉆探驗(yàn)證相結(jié)合的巖溶復(fù)查工作，查出異常點(diǎn)2817處，對(duì)其中最危險(xiǎn)的異常點(diǎn)，采取了以鉆孔注漿加固為主，結(jié)合地面排水的整治措施。其主要經(jīng)驗(yàn)如下：（1）注漿深度：對(duì)溶隙、溶蝕破碎帶在基巖面以下5m；對(duì)溶洞10～15m。（2）注漿孔距5m。（3）注漿壓力：基巖0.3～0.4MPa，不小于0.3MPa；土層：0．1～0.2MPa，不小于0.1MPa。三巖溶塌陷的治理一）治理原則

1．對(duì)于土洞和塌陷，除已充分論證其確屬穩(wěn)定不再發(fā)展的以外，都需要