地面塌陷工程地質勘查

① 　地面沉降勘查中解決的主要地質問題

6.2.1勘查的基本復要求

由於地面沉制降是由大規模抽汲地下流體所引起，具有分布范圍廣、沉降速率慢的特點，因此，地面沉降勘查應遵循以下原則：

6.2.1.1場地的工程條件

（1）查明場地沉積環境和年代，劃分地貌單元，特別應注意第四紀沉積、湖積或淺海相沉積的平原或盆地，以及古河道、窪地、河間地塊等微地貌情況；

（2）查明第四紀鬆散堆積物的岩性、厚度和埋藏條件，特別要查明硬土層和軟弱壓縮層的分布；

（3）測定在最大取水深度范圍內的主要可壓縮層和含水層的變形特徵；

6.2.1.2場地地下水埋藏條件

（1）查明第四紀含水層的水文地質特徵，包括含水量、岩性、顆粒組成、孔隙水、滲透性、井的單位出水量、水溫等；

（2）查明地下水埋藏深度和承壓性，以及各含水層之間或與地表水之間的水力聯系；

（3）查明地下水在天然條件下的補給、徑流、排泄條件及有關參數。

6.2.2地球物理勘查解決的主要地質問題

場地的工程條件：

（1）探測第四紀地層的空間分布、厚度、硬土層與軟弱土層的分布；

（2）探測第四紀地下水的埋藏深度、層位、含水層的岩性特徵及顆粒組成；

（3）探明古河道、窪地及河間地塊等微地貌情況。

② 地面突然塌陷的原因，危害，防治措施和解決辦法有哪些

地面塌陷是在一定條件下,自然動力或人為動力造成地表淺層岩土體向下陷落,在地面形成陷坑的動力地質作用或現象。那麼地面突然塌陷的原因、危害、防治措施和解決辦法有哪些呢？

一、地面突然塌陷的原因：
根據造成地面塌陷的直接原因可把地面塌陷分為自然塌陷和人為塌陷兩類：
1、人為塌陷
其中人為塌陷又可進一步分為抽水塌陷、排水塌陷、蓄水塌陷、滲水塌陷、振動塌陷、荷載塌陷、岩溶塌陷、采礦塌陷等。在各類塌陷中,以發生在碳酸鹽岩發育區的岩溶塌陷和礦區的采礦塌陷最為常見。

2、自然塌陷分為岩溶塌陷和非岩溶性塌陷
a、岩溶塌陷
由於可溶岩（以碳酸岩為主，其次有石膏、岩鹽等）中存在的岩溶洞隙而產生的。在可溶岩上有鬆散土層覆蓋的覆蓋岩溶區，塌陷主要產生在土層中，稱為「土層塌陷」，其發育數量最多、分布最廣；當組成洞隙頂板的各類岩石較破碎時，也可發生頂板陷落的「基岩塌陷」。
我國岩溶塌陷分布廣泛，除天津、上海、甘肅、寧夏、以外的26個省（區）中都有發生，其中以廣西、湖南、貴州、湖北、江西、廣東、雲南、四川、河北、遼寧等省（區）最為發育。據統計，全國岩溶塌陷總數達2841處，塌陷坑33192個，塌陷面積約332平方公里，造成年經濟損失達1.2億元以上。
b、非岩溶性塌陷
由於非岩溶洞穴產生的塌陷，如采空塌陷，黃土地區黃土陷穴引起的塌陷，玄武岩地區其通道頂板產生的塌陷等。後兩者分布較局限。采空塌陷指煤礦及金屬礦山的地下采空區頂板易落塌陷，在我國分布較廣泛，已見於除天津、上海、內蒙、福建、海南、西藏以外的24個省區(包括台灣省)，其中黑龍江、山西、安徽、江蘇、山東等省發育較產重，據不完全統計，在全國21個省區內，共發生采空塌陷182處以上，塌坑超過1592個，塌陷面積大於1150平方公里，年經濟損失達3．17億元。
在上述幾類塌陷中，岩溶塌陷分布最廣、數量最多、發生頻率高、誘發因素最多，且具有較強的隱蔽性和突發性特點，嚴地威脅到人民群眾的生命財產安全，因此在此著重論述。

二：地面塌陷的主要危害有哪些：
地面塌陷的主要危害是破壞房屋、鐵路、公路、礦山、水庫、堤防等工程設施,造成房屋倒塌、道路中斷、水庫漏水、大壩和堤防陷落開裂等.此外,地面塌陷還破壞土地資源,使大量耕地被毀,一些城市和礦區環境惡化.
地面塌陷災害程度除了與塌陷規模、數量密切相關外,主要取決於發生塌陷地區的社會經濟條件,以發生在城市、礦區和交通干線附近的地面塌陷造成的破壞損失最嚴重,是監測和防治的重點.
三、地面塌陷的防治措施和解決辦法：
雖然地面塌陷具有隨機、突發的特點，有些防不勝防，但它的發生是有其內在和外部原因的。我們完全可以針對塌陷的原因，事前採取一些必要的措施，以避免或減少災害的損失。這些預防措施主要應該包括以下幾方面：
1、採取措施減少地表水的下滲經過對北京西山塌陷區部分塌陷發生年份的統計分析，我們發現50%左右的塌陷發生在雨季。門頭溝區門城鎮老空區發生的數十起塌陷事件，90%以上發生在居民的廚房，另外不足10%則與地下輸水管線跑、冒、滲、漏有關。這足以說明水是塌陷發生不可忽視觸發因素之一。因此，首先，應注意雨季前疏通地表排水溝渠，降雨季節時刻提高警惕，加強防範意識，發現異常情況及時躲避；其次，加強地下輸水管線的管理，發現問題及時解決；第三，做好地表和地下排水系統的防水工作，特別應加強居民廚房下水道的防水。
2、合理采礦，預留保護煤柱合理科學的采礦方案，可以防止或減少塌陷的發生，特別是小煤窯不能影響國礦的安全和開采規劃。采礦單位應向地方規劃部門提供采空區位置及有關資料，以便於工程建設單位根據采空區位置進行勘察設計工作。採煤時建築物下預留保護柱，按等級確定保護帶寬度。

3、加強采空區的地質工程勘察工作地面塌陷的不斷發生，另一方面原因是采空區上的工程勘察工作做的不夠。由於地下空區情況不明，因此只能在塌陷事件突發後再去進行勘察，研究治理辦法。我們應未雨綢繆，加強塌陷區地質工程勘察和資料收集分析工作。對勘察工作確定的重點塌陷危險區，應堅決採取搬遷措施。
4、防治結合，加強工程自身防護能力在采空區進行工程建設時，應盡可能繞避最危險的地方。對不能繞避的塌陷區、采空區，根據實際情況採取壓力灌漿等工程措施，對已坍塌的地區進行填堵、夯實，條件許可時還可採取直梁、拱梁、伐板等方法跨越塌陷坑。設計時加強建築物的整體剛度和整體性，並加強工程本身的防護能力，如縮短變形縫、防滲漏等措施。

③ 地面塌陷的概述

地面塌陷是指天然洞穴或人工洞室、巷道上覆岩土體失穩突然陷落，導致地面快速下沉、開裂的現象和過程。

地面塌陷往往在地面形成圓錐形塌陷坑和凹陷的槽溝，以及局部地面下沉區。其影響范圍一般接近或略大於地下洞體的面積，小者幾平方米，大者可達數平方千米，所以，地面塌陷常被視為點狀的岩土體變形問題。

地面塌陷造成的地面變形量大，變形速度快，且具有突發性，事前往往很難准確判斷發生的時間，加之，其發生過程可導致地面建築物開裂、倒塌，甚至整體陷落，公路、橋梁扭曲錯斷，農田肢解以及大量的人員傷亡，所以，地面塌陷也是人類面臨的一種地質災害。

地下存在空洞是地面塌陷發生的先決條件，地下空洞可分為天然洞穴和人工洞室兩類。天然洞穴是由自然地質作用形成的，包括岩溶洞穴、土洞(黃土洞穴、紅土洞穴、凍脹丘融化形成的土洞)和熔岩洞穴。其中岩溶洞穴特別是近地表的岩溶洞穴和洞頂開口處直接覆蓋第四紀鬆散堆積物的隱伏洞穴，是引發地面塌陷最主要的天然洞穴類型。人工洞室是人工採掘活動所形成的，包括人防工程、地鐵、隧道、涵洞和采礦形成的地下巷道系統。除采礦形成的人工洞室外，其他人工洞室一般不會引發地面塌陷，只有在極其特殊的情況下，因地質勘查、工程設計和施工中的某一環節出現重大失誤，才會出現。如，2008年11月15日杭州地鐵一號線施工時發生的重大地面塌陷事故，就是因人為失誤所導致的。據媒體報道，這次地面塌陷造成75m的路面陷落了15m，正在行駛的11輛汽車包括1輛公交車墜入坑內，60名施工人員被困地下，事後調查，共有17人死亡，4人失蹤。目前，人工洞室釀成的地面塌陷絕大多數發生在礦山采空區，因此，礦山采空區地面塌陷是人為誘發地面塌陷最主要的類型。

④ 產生岩溶地面塌陷的地質條件及人為要素有哪些

一、岩溶地面塌陷是指覆蓋在溶蝕洞穴之上的鬆散土體，在外動力或人為回因素作用下產生的突發性地答面變形破壞，其結果多形成圓錐形塌陷坑。 岩溶地面塌陷是地面變形破壞的主要類型，多發生於碳酸鹽岩、鈣質碎屑岩和鹽岩等可溶性岩石分布地區。
二、地質條件及人為因素：
1、產生岩溶地面塌陷的地質條件：
激發塌陷活動的直接誘因降雨、洪水、乾旱、地震等。
2、人為因素：
抽水、排水、蓄水和其他工程活動等人為因素。

⑤ 岩溶塌陷的勘查及預報

（一）勘查工作內容的一般要求(1) 查明岩溶塌陷的發育現狀、歷史過程及其危害性。
(2) 確定岩溶塌陷的成因、類型、形成條件和地質模式，研究其分布規律。
(3) 確定岩溶塌陷發育的動力因素，研究其動態特徵及其與塌陷的相關關系。
(4) 確定岩鎔塌陷的機制及其臨界條件。
(5) 研究岩溶塌陷綜合評價預測和信息管理系統，評價其穩定性。
(6) 確定岩溶榻陷的前兆現象與監測預報方法，研究預警措施。
(7) 研究岩溶塌陷的防治工程方案和措施。
（二）勘查區岩溶環境調查研究目的是了解勘查區所處的岩溶工程地質環境的特徵及其組成要素的分布規律，以保證勘查工作的質量。調查研究方法主要是綜合分析研究已有助各種資料，必要時進行補充的路線調查。調查研究范圍以達到上述目的為原則，一般應包括一個完整的水文地質單元。調查研究的主要內：
1. 地形地貌
調查研究山川形態與走勢，地形切割起伏特徵，地表水文網的配置格局，夷平面和階地的發育特徵和分布高程，地貌成因類型與形態特徵，各地貌單元的分布，組成物質與形成時代等。著重調查岩溶地貌形態的成因類型和形態組合類型及其分布。
2. 氣象與水文
(1) 氣象要素中著重調查降水特徵，包括多年長周期豐、貧水年變化特徵，多年平均降水量，年降水量分布特徵，單次最大降水量及持續時間，最大降水強度(以小時計)等。
(2) 水文要素包括地表匯流面積，徑流特徵，河、湖及其它地表水體(包括季節性淹沒的窪地)的流量和水位動態，包括最高洪水位和最低估水位及出現日期和持續時間，汛期洪水頻率及變幅等。
3．地層
調查研究組成地質環境的地層層序及時代、成因類型、岩性岩相特徵與接觸關系及其工程地質特徵。其中，側重對碳酸鹽岩及其它可溶岩和第四系鬆散沉積物的調查研究，
(1) 對碳酸鹽岩及其它可溶岩，調杏研究其岩石成分和結構構造，非可溶岩夾層的岩性、厚度與分布，劃分岩溶層組類型。
(2) 對第四系鬆散沉積物，調查研究其岩性結構、沉積年代和成因類型及其厚度與分布。注意調查紅粘土、軟土及其它特殊土類的岩性成分、結構、厚度及埋藏分布條件、根據上述特徵劃分其岩性、結構類型，—般可作如下劃分：
① 均一結構：均一粘性土層或均—砂土層。由單一土層組成，其中夾層的單層厚度小於l m，累計厚度小於總厚度的10%。的兩種岩性土層或兩種不同時代、不同成因類型的土層組成。
②多層結構：雙層狀粘性土-砂礫石層或雙層狀砂礫石-粘性土層，由同一成因類型的兩種岩性土層或兩種不同時代、不同成因類型的土層組成。
③多層結構：多層狀粘性土夾砂礫石層或多層狀粘性土、砂礫石層。由同一成因類型的多種岩性土層或多種不同時代、不同成因類型的土層組成。
4．地質構造
調查研究區域構造骨架與構造線方向，主要構造的形態特徵、產狀、性質、規模與分布，其形成時期與組合關系。著重調查斷裂構造、其規模、產狀、力學性質、組合與交切關系，以及破碎帶的性狀與特徵。對節理裂隙，要注意調查其在不同構造部位、不同岩性中的發育特徵與發育方向，著重調查裂隙密集帶的發育與分布。
5．新構造運動與地震
(1) 調查研究新構造運動的性質與特徵。根據地震活動性、地形變特徵、地貌差異及水熱活動等跡象判定活動性斷裂，注意調查其產狀規模和破碎帶特徵，切割的最新地層及最新充填情況，判明其活動時期、活動特點及強度。著重調查構造現今活動跡象，根據地形變資料，分析現今活動特徵。
(2) 搜集歷史地震資料，了解震中位置與震級，分析評價地震活動水平。搜集附近地震台站測震資料，了解地震活動規模及其與區域構造的關系。著重調查歷史上破壞性地震所引起的各種地震效應，調查研究與塌陷有關的各種現象，如噴砂、冒水、地面開裂、塌陷、砂土液化、地下水位驟然升降的異常變化等、
6．岩溶發育特徵
(1) 調查研究岩溶的形態、規模、組合特徵及其分布，統計分析不同條件下岩溶發育密度。分析研究岩溶發育與岩溶層組類型、構造、地貌及地下水動力條件的關系，了解岩溶發育與分布規律。
(2) 以岩溶層組類型及岩溶地貌特徵為基礎，結合地表岩溶形態、岩溶率及蓄水性等指標，評價岩溶的發育程度，一般可劃分為強、中、弱三級。
(3) 對覆蓋岩溶區、著重調查研究淺層岩溶洞隙的發育特徵，包括其形態、規模、組合特徵、連通情況及充填狀況，分析研究強岩溶發育帶在平面上的分布和剖面上的發育深度。注意調查研究隱伏於鬆散覆蓋層之下的岩溶形態及其分布特徵．如漏斗、窪地、槽谷等，分析研究其與淺層岩溶發育的關系
7．岩溶水文地質條件
(1) 調查研究岩溶地下水的類型及其特徵
岩溶地下水總體上具有賦存狀態復雜(集中管道狀或分散網路狀)，動態變化迅猛，徑流通暢，流態多變的特點。這些特徵在不同的地區，由於其補、徑、排條件的不同又有明顯的差異。影響補、徑、排條件的因素除了地質構造外，主要是受地貌，即碳酸鹽岩的出露條件、地形切割程度及水文網的配置格局所控制，不同的地貌類型具有不同岩溶地下水特徵。據此可將岩溶地下水劃分為三種類型：岩溶山地(棵露型岩溶)的岩溶地下水，岩溶平原、盆地、谷地(覆蓋型岩溶)的岩溶地下水和河湖近岸地帶的岩溶地下水。
(2) 調查研究岩溶水文地質結構
調查研究各岩溶含水層組的層位、岩性、含水介質類型、富水性及水化學特徵，其埋藏和分布條件，其相互間的水力聯系及與第四系孔隙水和地表水體的關系，分析研究岩溶水文地質結構的類型及特徵。
(3) 調查研究岩溶水系統的組成與分布特徵
調查研究岩溶泉和地下河的發育與分布特徵，結合岩溶水文地質結構，分析研究岩溶水系統的組成和分布特徵，其補給、徑流、排泄的水動力條件及其水位、流量的動態變化持征。
(4) 調查研究覆蓋岩溶區的地下水流場特證。
著重調查研究岩溶水的流場特徵和水位(水頭)埋深與基岩面的關系及其動態變化。岩溶水主徑流帶的分布與水動力特徵。近河(湖)地段注意調查研究岩溶地下水、上覆土層水與地表水之間的補排關系、洪水漲落過程所引起的它們之間的水位(頭)差及水力坡降的變化，以及洪水倒灌的影響范圍。對於第四系覆蓋層包括粘性土層，注意調查其含水性及其分布，以及與岩溶地下水的水力聯系與水頭差。岩溶地區第四系粘性土常為坡、殘積成因，多含砂礫質、且垂直裂隙發育，因而具有不均一的含水性，往往組成弱含水層。許多塌陷區部發現有隱伏土洞，上洞最發育的部位有兩個，一是基岩面附近，一是地下水的季節變動帶。後一部位往往位於土層剖面的中部。土洞的形成從另一側面表明上層中有水流的滲透作用。因此第四系粘性土不能一概當作相對隔水層，而應具體了解其滲透性和含水性，它們對粘性土蓋層中土洞和塌陷的形成有著相當重要的意義。
（三）岩溶塌陷監測岩溶塌陷研究中，要監測地面、建築物的變形和井泉或水庫水量、水位變化，地下洞穴發展動態，及時發現塌陷前兆現象，對預防、減輕塌陷災害損失非常重要。在地面塌陷頻繁發生地區或潛在地面塌陷區內，可採取以下監測和預報措施：
(1) 在具備地面塌陷的三個基本條件(即塌陷動力、塌陷物質、儲運條件)與岩溶低窪地形地區，在抽排地下水的井孔附近，應對地面變形(開裂、沉降)進行監測。
(2) 進行宏觀水文監測，當出現地表積水或突然乾枯，放水灌溉及雨季前期降雨都可視為可能發生塌陷的前兆。
(3) 注意收集或及時發現具塌陷前兆的異常現象，如出現建築物開裂或作響、植物傾斜變態、井泉或水庫突然乾枯或冒水、逸氣，地下水位突升突降，地下有土層塌落聲及動物驚恐等異常現象，皆應警惕塌陷即將來臨。
(4) 監視井泉內、坑道與水庫滲漏點的地下水位降深是否超過設計允許值，地下水位升降速度有否驟然變化，滲漏水中泥沙含量是否高。另外可以在井孔內安裝伸縮性水準儀，中子探針計數器、鑽孔深部應變儀，及其他常規測量儀器等監測地下變形異常。
(5) 塌陷時地表會發生變形，地球物理場亦會發生一定的變化，利用這種特性，在洞穴上部埋設裝有聚氯乙烯銅線的混凝土管，當臨塌陷或大塌陷前，地表覆蓋層發生變形時，混凝土管就會被折斷從而發出警報；也可以監測重力的變化，將重力變化的信號轉換為音響的報警裝置進行報警。

⑥ 　地面塌陷勘查中解決的主要地質問題

4.2.1勘查的基本要求

4.2.1.1查明塌陷區自然地理條件及地質環境

（1）氣象要素：多年平均降雨量、月降雨量分配及雨季降雨量特徵，一次最大降雨量及暴雨特徵等；

（2）水文要素：地表溪河年總徑流量及其分配，平均流量及最大流量，洪、枯、平水期水位高程和變幅；

（3）地質環境要素

a.地形和地貌類型的特徵和分布；

b.地層岩性和地質構造，第四系沉積物的成因類型、沉積層序和岩性結構及其分布；可溶岩的層位、岩性、結構、產狀及其與非可溶岩的接觸關系，劃分岩溶層組類型；基岩面的起伏形態。隱伏的溶溝、溶槽、窪地、漏斗、槽谷等岩溶形態的分布與特徵；斷裂破碎帶的產狀、規模、構造岩結構特徵與膠結程度；土洞的發育和分布特徵。塌陷區場地地震裂度、震害特徵等；

c.含水層類型、特徵及分布，地下水流場特徵，地下水的出露條件及其流量與水位動態特徵，含水層之間及與附近地表水體的水力聯系。

4.2.1.2查明塌陷發育史、發育現狀及其形成條件

（1）古、老塌陷及有關現象的遺跡；

（2）塌陷的形態特徵與分布范圍；

（3）塌陷區地質結構特徵與水動力條件，可溶岩的岩溶層組類型與岩溶發育程度，第四系覆蓋層的岩性結構與厚度，各類土的工程地質性狀、水化學性質及其空間變化規律，地下水類型與埋深及其動態特徵等。

4.2.1.3確定塌陷發育的動力因素，研究其動態特徵及其與塌陷的相關關系，研究塌陷的變形破壞機制

4.2.1.4評價塌陷區的穩定性，預測其發展趨勢，確定塌陷的危害性

4.2.1.5若為黃土塌陷，應查明黃土的工程地質特徵及水理性質

4.2.2地球物理勘查解決的主要地質問題

（1）第四系覆蓋層的岩性、厚度及分布，古河道、埋藏窪地、漏斗、槽谷的分布范圍；

（2）查明基岩埋深及基岩面的起伏形態；

（3）查明隱伏斷裂的產狀、規模及破碎帶特徵；

（4）查明采空區、土洞、岩溶洞隙、地下河管道及岩溶發育帶的埋藏條件、形態規模、空間分布和充填特徵；

（5）查明岩土松動帶的分布范圍、岩性的完整性及彈性力學參數；

（6）查明地下水的流向及流速。

⑦ 我們一棟樓出現地面塌陷。檢測發現地基回填土不實，地面下是空洞，開發商採取室外打孔灌漿方法維修

不是影響，而是危及！！必須要求相關部分做地質勘測，不然基礎在空洞上，想著都害怕

⑧ 　地面塌陷勘查的地球物理方法

針對地面塌陷勘查中需解決的主要地質問題，根據各種地球物理方法的適應性、應用條件及經濟、技術特點，可選擇相應方法進行勘查，見表4-2。

表4-2地面塌陷勘查地球物理方法選擇表

續表

續表

⑨ 地面塌陷調查評價成果資料整理

地面塌陷調查工作完成後，要對所取得的各類資料進行整理、分析，並編寫報告。

地面塌陷成果資料包括地面調查資料、工程地質測繪資料、鑽探物探資料和監測資料。

地面調查資料整理內容有:地形地貌資料(重點岩溶地貌資料、地下河或溶洞的地表標志資料)，第四系地層岩性資料，地下水的儲量、開采量、補給量資料，基岩地層岩性、地質構造及其與區域地質構造的關系資料，第四紀地質發展史和新構造運動情況資料，水文氣象資料，建築物破壞、地表開裂資料，人類經濟活動情況和經濟發展趨勢等資料。同時提交地面塌陷調查報告，評價地面塌陷危害等級，提出防治方案。

工程地質測繪資料包括:設計書，測繪方法，使用儀器，工程進度，地形圖，宏觀地形地貌和微觀地形地貌資料，岩性工程地質圖，開展抽、滲水試驗、滲透系數、第四系水文地質圖，基岩水文地質圖，地下水等水位線圖和岩溶水徑流圖等資料。

勘探與測試資料包括:勘探點線的布置，鑽孔編錄和鑽孔柱狀圖資料，物探方法、儀器及成果(平剖面圖及物探解譯)資料，第四紀地層資料，隱伏斷裂資料，抽注水試驗資料，地下水基本特徵資料和岩溶率資料。

監測資料整理的內容包括:地質雷達、淺層地震、電磁波、聲波透視(CT)監測資料和地理信息系統(GIS)技術資料等。

地面塌陷勘查報告的主要內容包括:序言，所處地貌單元，第四紀地層岩性及發展史，新構造運動，水文地質條件，經濟發展現狀及經濟發展趨勢，地面塌陷歷史及成因機制，地面塌陷危險性評價(評價方法、危害等級及分區)，地面塌陷易損性評價(承災體分類及價值、地面塌陷災害易損性分區)，地面塌陷破壞損失評價，地面塌陷防治方案。附圖包括:地形圖，地貌圖，第四系水文地質圖，基岩水文地質圖，地下水等水位線圖，基岩工程地質圖，鑽孔柱狀圖，地質剖面圖，重要斷裂橫剖面圖，物探平剖面圖，基岩等高線圖和地面沉降危害分區圖等。附件包括調查報告、工程地質測繪報告、勘探與試驗報告和監測報告。