地面塌陷工程地质勘查

① 　地面沉降勘查中解决的主要地质问题

6.2.1勘查的基本复要求

由于地面沉制降是由大规模抽汲地下流体所引起，具有分布范围广、沉降速率慢的特点，因此，地面沉降勘查应遵循以下原则：

6.2.1.1场地的工程条件

（1）查明场地沉积环境和年代，划分地貌单元，特别应注意第四纪沉积、湖积或浅海相沉积的平原或盆地，以及古河道、洼地、河间地块等微地貌情况；

（2）查明第四纪松散堆积物的岩性、厚度和埋藏条件，特别要查明硬土层和软弱压缩层的分布；

（3）测定在最大取水深度范围内的主要可压缩层和含水层的变形特征；

6.2.1.2场地地下水埋藏条件

（1）查明第四纪含水层的水文地质特征，包括含水量、岩性、颗粒组成、孔隙水、渗透性、井的单位出水量、水温等；

（2）查明地下水埋藏深度和承压性，以及各含水层之间或与地表水之间的水力联系；

（3）查明地下水在天然条件下的补给、径流、排泄条件及有关参数。

6.2.2地球物理勘查解决的主要地质问题

场地的工程条件：

（1）探测第四纪地层的空间分布、厚度、硬土层与软弱土层的分布；

（2）探测第四纪地下水的埋藏深度、层位、含水层的岩性特征及颗粒组成；

（3）探明古河道、洼地及河间地块等微地貌情况。

② 地面突然塌陷的原因，危害，防治措施和解决办法有哪些

地面塌陷是在一定条件下,自然动力或人为动力造成地表浅层岩土体向下陷落,在地面形成陷坑的动力地质作用或现象。那么地面突然塌陷的原因、危害、防治措施和解决办法有哪些呢？

一、地面突然塌陷的原因：
根据造成地面塌陷的直接原因可把地面塌陷分为自然塌陷和人为塌陷两类：
1、人为塌陷
其中人为塌陷又可进一步分为抽水塌陷、排水塌陷、蓄水塌陷、渗水塌陷、振动塌陷、荷载塌陷、岩溶塌陷、采矿塌陷等。在各类塌陷中,以发生在碳酸盐岩发育区的岩溶塌陷和矿区的采矿塌陷最为常见。

2、自然塌陷分为岩溶塌陷和非岩溶性塌陷
a、岩溶塌陷
由于可溶岩（以碳酸岩为主，其次有石膏、岩盐等）中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区，塌陷主要产生在土层中，称为“土层塌陷”，其发育数量最多、分布最广；当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时，也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。
我国岩溶塌陷分布广泛，除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省（区）中都有发生，其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省（区）最为发育。据统计，全国岩溶塌陷总数达2841处，塌陷坑33192个，塌陷面积约332平方公里，造成年经济损失达1.2亿元以上。
b、非岩溶性塌陷
由于非岩溶洞穴产生的塌陷，如采空塌陷，黄土地区黄土陷穴引起的塌陷，玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷，在我国分布较广泛，已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的24个省区(包括台湾省)，其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较产重，据不完全统计，在全国21个省区内，共发生采空塌陷182处以上，塌坑超过1592个，塌陷面积大于1150平方公里，年经济损失达3．17亿元。
在上述几类塌陷中，岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多，且具有较强的隐蔽性和突发性特点，严地威胁到人民群众的生命财产安全，因此在此着重论述。

二：地面塌陷的主要危害有哪些：
地面塌陷的主要危害是破坏房屋、铁路、公路、矿山、水库、堤防等工程设施,造成房屋倒塌、道路中断、水库漏水、大坝和堤防陷落开裂等.此外,地面塌陷还破坏土地资源,使大量耕地被毁,一些城市和矿区环境恶化.
地面塌陷灾害程度除了与塌陷规模、数量密切相关外,主要取决于发生塌陷地区的社会经济条件,以发生在城市、矿区和交通干线附近的地面塌陷造成的破坏损失最严重,是监测和防治的重点.
三、地面塌陷的防治措施和解决办法：
虽然地面塌陷具有随机、突发的特点，有些防不胜防，但它的发生是有其内在和外部原因的。我们完全可以针对塌陷的原因，事前采取一些必要的措施，以避免或减少灾害的损失。这些预防措施主要应该包括以下几方面：
1、采取措施减少地表水的下渗经过对北京西山塌陷区部分塌陷发生年份的统计分析，我们发现50%左右的塌陷发生在雨季。门头沟区门城镇老空区发生的数十起塌陷事件，90%以上发生在居民的厨房，另外不足10%则与地下输水管线跑、冒、渗、漏有关。这足以说明水是塌陷发生不可忽视触发因素之一。因此，首先，应注意雨季前疏通地表排水沟渠，降雨季节时刻提高警惕，加强防范意识，发现异常情况及时躲避；其次，加强地下输水管线的管理，发现问题及时解决；第三，做好地表和地下排水系统的防水工作，特别应加强居民厨房下水道的防水。
2、合理采矿，预留保护煤柱合理科学的采矿方案，可以防止或减少塌陷的发生，特别是小煤窑不能影响国矿的安全和开采规划。采矿单位应向地方规划部门提供采空区位置及有关资料，以便于工程建设单位根据采空区位置进行勘察设计工作。采煤时建筑物下预留保护柱，按等级确定保护带宽度。

3、加强采空区的地质工程勘察工作地面塌陷的不断发生，另一方面原因是采空区上的工程勘察工作做的不够。由于地下空区情况不明，因此只能在塌陷事件突发后再去进行勘察，研究治理办法。我们应未雨绸缪，加强塌陷区地质工程勘察和资料收集分析工作。对勘察工作确定的重点塌陷危险区，应坚决采取搬迁措施。
4、防治结合，加强工程自身防护能力在采空区进行工程建设时，应尽可能绕避最危险的地方。对不能绕避的塌陷区、采空区，根据实际情况采取压力灌浆等工程措施，对已坍塌的地区进行填堵、夯实，条件许可时还可采取直梁、拱梁、伐板等方法跨越塌陷坑。设计时加强建筑物的整体刚度和整体性，并加强工程本身的防护能力，如缩短变形缝、防渗漏等措施。

③ 地面塌陷的概述

地面塌陷是指天然洞穴或人工洞室、巷道上覆岩土体失稳突然陷落，导致地面快速下沉、开裂的现象和过程。

地面塌陷往往在地面形成圆锥形塌陷坑和凹陷的槽沟，以及局部地面下沉区。其影响范围一般接近或略大于地下洞体的面积，小者几平方米，大者可达数平方千米，所以，地面塌陷常被视为点状的岩土体变形问题。

地面塌陷造成的地面变形量大，变形速度快，且具有突发性，事前往往很难准确判断发生的时间，加之，其发生过程可导致地面建筑物开裂、倒塌，甚至整体陷落，公路、桥梁扭曲错断，农田肢解以及大量的人员伤亡，所以，地面塌陷也是人类面临的一种地质灾害。

地下存在空洞是地面塌陷发生的先决条件，地下空洞可分为天然洞穴和人工洞室两类。天然洞穴是由自然地质作用形成的，包括岩溶洞穴、土洞(黄土洞穴、红土洞穴、冻胀丘融化形成的土洞)和熔岩洞穴。其中岩溶洞穴特别是近地表的岩溶洞穴和洞顶开口处直接覆盖第四纪松散堆积物的隐伏洞穴，是引发地面塌陷最主要的天然洞穴类型。人工洞室是人工采掘活动所形成的，包括人防工程、地铁、隧道、涵洞和采矿形成的地下巷道系统。除采矿形成的人工洞室外，其他人工洞室一般不会引发地面塌陷，只有在极其特殊的情况下，因地质勘查、工程设计和施工中的某一环节出现重大失误，才会出现。如，2008年11月15日杭州地铁一号线施工时发生的重大地面塌陷事故，就是因人为失误所导致的。据媒体报道，这次地面塌陷造成75m的路面陷落了15m，正在行驶的11辆汽车包括1辆公交车坠入坑内，60名施工人员被困地下，事后调查，共有17人死亡，4人失踪。目前，人工洞室酿成的地面塌陷绝大多数发生在矿山采空区，因此，矿山采空区地面塌陷是人为诱发地面塌陷最主要的类型。

④ 产生岩溶地面塌陷的地质条件及人为要素有哪些

一、岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体，在外动力或人为回因素作用下产生的突发性地答面变形破坏，其结果多形成圆锥形塌陷坑。 岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
二、地质条件及人为因素：
1、产生岩溶地面塌陷的地质条件：
激发塌陷活动的直接诱因降雨、洪水、干旱、地震等。
2、人为因素：
抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素。

⑤ 岩溶塌陷的勘查及预报

（一）勘查工作内容的一般要求(1) 查明岩溶塌陷的发育现状、历史过程及其危害性。
(2) 确定岩溶塌陷的成因、类型、形成条件和地质模式，研究其分布规律。
(3) 确定岩溶塌陷发育的动力因素，研究其动态特征及其与塌陷的相关关系。
(4) 确定岩镕塌陷的机制及其临界条件。
(5) 研究岩溶塌陷综合评价预测和信息管理系统，评价其稳定性。
(6) 确定岩溶榻陷的前兆现象与监测预报方法，研究预警措施。
(7) 研究岩溶塌陷的防治工程方案和措施。
（二）勘查区岩溶环境调查研究目的是了解勘查区所处的岩溶工程地质环境的特征及其组成要素的分布规律，以保证勘查工作的质量。调查研究方法主要是综合分析研究已有助各种资料，必要时进行补充的路线调查。调查研究范围以达到上述目的为原则，一般应包括一个完整的水文地质单元。调查研究的主要内：
1. 地形地貌
调查研究山川形态与走势，地形切割起伏特征，地表水文网的配置格局，夷平面和阶地的发育特征和分布高程，地貌成因类型与形态特征，各地貌单元的分布，组成物质与形成时代等。着重调查岩溶地貌形态的成因类型和形态组合类型及其分布。
2. 气象与水文
(1) 气象要素中着重调查降水特征，包括多年长周期丰、贫水年变化特征，多年平均降水量，年降水量分布特征，单次最大降水量及持续时间，最大降水强度(以小时计)等。
(2) 水文要素包括地表汇流面积，径流特征，河、湖及其它地表水体(包括季节性淹没的洼地)的流量和水位动态，包括最高洪水位和最低估水位及出现日期和持续时间，汛期洪水频率及变幅等。
3．地层
调查研究组成地质环境的地层层序及时代、成因类型、岩性岩相特征与接触关系及其工程地质特征。其中，侧重对碳酸盐岩及其它可溶岩和第四系松散沉积物的调查研究，
(1) 对碳酸盐岩及其它可溶岩，调杏研究其岩石成分和结构构造，非可溶岩夹层的岩性、厚度与分布，划分岩溶层组类型。
(2) 对第四系松散沉积物，调查研究其岩性结构、沉积年代和成因类型及其厚度与分布。注意调查红粘土、软土及其它特殊土类的岩性成分、结构、厚度及埋藏分布条件、根据上述特征划分其岩性、结构类型，—般可作如下划分：
① 均一结构：均一粘性土层或均—砂土层。由单一土层组成，其中夹层的单层厚度小于l m，累计厚度小于总厚度的10%。的两种岩性土层或两种不同时代、不同成因类型的土层组成。
②多层结构：双层状粘性土-砂砾石层或双层状砂砾石-粘性土层，由同一成因类型的两种岩性土层或两种不同时代、不同成因类型的土层组成。
③多层结构：多层状粘性土夹砂砾石层或多层状粘性土、砂砾石层。由同一成因类型的多种岩性土层或多种不同时代、不同成因类型的土层组成。
4．地质构造
调查研究区域构造骨架与构造线方向，主要构造的形态特征、产状、性质、规模与分布，其形成时期与组合关系。着重调查断裂构造、其规模、产状、力学性质、组合与交切关系，以及破碎带的性状与特征。对节理裂隙，要注意调查其在不同构造部位、不同岩性中的发育特征与发育方向，着重调查裂隙密集带的发育与分布。
5．新构造运动与地震
(1) 调查研究新构造运动的性质与特征。根据地震活动性、地形变特征、地貌差异及水热活动等迹象判定活动性断裂，注意调查其产状规模和破碎带特征，切割的最新地层及最新充填情况，判明其活动时期、活动特点及强度。着重调查构造现今活动迹象，根据地形变资料，分析现今活动特征。
(2) 搜集历史地震资料，了解震中位置与震级，分析评价地震活动水平。搜集附近地震台站测震资料，了解地震活动规模及其与区域构造的关系。着重调查历史上破坏性地震所引起的各种地震效应，调查研究与塌陷有关的各种现象，如喷砂、冒水、地面开裂、塌陷、砂土液化、地下水位骤然升降的异常变化等、
6．岩溶发育特征
(1) 调查研究岩溶的形态、规模、组合特征及其分布，统计分析不同条件下岩溶发育密度。分析研究岩溶发育与岩溶层组类型、构造、地貌及地下水动力条件的关系，了解岩溶发育与分布规律。
(2) 以岩溶层组类型及岩溶地貌特征为基础，结合地表岩溶形态、岩溶率及蓄水性等指标，评价岩溶的发育程度，一般可划分为强、中、弱三级。
(3) 对覆盖岩溶区、着重调查研究浅层岩溶洞隙的发育特征，包括其形态、规模、组合特征、连通情况及充填状况，分析研究强岩溶发育带在平面上的分布和剖面上的发育深度。注意调查研究隐伏于松散覆盖层之下的岩溶形态及其分布特征．如漏斗、洼地、槽谷等，分析研究其与浅层岩溶发育的关系
7．岩溶水文地质条件
(1) 调查研究岩溶地下水的类型及其特征
岩溶地下水总体上具有赋存状态复杂(集中管道状或分散网络状)，动态变化迅猛，径流通畅，流态多变的特点。这些特征在不同的地区，由于其补、径、排条件的不同又有明显的差异。影响补、径、排条件的因素除了地质构造外，主要是受地貌，即碳酸盐岩的出露条件、地形切割程度及水文网的配置格局所控制，不同的地貌类型具有不同岩溶地下水特征。据此可将岩溶地下水划分为三种类型：岩溶山地(棵露型岩溶)的岩溶地下水，岩溶平原、盆地、谷地(覆盖型岩溶)的岩溶地下水和河湖近岸地带的岩溶地下水。
(2) 调查研究岩溶水文地质结构
调查研究各岩溶含水层组的层位、岩性、含水介质类型、富水性及水化学特征，其埋藏和分布条件，其相互间的水力联系及与第四系孔隙水和地表水体的关系，分析研究岩溶水文地质结构的类型及特征。
(3) 调查研究岩溶水系统的组成与分布特征
调查研究岩溶泉和地下河的发育与分布特征，结合岩溶水文地质结构，分析研究岩溶水系统的组成和分布特征，其补给、径流、排泄的水动力条件及其水位、流量的动态变化持征。
(4) 调查研究覆盖岩溶区的地下水流场特证。
着重调查研究岩溶水的流场特征和水位(水头)埋深与基岩面的关系及其动态变化。岩溶水主径流带的分布与水动力特征。近河(湖)地段注意调查研究岩溶地下水、上覆土层水与地表水之间的补排关系、洪水涨落过程所引起的它们之间的水位(头)差及水力坡降的变化，以及洪水倒灌的影响范围。对于第四系覆盖层包括粘性土层，注意调查其含水性及其分布，以及与岩溶地下水的水力联系与水头差。岩溶地区第四系粘性土常为坡、残积成因，多含砂砾质、且垂直裂隙发育，因而具有不均一的含水性，往往组成弱含水层。许多塌陷区部发现有隐伏土洞，上洞最发育的部位有两个，一是基岩面附近，一是地下水的季节变动带。后一部位往往位于土层剖面的中部。土洞的形成从另一侧面表明上层中有水流的渗透作用。因此第四系粘性土不能一概当作相对隔水层，而应具体了解其渗透性和含水性，它们对粘性土盖层中土洞和塌陷的形成有着相当重要的意义。
（三）岩溶塌陷监测岩溶塌陷研究中，要监测地面、建筑物的变形和井泉或水库水量、水位变化，地下洞穴发展动态，及时发现塌陷前兆现象，对预防、减轻塌陷灾害损失非常重要。在地面塌陷频繁发生地区或潜在地面塌陷区内，可采取以下监测和预报措施：
(1) 在具备地面塌陷的三个基本条件(即塌陷动力、塌陷物质、储运条件)与岩溶低洼地形地区，在抽排地下水的井孔附近，应对地面变形(开裂、沉降)进行监测。
(2) 进行宏观水文监测，当出现地表积水或突然干枯，放水灌溉及雨季前期降雨都可视为可能发生塌陷的前兆。
(3) 注意收集或及时发现具塌陷前兆的异常现象，如出现建筑物开裂或作响、植物倾斜变态、井泉或水库突然干枯或冒水、逸气，地下水位突升突降，地下有土层塌落声及动物惊恐等异常现象，皆应警惕塌陷即将来临。
(4) 监视井泉内、坑道与水库渗漏点的地下水位降深是否超过设计允许值，地下水位升降速度有否骤然变化，渗漏水中泥沙含量是否高。另外可以在井孔内安装伸缩性水准仪，中子探针计数器、钻孔深部应变仪，及其他常规测量仪器等监测地下变形异常。
(5) 塌陷时地表会发生变形，地球物理场亦会发生一定的变化，利用这种特性，在洞穴上部埋设装有聚氯乙烯铜线的混凝土管，当临塌陷或大塌陷前，地表覆盖层发生变形时，混凝土管就会被折断从而发出警报；也可以监测重力的变化，将重力变化的信号转换为音响的报警装置进行报警。

⑥ 　地面塌陷勘查中解决的主要地质问题

4.2.1勘查的基本要求

4.2.1.1查明塌陷区自然地理条件及地质环境

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

（2）水文要素：地表溪河年总径流量及其分配，平均流量及最大流量，洪、枯、平水期水位高程和变幅；

（3）地质环境要素

a.地形和地貌类型的特征和分布；

b.地层岩性和地质构造，第四系沉积物的成因类型、沉积层序和岩性结构及其分布；可溶岩的层位、岩性、结构、产状及其与非可溶岩的接触关系，划分岩溶层组类型；基岩面的起伏形态。隐伏的溶沟、溶槽、洼地、漏斗、槽谷等岩溶形态的分布与特征；断裂破碎带的产状、规模、构造岩结构特征与胶结程度；土洞的发育和分布特征。塌陷区场地地震裂度、震害特征等；

c.含水层类型、特征及分布，地下水流场特征，地下水的出露条件及其流量与水位动态特征，含水层之间及与附近地表水体的水力联系。

4.2.1.2查明塌陷发育史、发育现状及其形成条件

（1）古、老塌陷及有关现象的遗迹；

（2）塌陷的形态特征与分布范围；

（3）塌陷区地质结构特征与水动力条件，可溶岩的岩溶层组类型与岩溶发育程度，第四系覆盖层的岩性结构与厚度，各类土的工程地质性状、水化学性质及其空间变化规律，地下水类型与埋深及其动态特征等。

4.2.1.3确定塌陷发育的动力因素，研究其动态特征及其与塌陷的相关关系，研究塌陷的变形破坏机制

4.2.1.4评价塌陷区的稳定性，预测其发展趋势，确定塌陷的危害性

4.2.1.5若为黄土塌陷，应查明黄土的工程地质特征及水理性质

4.2.2地球物理勘查解决的主要地质问题

（1）第四系覆盖层的岩性、厚度及分布，古河道、埋藏洼地、漏斗、槽谷的分布范围；

（2）查明基岩埋深及基岩面的起伏形态；

（3）查明隐伏断裂的产状、规模及破碎带特征；

（4）查明采空区、土洞、岩溶洞隙、地下河管道及岩溶发育带的埋藏条件、形态规模、空间分布和充填特征；

（5）查明岩土松动带的分布范围、岩性的完整性及弹性力学参数；

（6）查明地下水的流向及流速。

⑦ 我们一栋楼出现地面塌陷。检测发现地基回填土不实，地面下是空洞，开发商采取室外打孔灌浆方法维修

不是影响，而是危及！！必须要求相关部分做地质勘测，不然基础在空洞上，想着都害怕

⑧ 　地面塌陷勘查的地球物理方法

针对地面塌陷勘查中需解决的主要地质问题，根据各种地球物理方法的适应性、应用条件及经济、技术特点，可选择相应方法进行勘查，见表4-2。

表4-2地面塌陷勘查地球物理方法选择表

续表

续表

⑨ 地面塌陷调查评价成果资料整理

地面塌陷调查工作完成后，要对所取得的各类资料进行整理、分析，并编写报告。

地面塌陷成果资料包括地面调查资料、工程地质测绘资料、钻探物探资料和监测资料。

地面调查资料整理内容有:地形地貌资料(重点岩溶地貌资料、地下河或溶洞的地表标志资料)，第四系地层岩性资料，地下水的储量、开采量、补给量资料，基岩地层岩性、地质构造及其与区域地质构造的关系资料，第四纪地质发展史和新构造运动情况资料，水文气象资料，建筑物破坏、地表开裂资料，人类经济活动情况和经济发展趋势等资料。同时提交地面塌陷调查报告，评价地面塌陷危害等级，提出防治方案。

工程地质测绘资料包括:设计书，测绘方法，使用仪器，工程进度，地形图，宏观地形地貌和微观地形地貌资料，岩性工程地质图，开展抽、渗水试验、渗透系数、第四系水文地质图，基岩水文地质图，地下水等水位线图和岩溶水径流图等资料。

勘探与测试资料包括:勘探点线的布置，钻孔编录和钻孔柱状图资料，物探方法、仪器及成果(平剖面图及物探解译)资料，第四纪地层资料，隐伏断裂资料，抽注水试验资料，地下水基本特征资料和岩溶率资料。

监测资料整理的内容包括:地质雷达、浅层地震、电磁波、声波透视(CT)监测资料和地理信息系统(GIS)技术资料等。

地面塌陷勘查报告的主要内容包括:序言，所处地貌单元，第四纪地层岩性及发展史，新构造运动，水文地质条件，经济发展现状及经济发展趋势，地面塌陷历史及成因机制，地面塌陷危险性评价(评价方法、危害等级及分区)，地面塌陷易损性评价(承灾体分类及价值、地面塌陷灾害易损性分区)，地面塌陷破坏损失评价，地面塌陷防治方案。附图包括:地形图，地貌图，第四系水文地质图，基岩水文地质图，地下水等水位线图，基岩工程地质图，钻孔柱状图，地质剖面图，重要断裂横剖面图，物探平剖面图，基岩等高线图和地面沉降危害分区图等。附件包括调查报告、工程地质测绘报告、勘探与试验报告和监测报告。