广州花都区赤坭镇岩溶地面塌陷地质灾害现状及防治对策

骆 荣，郑小战，易顺民

（1.广州市地质调查院，广东 广州 510440；2.广州地理研究所，广东 广州 510000）

1992～2008年，广州市花都区赤坭镇部分地区发生了较严重的岩溶地面塌陷地质灾害，全镇31个村，有12个村发生岩溶地面塌陷地质灾害，受灾村占全镇总村数的38.71％，受灾人口约332人，全镇岩溶地面塌陷地质灾害造成的直接经济损失约1155.51×104元。

1 赤坭镇地质环境概况

赤坭镇发育有冲积平原、丘陵及岩溶谷地三种地貌形态，中部巴江河与国泰河沿岸为冲积平原，北部、东部、南部及中西部多为丘陵，东部和西部分布有零散低丘和岩溶谷地。

分布地层有泥盆系、石炭系、三叠系、白垩系和第四系。岩浆岩有百夫田单元和大陂头单元。境内发育有海西—印支构造旋回和燕山构造旋回期两个期次的褶皱构造。断裂构造以北东向断裂为主，并发育有近南北向、近东西向和北西向四组断裂。

可溶岩分布约占全镇总面积的46.87％，主要有石炭系中、上统壶天群灰岩、白云质灰岩，石炭系下统石磴子组灰岩等，以覆盖型为主，见少量地表零星出露灰岩。岩溶发育，钻孔见洞率达61.96％，单孔岩溶率0.24％ ～66.90％，单孔揭露最大洞隙高度8.80m，单孔揭露最多洞隙19层，平均为3.5层。单个土洞高度0.37～1.10m，钻孔见土洞率4.35％［1］。

2 岩溶地面塌陷的特征

2.1 岩溶地面塌陷的分布

通过调查，赤坭镇陆续发生岩溶地面塌陷353处，分布于竹洞、荷塘、东升、剑岭、荷溪、锦山、赤坭、新村、黄沙塘、蓝田、中洞、西莲塘等12个村（图1）。

2.2 岩溶地面塌陷的规模及危害程度

危害严重的有竹洞村和剑岭村［2］，竹洞村岩溶地面塌陷造成全村房屋不同程度破坏，以邝氏宗祠附近房屋破坏最为严重（照片1），有多幢房屋倒塌，全村举村搬迁，竹洞小学也因岩溶地面塌陷引起的地面沉降造成教室严重开裂，整座学校荒废。剑岭村岩溶地面塌陷造成24幢民房不同程度破坏，需拆除重建（照片2）。危害较严重的有荷塘、东升村和锦山村。岩溶地面塌陷造成荷塘村少量房屋和部分农田及农作物与苗圃等破坏（照片3）。

东升村有大片农田被荒废和农作物破坏，有1座高压线塔被破坏。锦山村岩溶地面塌陷造成1幢民房破坏。

危害较小的有荷溪村、赤坭村等7个村。全镇各村岩溶地面塌陷的数量、受影响的人数，经济损失，地质灾害等级和危险性见表1。

3 岩溶地面塌陷形成原因

赤坭镇大部分岩溶地面塌陷产生的成因，是由于原石灰岩采石场负地形开采，并大量抽排地下水，造成采石场及其周围地带地下水位长期大幅度降低，加上采石场一带第四系厚度较薄，一般为9.00～17.60m，且多以砂土、粉土和淤泥质土为主，下伏可溶岩岩溶发育，钻孔见洞率37.5％ ～72.7％，钻孔纵向岩溶率达到3.6％ ～66.9％，特别是在浅部0～-5m标高岩溶最发育。当地下水位降低至基岩面以下时，基岩面上的部分土体随地下水流向下部岩溶网络中，基岩面上的部分土体被淘空形成土洞，由于易形成土洞的砂土、粉土和淤泥质土抗剪强度低，土体被淘空后即容易产生岩溶地面塌陷［3-5］。

图1 赤坭镇岩溶地面塌陷地质灾害分布图Fig.1 Distribution of karst surface-collapse in Chi Ni Town

照片1 旧竹洞村岩塌地面塌陷破坏的房屋Photo1 House in Jiu Zhudong village dam aged by karst suface-collapse

照片2 剑岭村岩溶地面塌陷及破坏房屋Photo2 Collapsed ground and dam aged houses in Jian ling village

照片3 荷塘村岩溶地面塌陷破坏的苗圃Photo3 Nursery in He pond dam aged by karst suface-collapse

原采石场被关闭，采石场周围地下水位恢复原来的自然状态，但由于这些原采石场内留下巨大的采石坑，采石坑内积满了大量地表和地下水，雨季和枯季采石坑水位自然上升和下降，仍然对采石坑周边的第四系土体产生较严重的潜蚀作用，地下水潜蚀过程中仍将基岩面上的部分土体携带并流向采石坑之中，因此，造成采石场关闭后其周边仍然继续出现土洞和岩溶地面塌陷。每年的雨季冲积平原和岩溶谷地中的采石坑周围都有较多的地面塌陷坑出现。如位于冲积平原中的荷塘村石场，于2004年关闭后，至2007年3年间，在其采石坑周边农田和苗木园中陆续产生新的岩溶地面塌陷坑32处；位于岩溶谷地中的竹洞石场，于2006年6月关闭后，至2007年底的1年间，在其采石坑的南北约1km范围内陆续产生新的岩溶地面塌陷坑69处。

表1 受灾村岩溶地面塌陷地质灾害统计表Table 1 The statistics of geological disasters by karst ground couapse in the affected areas

4 岩溶地面塌陷的发展趋势

至2008年底，赤坭镇除保留1个采石场之外，其余采石场已全部关闭，已关闭的采石场及其周围地下水位已恢复到原来的自然状态。

在无大量抽排采石坑及周围地下水的情况下，全镇地处山脚地带地势较高的12个采石坑，由于可以得到外围丘陵地表和地下水的补给，采石坑水位一般高于岩溶谷地或冲积平原地带的地下水位，采石坑积水由高向低排泄，一般排泄于岩溶谷地或冲积平原的含水层之中，其地下水动力条件一般不利于形成新的土洞。因此，预测这些采石场关闭后其周围产生岩溶地面塌陷的数量将大幅度的减少，并逐渐趋于稳定。

但位于岩溶谷地中部的竹洞和东升采石坑及位于巴江河下游右岸的荷溪、横沙、荷塘等6个采石坑，由于地势较低，采石坑积水与外围灰岩和第四系地下水关系密切，并与灰岩和第四系含水层形成互补关系，当采石坑水位上升或下降时，地下水的潜蚀作用仍然在采石坑周围形成新的土洞，并产生新的岩溶地面塌陷。特别是在竹洞采石坑的北部旧竹洞村一带和荷塘采石坑的南部及横沙采石坑的西部一带，因第四系厚度较薄，且底部多以砂层、粉土和淤泥质土为主，下伏灰岩岩溶特别发育，很容易形成土洞和产生岩溶地面塌陷，在未来若干年内这些地带发生岩溶地面塌陷的可能性仍将继续存在，这些地段的地下土洞仍处于发育阶段、容易产生新的岩溶地面塌陷，且地面仍不稳定。

5 岩溶地面塌陷地质灾害防治对策

依法加强全镇石灰岩资源的保护和管理，在隐伏岩溶区不宜进行负地形采石、采矿和大规模负地形取土、采砂及大量抽排地下水。

依法加强全镇地下水资源管理，取缔无证非法深井取水，严格限制抽水深井的数量，严格执行地下水取水许可证制度。防止不合理开采地下水，造成地下水位大幅度降低引发岩溶地面塌陷地质灾害。

依法加强镇内保留开采石灰岩矿山的监督和管理工作，督促矿山企业制定矿山开采过程中的地质环境保护和预防地质灾害的措施，防止造成矿山地质环境的破坏，特别应限制矿山负地形开采大量抽排地下水造成地下水位的大幅度降低，引起新的岩溶地面塌陷地质灾害。

依法加强全镇地质环境保护监督管理，建立地质环境和地下水长期监测设施，依法遏制和制止各种破坏地质环境的行为。

永久性关闭全镇岩溶谷地和冲洪积平原内的负地形采石场，不允许在上述区域内批准新的负地形采石或采矿场。

对已关闭的采石场，应采取必要的防护措施，对有危险的采石场设立禁止进入的警示围栏或危险警示牌等，以保护采石场周围过往人员的安全。

为保护人民群众的生命和财产安全，应对岩溶地面塌陷地质灾害危险性大的区域，开展适当的工程治理和监测预警措施。

6 结论

（1）赤坭镇陆续发生岩溶地面塌陷353处，岩溶地面塌陷地质灾害未造成人员伤亡，但有较大面积的农田及农作物和果园、苗圃等破坏，破坏110kV输电线塔1座，有多个村庄的房屋被破坏，受影响的人口332人，经济损失约1155.51×104元。

（2）赤坭镇大部分岩溶地面塌陷，属原石灰岩采石场负地形开采抽排地下水，造成地下水位大幅度降低，而引起的岩溶地面塌陷。

（3）采石场关闭后，地势较高的采石坑周围产生岩溶地面塌陷的数量将大幅度减少，并逐渐趋于稳定。但地势较低的采石坑周围产生新的岩溶地面塌陷可能性将继续存在，仍不稳定。

（4）根据赤坭镇地质环境条件和岩溶地面塌陷的特点，宜采取地质环境保护和岩溶塌陷地质灾害治理相结合的方法，从源头上预防岩溶地面塌陷地质灾害，保护人民群众的生命和财产安全。

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