浅析唐山某地岩溶塌陷地质灾害勘查研究

高嘉琳

摘要： 唐山市位于河北省东部，是一座滨海现代化城市，曾多次发生滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害，给当地的工农业生产及人民生命财产安全造成了很大的影响。随着唐山市经济的高速发展，开展唐山市地质灾害危险性勘查对预测未来地质灾害的演化趋势，对该区的减灾、防灾和社会经济发展均具有重要意义。

关键词： 地质灾害;勘查;地面塌陷

【中图分类号】P642【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）12-0005-01

1工作区概况

唐山市地处燕山南麓山前倾斜平原，地势北高南低，北部为丘陵区，波状起伏，冲沟发育;南部地势平坦。工作区均被新生界第四系所覆盖，钻探揭露第四系松散沉积层厚度30.3～32.3m，主要岩性为粉质粘土、粉、细砂、卵石等。下伏基岩为奥陶系地层，岩性主要为灰岩等。

2主要地质灾害研究

2.1地质灾害类型及特征

2.1.1地质灾害类型。

根椐国务院令第394号颁布的《地质灾害防治条例》及国土资源部国土资发[2004]69号文《关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》，地质灾害是指包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。结合我省实际将软土地基变形、黄土湿陷、砂土液化、膨胀土胀缩、海水入侵作为次要灾种进行评估[1]。

2.1.2地质灾害特征。

由于岩溶水的超采导致岩溶水位不断下降，使其对覆盖层的托浮力消减，同时由于岩溶水坡降和流速增大，可冲刷带走溶洞、溶隙中的松散填充物，并对覆盖层底部产生潜蚀和掏空作用，尤其是岩溶水位在基岩面上下波动时最为强烈，在下伏溶洞（隙）开口处形成土洞的雏形，土洞不断向上扩展，当洞顶上部覆盖层的自重力超过土体抗剪强度时，洞顶垮塌，塌陷形成[2]。

2.1.3唐山市岩溶塌陷地质灾害特征。

唐山市中心区坐落在岩溶浅埋区，在构造作用下岩溶裂隙发育，受地下水的开采影响，上覆第四纪土体结构遭到不同程度的破坏。相继出现了影响较大的十中操场塌陷（1979.10.6）、体育中心第二训练馆塌陷（1988.6.6）、凤凰山公园莲渔池塌陷（1991.9.6）等，给社会带来了一定的负面影响。据调查唐山市的岩溶塌陷主要分布在唐山市路北区的凤凰山公园和热力总公司一带，分别称为凤凰山公园岩溶塌陷群和热力总公司岩溶塌陷群。

2.2地质灾害勘查结果。

为进一步查明本场地岩溶发育程度及空间分布，第四系土层是否存在土洞及潜蚀扰动现象等，本次评估采用高密度地震映像方法，布置4条测线。测线1位于文化路西侧，测线方向自北向南，测线长度365m;测线2位于1号地块西部，测线方向自北向南，测线长度170m;测线3位于2号地块东部，测线方向自北向南，测线长度204m;测线4位于2号地块北部，测线方向自西向东，测线长度170m;布置钻孔2眼，累计进尺103.4m。

2.2.1高密度地震映像勘察成果。

测线1：有效波时间范围在300ms，深度约45m，第77道-87道、第92道-102道、第120道-130道、第168道-182道、第214道-223道均存在同相轴错断、凌乱等异常;

测线2：有效波时间范围在300ms（深度约45m）以上，第11道-23道、第40道-53道、第64道-72道、第88道-102道、第119道-130道均存在同相轴错断、凌乱等异常;

测线3：有效波时间范围在300ms（深度约45m）以上，第21道-30道、第49道-62道、第85道-94道、第115道-126道、第140道-159道均存在同相轴错断、凌乱等异常;

测线4：有效波时间范围在300ms（深度约45m）以上，第8道-18道、第69道-113道、第123道-137道均存在同相轴错断、凌乱等异常。

以上均推测此处为溶洞或裂隙。

2.2.2钻探验证成果。

为验证物探成果，在测线1、测线2异常点处布置钻孔2眼：ZK1钻孔揭露岩芯溶孔、溶隙发育，在41.1-42.0m处发育溶洞，洞高0.9m，以卵石及粘性土充填，结构松散，易坍塌，钻进过程中漏水严重。钻至53.1m时孔壁掉块，发生卡钻事故，停钻。

ZK2钻孔揭露岩芯溶孔、溶隙发育，31.8-32.7m处溶洞发育，洞高0.9m，以棕红色粘性土充填，可塑状态，胶结性差;38.6-39.3m处溶洞发育，洞高0.7m，以卵石充填，結构松散，易坍塌，钻进过程中漏水严重，钻至50.3m时孔壁掉块，发生卡钻事故，停钻。

2.3结论。

本次投入的高密度地震映像勘察共解译出岩溶发育异常18处，钻探验证结果表明：物探异常处岩溶发育，其发育部位与物探推测基本一致，综合判定为本工作区岩溶发育强烈。下面就主要影响因素探讨工作区发生岩溶塌陷的可能性及其危害程度：

（1）工作区位于陡河断裂与唐山断裂之间的隆起地带，受多期构造应力场的反复作用，使这一地带上的断层和节理构造十分发育，有利于地下水循环和岩溶发育。

（2）根据物探及钻孔资料，评估区下部碳酸盐岩裂隙发育，基岩面以下存在多处溶洞，卵、砾石、粘性土填充，说明基岩顶面存在开口型溶洞。

（3）第四系覆盖层为土～砂相间多层结构，厚度30.3～32.3m，第四系细砂、卵石含水层下部与基岩接触部位粉质粘土层厚度较小（1.4～1.7m），局部可能缺失，构不成稳定隔水层，极易在该层形成潜蚀扰动。

（4）地下水活动对塌陷产生的作用主要是渗透潜蚀作用，双层水头差较大，越有利于孔隙水越流下渗。根据本场地钻孔揭露，工作区第四系厚度约30.3～32.3m，属双层含水介质分布地段。工作区第四系松散岩类孔隙水水位埋深22.5～23.5m;岩溶水水位埋深47.0m，位于基岩面以下14.7m～16.7m，构成了“双层”结构;第四系松散岩类孔隙水与基岩裂隙水水头差23.5m～24.5m。基岩顶部的粉质粘土隔水层厚度较小，可能存在天窗，第四系孔隙水很易直接补给下部碳酸盐岩岩溶裂隙水，渗透潜蚀、搬运作用强烈。

（5）该区域岩溶发育强烈，一旦发生塌陷，会造成重大人员伤亡和经济损失，危害性极大。

3结束语

本次工作采用浅层地震勘查可溶岩分布区下伏基岩的溶洞及第四系土洞发育位置进行初步确定;通过钻探手段对可溶岩分布区的下伏基岩岩溶发育程度、基岩裂隙发育情况及第四系土体的潜蚀、扰动情况进行查明;同时兼顾全区，初步查明区内岩土层工程地质性质，评价区内工程地质条件。为该区地质环境评价奠定基础，以期为岩溶塌陷的预防、防灾减灾及城市建设提供参考。

参考文献

[1]刘志刚.2008年度河北省地质灾害危险性评估与矿山环境恢复治理技术培训材料（上册）[M].河北省国土资源厅，2008.12，179，216.

[2]赵宗壮.河北省唐山市岩溶塌陷地质灾害防治前期报告[R].河北省地矿局第四水文地质工程地质大队，1994.5，20～22，59-68.