广州市近年地面塌陷情况分析及防治对策

吕镁娜

（广州市地质调查院，广东 广州510440）

广州市地处广东省南部，珠江三角洲北缘，是我国通往世界的南大门，是粤港澳大湾区、泛珠江三角洲经济区的核心城市，也是“一带一路”的枢纽城市[1-2]。广州市地势北高南低，东北部为中低山区，中部为丘陵盆地，南部为三角洲冲积平原，地质环境条件复杂，雨水充沛，地质灾害隐患多、分布广，且隐蔽性、突发性和破坏性强。

1 广州市地面塌陷的基本情况及特点

1.1 基本情况

地面塌陷是我市重要地质灾害灾种之一。2010-2019 年，我市共发生地面塌陷73 宗，经专业技术人员调查，认定属自然因素诱发的地面塌陷地质灾害51 起，占总数的69.8%。塌陷影响面积约44061 平方米，共造成经济损失约690 万元（未包含人为因素引起的工程事故）。自然因素诱发的地面塌陷地质灾害，其中白云区16 起，花都区27 起，从化区8 起，占全部自然地面塌陷的100%。

1.2 发展阶段

根据成因机制，广州市地面塌陷可分为三大类型：岩溶地面塌陷、煤矿采空区塌陷和其它工程类塌陷，三种塌陷在上述已发地面塌陷总量中分别占97.9%、0.8%和1.3%。

近几十年我市地面塌陷与人为活动密切相关，大致可分为3 个阶段：

第一阶段是二十世纪七十至八十年代，主要因抽采广花盆地隐伏岩溶地区（如江村、萧岗、新华、雅岗等）的地下水诱发地面塌陷；第二阶段是上世纪九十年代至二十一世纪初，主要因露天开采石灰岩矿抽排地下水诱发，集中分布在花都、增城、从化3 个区；第三阶段自2003 年至今，为城市跨越式发展时期，主要因地下空间开发、基坑开挖、桩基础及钻探工程施工、地下供水、排污管道破裂渗漏诱发。这类塌陷因主要由工程施工诱发，根据突发事件分类，多属于工程事故。

1.3 成灾特点。

1.3.1 时间规律。经统计分析（表1），地面塌陷多发生在非汛期，其中发生在11 月份至次年5 月份的地面塌陷占总数的64.4%，这与枯水期水位下降及汛期初地下水突然上升有关。

1.3.2 空间规律。从分布区域看，我市的地面塌陷主要分布在西北部，集中在荔湾、白云、花都及从化等4 个区（荔湾区大坦沙2008 年发生群发性地面塌陷，但近年因工程防护措施较好，地面塌陷较少发生），2010 年以来发生的地面塌陷中有32宗发生在岩溶地区。这种空间规律主要与我市西部和北部隐伏岩溶地质环境有关。（图1）

表1 2010-2018 年地面塌陷发生时间统计分布情况

图1 广州市地面塌陷塌陷地质灾害分布图

1.3.3 诱发因素的规律。随着近年人类工程活动的增多，地下空间开发强度和基础设施建设力度的加大，人为诱发因素在地面塌陷形成过程中的作用逐渐凸显（表2）。

2 原因分析

2.1 脆弱的地质环境条件是地面塌陷的内因。我市西北部为隐伏溶岩发育区，地下溶洞、土洞发育，在强降雨或人类工程活动诱发下，易发生地面塌陷地质灾害。例：2008 年12 月19日，广州某单位对白云区夏茅村五巷18 号房进行房基岩工程勘察，因该区域地下岩溶（地下溶洞）发育，实施第二个钻孔时，突发岩溶地面塌陷地质灾害。现场共发生五处地面塌陷，陷坑面积30-300 平方米。因地面塌陷直接或间接损毁拆除9 栋房屋，数十处房屋的墙壁及地面出现开裂变形，灾害影响范围约5000 平方米。

表2 人为因素引发的地面塌陷逐渐占主导

2.2 人类工程活动是地面塌陷的外因。随着经济社会的发展和城市化建设的推进，广州市公路、铁路等工程逐渐增多，尤其是地铁等大型地下工程建设项目，遍布广州市大部分地区，包括一些软土区和岩溶区，建设施工过程中易诱发地面沉降、地面塌陷等地质灾害。例：2013 年，荔湾区某路段因地铁施工引发地陷，塌陷坑直径约20 米，深约10 米，造成两栋三层楼房陷入坑内，周边煤气、水电、移动网络通讯等中断，所幸周边居民疏散及时，未造成人员伤亡。

2.3 城市基础设施的损坏在一定程度上诱发地面塌陷地质灾害。近几年，特别是近3 年时间，地下管线的破损和断裂也成为诱发地面塌陷的主要因素，随着我国改革开放以来，基础设施建设得到不断改善，地下排水管道逐渐增多，给排水管年久失修，易发生损坏漏水，水流冲走地下表层填土，诱发地表发生塌陷。

3 存在问题

地面塌陷的发生因地下情况复杂而具有较强的隐蔽性，且诱发地面塌陷的因素复杂多样，预报预警难度大。目前地面塌陷的自然因素包括隐伏岩溶、填土固结、地基下沉等因素；人为因素包括抽排、抽采地下水、地下空间开发、基坑开挖、桩基础及钻探工程施工、地下供水排污管道破损渗漏等因素。例1：2013 年，白云区某地在建工地基坑的西侧发生地面塌陷，由开始的地面裂缝并缓慢下陷，至形成塌陷坑，共约3 小时。塌陷造成路面损坏面积约500 平方米，路灯倾倒，陷入塌陷坑内，4 层地下室的基坑围护桩被折断，幸无人员伤亡。

例2：2015 年，白云区某地相继发生地面塌陷，影响面积约2000 平方米，塌陷造成交通中断，自来水管及污水管断裂，地下输电线路及电讯线路拉断，路灯、交通信号灯损毁，未造成人员伤亡。

上述两案例塌陷形成原因相同：一是该区域溶洞、土洞发育，自然地质环境条件脆弱，这是形成塌陷的客观因素；二是塌陷附近当时有人为活动（在建工程），对周边岩土体造成扰动，诱发地面塌陷的形成。

4 主要防治措施

近年来，由于工程建设的增多，人为因素已超过自然因素成为诱发岩溶区地面塌陷地质灾害的主要诱导因素。因此，目前防治岩溶地面塌陷主要从如下几方面着手：

4.1 明确职责

2009 年，我市组织各相关单位编制了《做好地面塌陷易发区城市规划建设工作的方案》，从地质灾害易发区划定、可研报告审批、城乡建设规划选址、建设工程管理、监测预警及应急处置等几个方面对各部门职责进行了明确，保障地面塌陷防治工作沟通顺畅，协作有力。

4.2 规划避让

岩溶地质环境是客观存在，无法避免。因此，在岩溶区应尽量少开展大型工程活动，在城市规划和建设前首先开展基础地质调查，圈定隐伏岩溶区，尽量避免在塌陷高易发区规划、建设重要经济活动区和主要居民区。如需要建设，应尽量做好防护措施，最大限度避免岩溶地面塌陷的发生。

4.3 监测预警

以“群专结合”的方式，在地面塌陷的高易发区及重点防范地区建立监测点实施监测。目前已建立长期地下水动态监测网和地面沉降监测点，覆盖金沙洲、大坦沙地面塌陷/沉降区，夏茅煤矿采空区、龙归硝盐矿区及南沙等沉降易发区，随时掌握上述地区地下水位和地表建筑物的沉降、位移动态变化数据，为预警预报提供依据。

4.4 工程措施

建设单位在地面塌陷高易发区进行地下工程施工，应对正在进行或即将进行的工程建设项目采取合理的防治结合措施，隔绝岩溶水流动通道，减少扰动，同时加强工程自身防护能力，必要时采用抗塌设计。对已经发生或监测预报有可能发生严重地面塌陷的地质灾害点，应及时采取工程措施，减轻地面塌陷造成的危害。