1.可溶巖及巖溶發(fā)育程度
可溶巖是由巖溶地面塌陷形成的物質(zhì)基礎(chǔ),而巖溶洞穴的存在則為地面塌陷提供了必要的空間條件??扇軒r洞穴和裂隙一方面造成巖體結(jié)構(gòu)的不完整,形成局部的不穩(wěn)定;另一方面為容納陷落物質(zhì)和地下水的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)提供了充分的空間條件。一般情況下,巖溶越發(fā)育,溶穴的開啟性越好,洞穴的規(guī)模越大,則巖溶地面塌陷也越嚴(yán)重。
2.覆蓋層厚度、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
松散破碎的蓋層是塌陷體的主要組成部分,由基巖構(gòu)造成的塌陷體在重力作用下沿溶洞、管道頂板陷落而成的塌陷為基巖塌陷。塌陷體物質(zhì)主要為第四系松散沉積物所形成的塌陷叫土層塌陷。
3.地下水運(yùn)動(dòng)
地下水運(yùn)動(dòng)是塌陷產(chǎn)生的動(dòng)力條件——主要?jiǎng)恿?。地下水的流?dòng)及其水動(dòng)力條件的改變是巖溶塌陷形成的最重要?jiǎng)恿σ蛩?,地下水徑流集中和?qiáng)烈的地帶,最易產(chǎn)生塌陷,
巖溶地面塌陷是地面變形破壞的主要類型,多發(fā)生于碳酸鹽巖、鈣質(zhì)碎屑巖和鹽巖等可溶性巖石分布地區(qū)。激發(fā)塌陷活動(dòng)的直接誘因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往與抽水、排水、蓄水和其他工程活動(dòng)等人為因素密切相關(guān),而后者往往規(guī)模大、突發(fā)性強(qiáng)、危害也就大。巖溶地面塌陷發(fā)現(xiàn)于碳酸鹽巖分布區(qū),其形成受到環(huán)境和人類活動(dòng)的雙重影響。
大量塌陷事件表明,塌陷主要發(fā)生在覆蓋型巖溶和裸露型巖溶分布區(qū),部分發(fā)育在埋藏型巖溶分布區(qū)。
溶穴的發(fā)育和分布受巖溶發(fā)育條件的制約,一般主要沿構(gòu)造斷裂破碎帶、褶皺軸部張裂隙發(fā)育帶、質(zhì)純層厚的可溶巖分布地段、與非可溶巖接觸地帶分布。巖溶的發(fā)育程度和巖溶洞穴的開啟程度,是決定巖溶地面塌陷的直接因素,可溶巖洞穴和裂隙一方面造成巖體結(jié)構(gòu)的不完整,形成局部的不穩(wěn)定;另一方面為容納陷落物質(zhì)和地下水的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)提供了充分的空間條件。一般情況下,巖溶越發(fā)育,溶穴的開啟性越好,洞穴的規(guī)模越大,則巖溶地面塌陷也越嚴(yán)重。
(1) 查明巖溶塌陷的發(fā)育現(xiàn)狀、歷史過程及其危害性。
(2) 確定巖溶塌陷的成因、類型、形成條件和地質(zhì)模式,研究其分布規(guī)律。
(3) 確定巖溶塌陷發(fā)育的動(dòng)力因素,研究其動(dòng)態(tài)特征及其與塌陷的相關(guān)關(guān)系。
(4) 確定巖镕塌陷的機(jī)制及其臨界條件。
(5) 研究巖溶塌陷綜合評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)和信息管理系統(tǒng),評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性。
(6) 確定巖溶榻陷的前兆現(xiàn)象與監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方法,研究預(yù)警措施。
(7) 研究巖溶塌陷的防治工程方案和措施。
我國(guó)對(duì)巖溶塌陷的防治工作開始于60年代,目前已有一套比較完整和成熟的方法、防治的關(guān)鍵是在掌握礦區(qū)和區(qū)域塌陷規(guī)律的前提下,對(duì)塌陷做出科學(xué)的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè),即采取以早期預(yù)測(cè)、預(yù)防為主,治理為輔、防治相結(jié)合的辦法。
一般來說,巖溶塌陷的防治措施包括控水措施、工程加固措施和非工程性的防治措施。
(一)控水措施
1. 地表水防水措施:防地表水進(jìn)入塌陷區(qū),可以:
(1)清理疏通河道,加速泄流,減少滲漏;
(2)對(duì)漏水的河、庫、塘鋪底防漏或人工改道;
(3)嚴(yán)重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填實(shí)。
2. 地下水控水措施
根據(jù)水資源條件,規(guī)劃地下水開采層位、開采強(qiáng)度、開采時(shí)間,合理開采地下水,加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。危險(xiǎn)地段對(duì)巖溶通道進(jìn)行局部注漿或帷幕灌漿處理。
(二)工程加固措施
1. 清除填堵法:用于相對(duì)較淺的塌坑、土洞。
2. 跨越法:用于較深大的塌坑、土洞。
3. 強(qiáng)夯法:用于消除土體厚度小,地形平坦的土洞;
4. 鉆孔充氣法:設(shè)置通風(fēng)調(diào)壓裝置,破壞巖溶封閉條件,減小沖爆塌陷發(fā)生的機(jī)會(huì)。
高科技預(yù)報(bào)地震,地震預(yù)警的秘訣是什么?