[摘要]分析了潛蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理、溶蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理以及振動(dòng)作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理等常見巖溶坍塌形成機(jī)理，同時(shí)從注重地下水控制、加強(qiáng)塌坑回填控制、落實(shí)注漿控制以及科學(xué)使用強(qiáng)夯法等方面提出了巖溶塌陷處理有效途徑，以期為我國巖溶塌陷預(yù)防和治理提供一些參考，降低巖溶塌陷災(zāi)害帶來的損失。
[關(guān)鍵詞]巖溶塌陷 形成機(jī)理 處理措施
巖溶塌陷即是覆蓋在溶蝕洞穴之上的松散土體在外動(dòng)力或人為因素作用下產(chǎn)生的突發(fā)性地面變形破壞而產(chǎn)生塌陷。巖溶塌陷是巖溶地區(qū)一項(xiàng)常見的地質(zhì)災(zāi)害。近年來，我國由于人為因素造成的巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害不斷增多，這些巖溶塌陷災(zāi)害通常發(fā)生在人類聚居的城鎮(zhèn)周圍，不同程度地破壞當(dāng)?shù)氐闹脖粻顩r、房屋建筑、交通設(shè)施及地下水，直接影響人們的正常生活。對此，應(yīng)當(dāng)注重巖溶塌陷的防治，有效降低巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害帶來的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。
1常見巖溶坍塌形成機(jī)理
1.1潛蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理
潛蝕即是巖土體中細(xì)小顆粒一定水力坡度下的地下水流產(chǎn)生較大的動(dòng)水壓力沖動(dòng)帶走或溶濾掉易溶部分，其中，潛蝕又包括化學(xué)潛蝕和機(jī)械潛蝕兩種。潛蝕坍塌是巖溶坍塌形成的主要塌陷模式，尤其是在地下水主徑流帶附近或地表水、潛水與巖溶水水力交換頻繁地帶，潛蝕作用更加明顯。
1.2溶蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理
可溶性鹽含量相對較高的地區(qū)或是蒸發(fā)巖地區(qū)，通常會(huì)由于地下水的溶濾作用、溶解作用以及散解作用而破壞洞頂蓋層土體，從而發(fā)生巖溶塌陷現(xiàn)象，即溶蝕塌陷。如我國青海察爾漢鹽湖區(qū)石鹽層塌陷便是溶蝕作用產(chǎn)生的。
1.3振動(dòng)作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理
振動(dòng)作用產(chǎn)生的動(dòng)荷載通常會(huì)導(dǎo)致巖土體產(chǎn)生破裂位移效應(yīng)、土體液化效應(yīng)等效應(yīng)，降低巖土體強(qiáng)度，從而產(chǎn)生巖溶塌陷現(xiàn)象，即振動(dòng)坍塌。地震、爆破以及機(jī)械振動(dòng)是導(dǎo)致振動(dòng)荷載的主要來源。一些鐵路沿線附近發(fā)生的巖溶塌陷現(xiàn)象的原因便是過量抽取地下水，同時(shí)長期火車通過產(chǎn)生的振動(dòng)，降低巖土體的強(qiáng)度，從而使得巖土體產(chǎn)生巖溶塌陷。
2巖溶塌陷處理有效途徑
2.1注重地下水控制
地下水控制措施是巖溶塌陷處理中的重要措施，廣泛應(yīng)用于巖溶塌陷的防治中，通過采取地下水人工回灌、恢復(fù)地下水平衡狀態(tài)或停用取水水源來實(shí)現(xiàn)地下水位的恢復(fù)。在進(jìn)行地下水人工回灌時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保回灌水質(zhì)嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)，避免回灌水污染地下水水質(zhì)。同時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，制定科學(xué)、高效的水動(dòng)力條件控制內(nèi)容，對地下水位的急劇波動(dòng)、抽水孔深度和抽水強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)對于地勢低洼、易塌易滲和積水嚴(yán)重的地段采取相應(yīng)的防滲流水的導(dǎo)流措施，設(shè)置相關(guān)反濾防滲聯(lián)，避免地表水直接回灌。
2.2加強(qiáng)塌坑回填控制
在進(jìn)行巖溶塌陷控制處理過程中，可以根據(jù)塌陷坑的實(shí)際坍塌情況，采取不同的回填處理措施進(jìn)行塌坑回填。在進(jìn)行塌坑回填時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先對塌坑內(nèi)的塌陷松散物進(jìn)行清理，再向塌坑內(nèi)填充毛石、毛石混凝土及碎石土等，并綜合使用通氣減壓方法。在進(jìn)行局部地段的塌陷坑回填時(shí)，可以在塌坑下部填入鋼絲線，上部填入碎石、卵石填后對其進(jìn)行夯實(shí)，嚴(yán)禁將細(xì)顆粒物質(zhì)及垃圾作為回填物質(zhì)。
2.3落實(shí)注漿控制
在巖溶塌陷綜合治理中，注漿控制措施具有較高的實(shí)用性，通過對下步溶洞、空洞以及松散狀態(tài)的砂巖開展排水注漿，在有效填充巖溶塌陷溶洞和空洞的同時(shí)，確保松散狀態(tài)的砂巖膠結(jié)。通過人工作業(yè)或機(jī)械作業(yè)的方法向坍塌體重注入水泥砂漿，以有效提升地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。對于出現(xiàn)嚴(yán)重塌陷的道路路面，在整治過程中，也可以采用排水注漿法，有效填充坍塌路段地面下部的溶洞和空洞，確保處于松散狀態(tài)的砂巖進(jìn)行膠結(jié)，從而加強(qiáng)路面地基的穩(wěn)定性。
2.4科學(xué)使用強(qiáng)夯法
在治理巖溶塌陷過程中，通常會(huì)使用到強(qiáng)夯法，通過機(jī)械設(shè)備對表土進(jìn)行夯實(shí)，有效降低表土的壓縮性，增大表土的密實(shí)度，有效增強(qiáng)土層的強(qiáng)度，平衡土層中產(chǎn)生的拱，從而有效提升穩(wěn)定土層的厚度，以實(shí)現(xiàn)有效減少或避免發(fā)生巖溶塌陷現(xiàn)象。同時(shí)，強(qiáng)夯法也能夠有效破壞土層已經(jīng)存在但尚未發(fā)展到地面的洞穴，有效消除巖溶塌陷安全隱患，實(shí)現(xiàn)巖溶塌陷有效控制。
3結(jié)束語
潛蝕作用、溶蝕作用以及振動(dòng)作用均可引發(fā)巖溶塌陷，直接影響我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的正常生活。對此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地質(zhì)條件和水文條件，注重地下水控制，同時(shí)加強(qiáng)塌坑回填控制，落實(shí)注漿控制，并科學(xué)使用強(qiáng)夯法，對巖溶塌陷進(jìn)行科學(xué)預(yù)防和治理，降低巖溶塌陷災(zāi)害財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。
參考文獻(xiàn)
[1]何謹(jǐn)鋮，向志群.巖溶塌陷形成機(jī)理及處理[J].西部探礦工程，2014，26（6）：14-15.
[2]薛玉柱.隧道巖溶塌陷處理施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（3）.
[3]郝江南，袁志英.貴陽市中華北路巖溶塌陷成因及處理[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，27（3）：122-125.
[4]胡濤，魏婷，張超等.強(qiáng)夯法處理婁新高速公路巖溶塌陷地基的現(xiàn)場試驗(yàn)研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，（5）：118-124.
[關(guān)鍵詞]巖溶塌陷 形成機(jī)理 處理措施
巖溶塌陷即是覆蓋在溶蝕洞穴之上的松散土體在外動(dòng)力或人為因素作用下產(chǎn)生的突發(fā)性地面變形破壞而產(chǎn)生塌陷。巖溶塌陷是巖溶地區(qū)一項(xiàng)常見的地質(zhì)災(zāi)害。近年來，我國由于人為因素造成的巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害不斷增多，這些巖溶塌陷災(zāi)害通常發(fā)生在人類聚居的城鎮(zhèn)周圍，不同程度地破壞當(dāng)?shù)氐闹脖粻顩r、房屋建筑、交通設(shè)施及地下水，直接影響人們的正常生活。對此，應(yīng)當(dāng)注重巖溶塌陷的防治，有效降低巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害帶來的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。
1常見巖溶坍塌形成機(jī)理
1.1潛蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理
潛蝕即是巖土體中細(xì)小顆粒一定水力坡度下的地下水流產(chǎn)生較大的動(dòng)水壓力沖動(dòng)帶走或溶濾掉易溶部分，其中，潛蝕又包括化學(xué)潛蝕和機(jī)械潛蝕兩種。潛蝕坍塌是巖溶坍塌形成的主要塌陷模式，尤其是在地下水主徑流帶附近或地表水、潛水與巖溶水水力交換頻繁地帶，潛蝕作用更加明顯。
1.2溶蝕作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理
可溶性鹽含量相對較高的地區(qū)或是蒸發(fā)巖地區(qū)，通常會(huì)由于地下水的溶濾作用、溶解作用以及散解作用而破壞洞頂蓋層土體，從而發(fā)生巖溶塌陷現(xiàn)象，即溶蝕塌陷。如我國青海察爾漢鹽湖區(qū)石鹽層塌陷便是溶蝕作用產(chǎn)生的。
1.3振動(dòng)作用產(chǎn)生巖溶塌陷機(jī)理
振動(dòng)作用產(chǎn)生的動(dòng)荷載通常會(huì)導(dǎo)致巖土體產(chǎn)生破裂位移效應(yīng)、土體液化效應(yīng)等效應(yīng)，降低巖土體強(qiáng)度，從而產(chǎn)生巖溶塌陷現(xiàn)象，即振動(dòng)坍塌。地震、爆破以及機(jī)械振動(dòng)是導(dǎo)致振動(dòng)荷載的主要來源。一些鐵路沿線附近發(fā)生的巖溶塌陷現(xiàn)象的原因便是過量抽取地下水，同時(shí)長期火車通過產(chǎn)生的振動(dòng)，降低巖土體的強(qiáng)度，從而使得巖土體產(chǎn)生巖溶塌陷。
2巖溶塌陷處理有效途徑
2.1注重地下水控制
地下水控制措施是巖溶塌陷處理中的重要措施，廣泛應(yīng)用于巖溶塌陷的防治中，通過采取地下水人工回灌、恢復(fù)地下水平衡狀態(tài)或停用取水水源來實(shí)現(xiàn)地下水位的恢復(fù)。在進(jìn)行地下水人工回灌時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保回灌水質(zhì)嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)，避免回灌水污染地下水水質(zhì)。同時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，制定科學(xué)、高效的水動(dòng)力條件控制內(nèi)容，對地下水位的急劇波動(dòng)、抽水孔深度和抽水強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)對于地勢低洼、易塌易滲和積水嚴(yán)重的地段采取相應(yīng)的防滲流水的導(dǎo)流措施，設(shè)置相關(guān)反濾防滲聯(lián)，避免地表水直接回灌。
2.2加強(qiáng)塌坑回填控制
在進(jìn)行巖溶塌陷控制處理過程中，可以根據(jù)塌陷坑的實(shí)際坍塌情況，采取不同的回填處理措施進(jìn)行塌坑回填。在進(jìn)行塌坑回填時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先對塌坑內(nèi)的塌陷松散物進(jìn)行清理，再向塌坑內(nèi)填充毛石、毛石混凝土及碎石土等，并綜合使用通氣減壓方法。在進(jìn)行局部地段的塌陷坑回填時(shí)，可以在塌坑下部填入鋼絲線，上部填入碎石、卵石填后對其進(jìn)行夯實(shí)，嚴(yán)禁將細(xì)顆粒物質(zhì)及垃圾作為回填物質(zhì)。
2.3落實(shí)注漿控制
在巖溶塌陷綜合治理中，注漿控制措施具有較高的實(shí)用性，通過對下步溶洞、空洞以及松散狀態(tài)的砂巖開展排水注漿，在有效填充巖溶塌陷溶洞和空洞的同時(shí)，確保松散狀態(tài)的砂巖膠結(jié)。通過人工作業(yè)或機(jī)械作業(yè)的方法向坍塌體重注入水泥砂漿，以有效提升地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。對于出現(xiàn)嚴(yán)重塌陷的道路路面，在整治過程中，也可以采用排水注漿法，有效填充坍塌路段地面下部的溶洞和空洞，確保處于松散狀態(tài)的砂巖進(jìn)行膠結(jié)，從而加強(qiáng)路面地基的穩(wěn)定性。
2.4科學(xué)使用強(qiáng)夯法
在治理巖溶塌陷過程中，通常會(huì)使用到強(qiáng)夯法，通過機(jī)械設(shè)備對表土進(jìn)行夯實(shí)，有效降低表土的壓縮性，增大表土的密實(shí)度，有效增強(qiáng)土層的強(qiáng)度，平衡土層中產(chǎn)生的拱，從而有效提升穩(wěn)定土層的厚度，以實(shí)現(xiàn)有效減少或避免發(fā)生巖溶塌陷現(xiàn)象。同時(shí)，強(qiáng)夯法也能夠有效破壞土層已經(jīng)存在但尚未發(fā)展到地面的洞穴，有效消除巖溶塌陷安全隱患，實(shí)現(xiàn)巖溶塌陷有效控制。
3結(jié)束語
潛蝕作用、溶蝕作用以及振動(dòng)作用均可引發(fā)巖溶塌陷，直接影響我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的正常生活。對此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地質(zhì)條件和水文條件，注重地下水控制，同時(shí)加強(qiáng)塌坑回填控制，落實(shí)注漿控制，并科學(xué)使用強(qiáng)夯法，對巖溶塌陷進(jìn)行科學(xué)預(yù)防和治理，降低巖溶塌陷災(zāi)害財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。
參考文獻(xiàn)
[1]何謹(jǐn)鋮，向志群.巖溶塌陷形成機(jī)理及處理[J].西部探礦工程，2014，26（6）：14-15.
[2]薛玉柱.隧道巖溶塌陷處理施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（3）.
[3]郝江南，袁志英.貴陽市中華北路巖溶塌陷成因及處理[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，27（3）：122-125.
[4]胡濤，魏婷，張超等.強(qiáng)夯法處理婁新高速公路巖溶塌陷地基的現(xiàn)場試驗(yàn)研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，（5）：118-124.
