地面塌陷:地質現象-中文百科頻道

類别

1 、根據形成塌陷的主要原因分為自然塌陷和人為塌陷兩大類。

（1）自然塌陷

是地表岩、土體由于自然因素作用、如地震、降雨、自重等，向下陷落而成，如黃土濕陷。

（2）人為塌陷

是由于人為作用導緻的地面塌落。在這兩大類中，又可根據具體因素分為許多類型，如地震塌陷、礦山采空塌陷等。

2 、根據塌陷區是否有岩溶發育，分為岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷。

（1）岩溶地面塌陷

主要發育在陷伏岩溶地區，是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土體在自然或人為因素作用下，産生陷落而形成的地面塌陷。

（2）非岩溶地面塌陷

根據塌陷區岩、土體的性質又可分為黃土塌陷、火山熔岩塌陷和凍土塌陷等許多類型。

成因

岩溶塌陷

自然岩溶塌陷的成因包括暴雨、洪水、重力、地震等，人為岩溶塌陷中，成因以坑道排水或突水，抽取岩溶地下水、水庫畜引水為主，共占人為塌陷的92％。其中，人為因素是誘發岩溶塌陷的主要原因。如在2011年統計的632處岩溶塌陷中，自然塌陷192處，占總數30.4％，成因不明的8處，占1.2％，人為因素誘發的432處，占68.4％；其中礦坑排水誘發的157處，占24.8％，生活用抽水誘發的187處，占29.6％。

據湖南省統計，人為因素誘發的岩溶塌陷占總數的86.6％，塌坑占總數的99.8％，而廣西人為誘發岩溶塌陷也占總數的77.24％。從上述數字及實地調查看出，凡是礦區大強度排水及過量抽汲岩溶地下水的地區，都是岩溶地面塌陷發育強烈及損失慘重的地區，即二者之間是一種正相關關系。

人為因素誘發的岩溶塌陷特點是突然，點多，塌坑大小形狀不一，小者不足1m ，大者達幾百m ，且發育具有持續性、重複性，發育時間及分布範圍也比較集中，因此造成的危害很大。

采空塌陷

礦山采空區地面塌陷，許多礦區均有發育，尤以北方煤田區最為嚴重。從成因上看，主要是由于盲目開采及濫采等不合理行為，加之爆破等一些震動因素，使得頂闆較薄（最薄不足1m）之處極易塌陷。從全國看，采空塌陷與采礦量成直線關系。

黃土濕陷

從成因上可分為自然和人為誘發的，它們造成的經濟損失也相當嚴重，同時人為誘發的濕陷有逐漸增多的趨勢。

造成黃土濕陷原因主要有三種：

①黃土的力學性質從内部改變了黃土在浸水及外部荷載因素下，使剪應力超過抗剪強度，從而發生濕陷。

②黃土内部受浸水濕化作用下，使土壤自身摩擦力降低，外部擾動作用誘發濕陷。

③黃土内部結構發生崩解，使黃土顆粒間膠結強度弱化，顆粒間相對遷移，并伴随小顆粒進入大間隙。同時由于顆粒間膠結被水溶解，在外部擾動作用下強度已不堪平衡，造成土質結構損壞。

特征

岩溶塌陷

岩溶塌陷的平面形态具有園形、橢圓形、長條形及不規則形等，主要與下伏岩溶洞隙的開口形狀及其上複岩、土體的性質在平面上分布的均一性有關。其剖面形态具有壇狀、井狀、漏鬥狀、碟狀及不規則狀等，主要與塌層的性質有關，粘性土層塌陷多呈壇狀或井狀，砂土層塌陷多具漏鬥狀，松散土層塌陷常呈碟狀，基岩塌陷剖面常呈不規則的梯狀。

岩溶塌陷的規模以個體塌陷坑的大小來表征，主要取決于岩溶發育程度，洞隙開口大小及其上複蓋層厚度等因素。據統計，土層塌陷陷坑直徑一般不超過30m，其中以小于5m的占大多數，達63-71％，5-10m的占10～20％，個别大的可達60-80m。塌陷坑可見深度絕大多數小于5m，可占總數的84-97％。基岩塌陷規模一般較大，如四川興文縣小岩灣塌陷，長650m、寬490m、深208m。

采空塌陷

一般較大，面積一般均在幾百m 以上，大者如湖南楊梅山煤礦塌陷，長2km，寬1km，深12m，塌陷面積達百萬m 。

黃土濕陷

濕性黃土在幹燥狀态下可以承受一定荷重而變形不大。當浸水後，土粒間水膜增厚，水溶鹽被溶解，土粒聯結力顯著減弱，從而引起土體結構破壞并産生濕陷。由于濕陷往往是突然發生的，所以常使建築物突然發生沉陷，甚至導緻建築物破壞。

分布

岩溶塌陷

中國岩溶塌陷分布廣泛，從南到北，從東到西都有發育。截至2003年，己見于除北京、天津、上海、河南、甘肅、甯夏、新疆以外的24個省市區，但主要分布于遼甯、河北、江西、湖北、湖南、四川、貴州、雲南、廣東、廣西等省區。另外，華南岩溶塌陷多而強，華北相對少且弱一些。全國岩溶塌陷總數為2841處，塌陷坑有33192個，塌陷面積為332.28km 。

采空塌陷

黑龍江、山西、安徽、江蘇、山東等省是采空塌陷的嚴重發育區。但幾乎在全國的采煤、采礦區均有出現，尤其是個體采礦業比較發達、而法律制度不健全且執行不力的地區更容易發生。據不完全統計，在全國20個省區内，共發生采空塌陷180處以上，塌坑超過1595個，塌陷面積大于1150km 。

黃土濕陷

主要見于河北、青海、陝西、甘肅、甯夏、河南、山西、黑龍江等8個黃土分布省區，塌陷面積僅河南省就達4.53km 。

危害

地面塌陷危害主要表現在突然毀壞城鎮設施、工程建築、農田，幹擾破壞交通線路，造成人員傷亡。據統計分析，造成地面塌陷的主要因素是人為因素。地面塌陷中采空塌陷的危害最大，造成的損失最重，岩溶塌陷次之，黃土濕陷相對小也較集中。

采空塌陷

在中國，采空塌陷主要出現于20世紀70年代以後，尤其是2000年以後，随着采礦業的發展，尤其是大量個體業者進行采煤采礦活動，使得采空塌陷在各地頻頻發生。據2007年對全國1173個大中型礦山企業調查，地面塌陷破壞土地面積達84200多公頃，煤礦區最為突出。華北、華東地區煤礦采空塌陷，每年平均為10.5萬畝。

岩溶塌陷

安徽每年因岩溶塌陷造成的直接經濟損失約436.8萬元，遼甯、湖南二省年均分别達5000、3000萬元，雲南省年均約1000萬元，估計全國每年因岩溶塌陷造成的直接經濟損失在1.2億元以上。

黃土濕陷

在濕陷性黃土中，自重濕陷性黃土危害最大。

濕陷性土包括濕陷性黃土及具有濕陷性的碎石土、砂土和其他土。濕陷性土的特點是當其未受水浸濕時，一般強度較高，壓縮性較低。但受水浸濕後，在上覆土層的自重應力或自重應力和建築物附加應力作用下，土的結構迅速破壞，并發生顯著的附加下沉，其強度也随着迅速降低。濕陷性土主要由濕陷性黃土組成。

如蘭州鋼廠第一煉鋼車間，因生産用水管理不當，造成自重濕陷，建築物相對沉降達0.74m，導緻建築物報廢；再如鄭州市，1992年5月3日就因暴雨塌陷4處約400m，直接經濟損失達因濕陷造成的直接經濟損失約為250萬元。

監測

1 、長期、連續地監測地面、建築物的變形和水點中水量、水态的變化，地下洞穴分布及其發展狀況等，可掌握地面塌陷的形成發展規律，提早預防、治理。

對地面和建築物的變形監測，通常設置一定的點位，用水準儀、百分表及地震儀等進行測量。地下岩、土體特征的變化可采用伸縮性鑽孔樁（分層樁）、鑽孔深部應變儀等進行監測。水點變化的觀測常用測量水量、水位的儀器進行。地下洞穴分布及其發展狀況可借助物探或鑽探方法查明。

2 、塌陷前兆現象是塌陷的序幕，離塌陷時間近而且短促。因此，及時發現這些現象，作出預警報，對減輕災害損失有重要意義。這些現象一般比較直觀，塌陷前兆現象的監測内容包括：抽、排地下水引起泉水的幹枯、地面積水、人工蓄水（滲漏）引起的地面冒氣泡或水泡、植物變态、建築物作響或傾斜、地面環形開裂、地下土層垮落聲、水點的水量、水位和含沙量的突變以及動物的驚恐異常現象等。

預防

1、對已經發生地面塌陷且其穩定性差尚有活動迹象的地段，就堅決避讓，不能作為職工居住地、重要設備廠房、公路等。

2、建築物應盡量避開地下有采空區的地段，原則上應使主要建築避開塌陷地段。

3、工程設計和施工中要注意消除或減輕人為因素的影響；如設計完善的排水系統，避免地表水大量入滲，對已有塌陷坑進行填堵處理，防止地表水向其彙聚注入等。

塌陷事件

2007年2月23日淩晨，中美洲危地馬拉首都危地馬拉城一個貧民區突然傳出轟隆聲，瞬間，貧民區中央驚現一個直徑為70米、深度為100米的污水坑。一對兄妹在這場災難中不幸被淹死，20多間房屋下陷，當局在事發後及時封鎖周邊500米範圍，疏散現場附近的居民近千人。

2008年3月25日淩晨，四川省江安縣紅橋鎮五閣村發生了局部地面塌陷，形成大小不等的3個巨型“天坑”，呈直線展開，長約400米。此後，類似事件不斷出現，至2008年7月2日，紅橋鎮的地陷坑已經增加到16個。

2008年11月15日15時許，杭州風情大道地鐵施工工地突然發生大面積地面塌陷，正在路面行駛的多輛汽車陷入深坑，多名施工人員被困地下。結果，事故造成了風情大道路面坍塌75米，下陷15米，死亡17人，失蹤4人，受傷24人。

2009年4月5日上午7時許，位于成都市一環路西三段路口一段近30米的河堤突然塌陷，深達1米。由于附近酒店的停車場就設在河堤上，5輛停在河堤上的汽車當場被“吞沒”，所幸未造成人員傷亡。

2012年2月28日下午4時30分許，上海九亭涞寅路1881号七欣科工業園區内一在建工地在挖地基時突然塌陷，緻使地下的備用天然氣管道發生洩漏。事故沒有造成人員傷亡。

2012年5月10日，位于廣西柳州市市郊的帽合村發生嚴重地質災害，受災面積約100畝，村内2000餘名居民緊急疏散。災害已緻多棟房屋倒塌，地面出現拳頭寬的裂縫，池塘水和井水消失。災害原因初步認為是岩溶塌陷。

2012年6月1日，廣西省南甯市壇洛鎮壇洛村多處發生地陷。2012年6月7日，壇洛村再次出現新的地陷險情，已發現5處新塌陷點，其中包括一個約300平方米的塌陷坑。

2012年7月5日淩晨，長沙市緊靠湘江大堤的湘江路中段突然發生塌陷，一台從此路過的轎車被巨坑吞沒，緻1人死亡。塌陷坑坑口面積約有30平米。

2012年7月5日夜，鄭州市棉紡路與秦嶺路交叉口東側約30米的快車道上，又一次塌陷，出現了一個深坑。近兩年來，此處經常塌陷，不足200米的路段，已塌陷過十餘次，其中最大的一次塌坑面積超過了30平方米。

2013年3月13日下午5時許，雲南團結鄉至谷律的和下路段發生地面坍塌，一輛正通過此處的拉沙貨車大半車身陷入坑中，事故未造成人員傷亡。

2013年3月26日，深圳福田景洲大廈北側發生塌陷，路面出現直徑5米、深約20米的大坑，一名保安隊長不幸墜入坑中身亡。

2013年8月11日，美國佛羅裡達州奧蘭多市附近的一個度假村樓發生地陷，部分房屋陷入深達100英尺的洞中。12日淩晨，該度假村将近1/3的房屋坍塌，住在這棟大樓内的105名客人和住在附近大樓内的客人全部疏散，所幸無人受傷，但該度假村内24個三層别墅全部受損。

2013年8月下旬，湖北荊門東寶區子陵鋪鎮新橋村2組連續發生地陷，正在地裡勞作的一名婦女掉進塌陷的深坑中險些喪命。從2010年開始，荊門市城郊已出現33次地表塌陷，塌陷面積約38萬平方米，“天坑”數十個。地質災害背後是“人禍”，當地持續40年挖掘地下石膏礦資源，造成大量不可修複的采空區，僅荊門市東寶區子陵鋪鎮采空區面積達120萬平方米。