岩溶塌陷是一种由动力地质作用造成的结果,存在于岩溶地区,成为威胁建筑业、矿业、交通运输等行业的主要地质灾害之一。岩溶塌陷有何影响?中国岩溶塌陷分布如何?岩溶塌陷如何形成、如何监测、如何防治?诸多问题值得深入思考。

人们通常用“天塌地陷”来比喻重大灾变,可见地面塌陷在人们心目中的分量,这与地面塌陷具有隐蔽性和突发性特点有关。岩溶塌陷可以发生在地下岩溶发育的任何地方,所以对人们日常生活和各类工程设施的安全影响巨大。危害主要表现在破坏城镇设施、工程建筑、农田,干扰破坏交通线路,造成人员伤亡,沟通地表水和地下水,成为污染地下水的通道。

1950年以来,中国至少发生岩溶塌陷3339处,集中分布在西南、华南、华中、华北等地区,岩溶塌陷最多的省份包括广西、贵州、湖南、广东、湖北和云南;受影响的地区包括广州、武汉、深圳等30多个大中城市、328个县市,2.3万千米的公路铁路和40余座矿山。

中国岩溶塌陷形成的主要原因：其中70%的岩溶塌陷为人类工程活动所诱发,开采岩溶地下水（抽水）、充水矿山疏干、交通隧道突水、桩基振动、输水管道漏水等人类工程活动,已成为岩溶塌陷的主要诱发因素;极端降雨也会诱发岩溶塌陷,近年来已先后出现4起由极端降雨引发的岩溶塌陷,这些塌陷具有规模大、后续效应长等特点。因此,可以把岩溶塌陷划分为6大类型：抽水型岩溶塌陷、疏干型岩溶塌陷、渗漏型岩溶塌陷、振动型岩溶塌陷、降雨型岩溶塌陷和复合型岩溶塌陷。

岩溶地区拥有丰富的岩溶地下水资源,但岩溶水资源的开发又往往会诱发岩溶塌陷,这似乎是一对矛盾。

岩溶塌陷 岩溶塌陷是指在岩溶地区,下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞,因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下,顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。对岩溶塌陷的调查内容涵盖岩溶塌陷区调查、岩溶塌陷特征调查、岩溶塌陷成因调查及岩溶塌陷危害调查和防治现状及效果调查等。中国对岩溶塌陷的防治工作开始于六十年代,目前已有一套比较完整和成熟的方法。岩溶塌陷防治需要对塌陷做出科学的评价和预测,采取以早期预测、预防为主、治理为辅、防治相结合的办法来应对。

岩溶塌陷影响极大,而中国岩溶塌陷分布很广。那么岩溶塌陷是如何形成的?说岩溶塌陷,先说地面塌陷。地面塌陷是指地面突然发生坍塌形成坑（洞）的现象。地面塌陷包括岩溶塌陷、采空塌陷和黄土湿陷。岩溶塌陷是岩溶区特有的地质灾害类型,是指岩溶洞隙上方的岩土体在自然或人为因素作用下发生变形破坏,并在地面形成塌陷坑（洞）的一种岩溶动力作用与现象。

岩溶地区地下溶洞发育较快,这些溶洞大部分被泥沙和水充填,以使地面保持稳定。当岩溶水位发生变化时,充填在溶洞中的水或泥砂发生流动,溶洞开口上方的土体被潜流带到溶洞,就会在土层中形成土洞,土洞会因顶板的不断垮塌而向上扩展,最后就会突然发生塌陷,在地面形成塌坑,这种岩溶塌陷我们称之为土层塌陷。有时溶洞大厅的顶板也很脆弱,也会发生垮塌,直至发生地面塌陷,这种岩溶塌陷我们称之为基岩塌陷。由此可见,岩溶管道裂隙系统中水气压力的变化是岩溶塌陷形成的主要动力因素。

岩溶塌陷的规模有大有小,“直径”小的只有几十厘米,大的可达百米以上。

岩溶塌陷形态多样,塌陷坑的开口可以是圆形、椭圆形和不规则形,剖面形态有坛状、碟状和圆柱状。

岩溶塌陷具有隐蔽性特点,监测难度大。目前,主要通过两大类专业监测方法进行监测。

监测地下水的变化——基于岩溶系统水气压力实时监测的岩溶塌陷动力监测：目前调查结果显示,绝大部分岩溶塌陷的产生都与岩溶管道裂隙系统水气压力的变化密切相关,那么,我们就可以通过专业设备,对岩溶管道裂隙系统水气压力进行实时监测,进而达到预报岩溶塌陷的目的。

监测土洞的变化——基于光电传感技术和地质雷达技术的岩溶塌陷地下岩土变形监测：岩溶塌陷光电传感监测技术就是将特制光纤或同轴电缆铺设到地下,通过光纤应变分析仪（BOTDR）或时域反射计（TDR）定期测量光纤或同轴电缆的应变（断点）,计算不同位置土层变形量,进而预测土洞位置,达到岩溶塌陷预报的目的。

地质雷达也叫透地雷达（GPR）,利用超高频电磁波探测地下介质分布,它的基本原理是：发射机通过发射天线发射脉冲电磁波讯号,当这一讯号在岩层中遇到探测目标时,会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机,通过主机分析判断被测目标特点、并大致计算出探测目标的距离。

岩溶塌陷地质灾害综合防治方法主要有灌浆、换填、防渗止水、通气减压、反滤回填。

灌浆、换填：这是在建筑工程、交通工程、铁路工程中通常采用的方法 ,即通过钻孔向地下灌注水泥浆增强岩土体抗强度,当土层厚度较小时,则将土体挖除再用块石碎石填充,这样可以有效降低发生岩溶塌陷的可能性。

防渗止水：在地表水体或渗漏地段采用水泥砂浆、土工薄膜等设置防渗帷幕,减小地表水体或供排水管道的入渗,减缓岩溶地下水的变化,达到防治岩溶塌陷的目的。

通气减压：设置通气管道,使地下岩溶系统和大气相通,减缓岩溶水位变化时在岩溶空腔中可能形成的气压力突变,达到防治岩溶塌陷的目的。

反滤回填：对塌陷坑,人们时常直接拉来泥土回填了事,但往往时隔不久又会形成塌陷坑,这是由于回填的泥土缺乏支撑,被水流带走所致,这时应构筑“反滤层”,即由大到小逐层回填块石,最后回填土。

老百姓自建房如何防止塌陷：建房时在地基上增加钢筋混凝土“地梁”,楼层间设置圈梁,可以有效防治岩溶塌陷对房屋的损害,此外,要留意自用水井井水情况,一旦出现大量泥沙,可能意味着地下有土洞产生,应及时上报有关部门。

光电传感技术 以光电子学为基础,以光电子器件为主体,研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器主要由发送器、接收器、检测电路三大部分构成,有时还包括发射板和光导纤维等。光电传感器是通过将光强变化转换为电信号的变化来实现其控制功能的。发送器对准目标不间断地发射光束,接收器接收发送器发出光束并将其转换为电信号,检测电路对接收器输出电信号进行检测,仅保留有效信号。

地质雷达技术 是一种用于确定地下介质频率（1MHz~1GHz）的电磁探测技术。地质雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波,另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随经过介质的电性以及几何形态而变化。因此,根据接收波的运行时间（实际上是双程走时）、幅度、相位等波形资料,可推断解释地下介质的结构。地质雷达可用来划分地层、查明断层破碎带、滑坡面、岩溶、土洞、地下硐室、地下管线、公路路基隐患等方面,也可用于水文地质调查。通过提高天线、滤波、数据处理、计算机、时间域和层析成像技术,可以使地质雷达实现高自动化、高分辨力、高精度的探测。