滦县榛子镇周庄子村地面塌陷成因浅析

行了分析*关键词地面塌陷第四系地下水滦县榛子镇属暖温带大陆性季风气候，多年平 均气温11. 3 R，多年平均降雨量611. 96 mm,年最 大降雨量942. 8 mm*季节性水渠（古河道附近）通过，距离塌陷坑

约20 m,雨季

降雨之后发生大面积地面塌陷，形成塌陷坑直径约

20 m、坑深约2 m* 2012年10月塌陷坑坑内再次

发生 ，

，旱季

位 中心 ，直径约1. 5 m,坑深约2 m,坑底少量积水*少

*塌陷区地处榛子镇盆地内，三面环山，西南地势平

1地面塌陷基本情况滦县榛子镇周庄子村南耕地于2010年6月强坦为盆地出口，与陡河水库接壤，盆地内标高35 + 75

m,地形坡度为1°+5°,，

标高约+45 m*

1—» 24 <— 2图1地表塌陷过程示意图2地质环境条件2（ 地层岩性本区大部覆盖第四系松散沉积物，由东南向西

北

收稿日期'0190315；修订日期'019-04-20；编辑：过焰作者简介：刘玉军（971 — ）,男，助理工程师，主要从事水文、工程、环境地质工作；厚约10 + 30 m, 第四系厚44河北地质2019年第1期度约15 6。下伏基岩为中元古界蓟县系雾迷山组 底部饱和土层应力平衡状态被破坏;白云岩，总体走向近东西，倾向350°,倾角22°〜50°, 石溶蚀裂隙发育。2.2地质构造地基本构造形态为向北西倾斜的单斜

构造，大八里庄断裂于本区东南约4 k6处通过。2.3工程地质条件本区第四系 较薄，抗剪强度低，抗变形能力 差,

。 隙发育，上部强风 ■用手 ，岩芯 8〜13c6,见溶蚀裂隙孔洞。本区地处榛子镇盆地，属山间谷地水文地质区，

2.4水文地质条件地 季 季

分为第四系 隙水和 系岩富 较弱，基本疏干，雨图2榛子镇盆地基岩埋深及构造图溶裂隙水。第四系

位，岩溶裂隙 位埋深约30 6。土层渗 判别溶裂隙水开采强度大，水位 大，水位地质条件。第四系底部 别流。主要为粉质粘土，渗透变形类与第四系地 间 ，产生正压（气鼓）和（真空吸蚀）强 ，形成土洞 临界水力比降 Jcr=ii/iw=（Gs—1）（1 —n） 式中：Jcr—

n—土的孔隙率3地面塌陷成因分析3. 1地质条件力比降Gs—土的颗粒密度与水的密度之比为蓟县系雾迷山组灰质白云

岩，属可溶岩。据资

，唐山市岩溶 1/3发允许水力比降J允许= Jcr/Fs式中：Fs为安全系数，取值1.2〜2.0；生 庄

系白云岩中。经

0.44。力比降为0.88,允许水力比降为位于大八里庄断裂西北4 k6。大八里

为 折 部位，次生构，风化强第四系底部土层实际水力比降大于允许水力比 降，因此，底部

隙发育， “V”形风

粒 地 地 连

渗流到岩隙。，

度大，岩石破碎，为地 ，利

流动提供充足的导水通积，其 为第 系 与

第 系“天窗”，也溶溶洞、裂隙发育。，局部

第四系厚约15 6,由上至下依次为

耕植土、粉质粘土、细砂、粉质粘土、残坡积土，抗变 能力 ， *供 力 系通 。3.2水动力条件（1）第 系 与

力 系对底部残坡积土（粉质粘土）在丰水期稳定状态 处 河道中，近年来东侧地势人为抬双

进行 分析：高，雨季时雨水汇聚于塌陷区附近低洼处，入渗补给 第四系

假 106*期第四系含水层相对其底板水位差约； 位差,第四系 层流补给 ，地 流 带运移第四系底部第四系底板面压力计算公式为P=M+0 式中：M为上部第四系

粒 进入基岩风

系 成 。隙、溶蚀裂隙，对第四隙 力0土为 自重应力分析2011年到2016年的榛子镇地区降雨情 况,2012年榛子镇地区大暴雨天气有8天，降雨量

经 ，予 期第四系底板压力为333.2kPa， 残 （ 质 ） 力 30.1 kPa，

明显多于其他年份同时期降雨量（符合第二 的形成时间），为第四系

给大量地

。此，在地 隙 力和自重压力 ，第四系2019年第1期刘玉军：滦县榛子镇周庄子村地面塌陷成因浅析5(2)基岩水径流带水力联系正压(气鼓)和负压(真空吸蚀)强烈作用，且存在季

其次生构造控制影大八里庄

径流带水力联系较强*节性水位， 期渗 隙、溶隙，渗流通

，第四系下部粉质被携带进大形成 、响，构造、溶蚀裂隙发育，地下水流动空间充足，基岩 流渗透破坏流失，土粒

入基岩风 至大

洞；当第四系土洞扩大至一

同时, 进一步加强了

工农业发达，用水量大，导致，上覆第成 位降落

径流带

，从而增 力联系*力坡度，四系土层应力平衡状态达到临界状态，在降雨、地 震、火车

发 ，第四系土洞垮落至地表，于2010年6月发生地表大面积塌陷；在降雨、

图3塌陷区地表径流汇水路径示意图3.3诱发影响因素(1) 降雨：两

均经历了强降雨过程，降水量大且集中，进一步加强了 间

力联系，破坏了第四系 平衡 状态,诱发了 发生，故降雨

重要诱发 一 *(2) 机械震动：塌陷区北侧有京山铁路通过，京山铁路列车通过频繁，造成的机械震动会通过第四

系与 向外 ， 第四系 *火车溶 到一

发 *(3) 地震：塌陷区地处华北地震区唐山一河间一邢台地震带东部之唐山地震带，属于地震多发区，有 感地震时有发生，小震级地震的频繁发生也会加剧

土洞上层土体应力拱的破坏。在地震频发过程中， 土洞的顶 能

成 应力拱，但由于地下水运移、雨水冲刷等各种因素的影响，这种平 衡又多次被破坏，土洞顶板不断上移并逐渐接近地，最终形成地 *地震一 上 到了发 溶地

发生*3.4岩溶塌陷形成过程分析本区为基岩“V”形风化漏斗区域，基岩破碎、溶 蚀裂隙发育，历史水位变化剧烈，对上覆第四系产生,2012年10月发生二

*图4岩溶塌陷过程示意图4本区存在基岩“V”形风化漏斗，溶蚀裂隙发育,

位 大，第四系下部

地 流渗透破坏流失，形成土洞并 大，然后在降雨、振， 洞 衡 落至地 ， 从 成

溶地

*参 考 文 献赵世义等.可北省滦县榛子镇盆地水文地质电法勘探报告.1988

赵宗壮等.唐山市岩溶塌陷地质灾害防治前期勘查报告.1994[3] 《唐山市水文手册$(1997)[4] 刘传正.地质灾害勘查指南.2000徐素娟等.邯邢铁矿区岩溶发育的影响因素分析.2016