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[摘要]随着人口增长、经济和城市现代化的快速发展，城市的地质环境遭到破坏，地质灾害频繁发生，尤其是地面塌陷地质灾害，严重威胁居民的人身和财产安全。本文从地质环境和人类工程活动角度出发，分析金沙洲地区地面塌陷地质灾害的发生特征，研究地面塌陷地质灾害的致灾因子。研究结果显示：地面塌陷地质灾害的发生主要与可溶岩的分布、地下水作用、断裂构造及上覆土层厚度有关。
[关键词]金沙洲 地面塌陷 致灾因子
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-358-2
1概述
近年来，城市面临着越来越多的地质灾害威胁，金沙洲地处广花盆地，总面积8.26km2，该地区自2007年以来，人类工程活动逐渐增多，由此引发多起岩溶地面塌陷地质灾害，严重威胁区内居民的正常生活，研究和妥善解决这些问题是保持城市健康和可持续发展的重要保证[1-3]。本文从地质环境条件及人类工程活动角度出发，分析该地区地面塌陷地质灾害的发生特征，研究地面塌陷地质灾害的致灾因子[4]。
2金沙洲地质环境条件
金沙洲位于广州市西部，地处珠江三角洲北部边缘地带，四面环水，地表水系发育，地形起伏较大，西北为低丘陵地貌，东南部以平原地貌为主。
据地质资料及本项目的综合调查和钻探揭露，金沙洲区内出露的地层有石炭系大赛坝组、测水组及第四系桂州组；隐伏地层有石炭系石磴子组及壶天群和白垩系大塱山组，并有小面积侵入岩脉分布。金沙洲位于广花盆地南部，受区域地质构造影响，金沙洲地区断裂构造发育。
3金沙洲地区人类工程活动
根据规划，2006年以来，金沙洲区内商住楼及市政设施建设势头迅猛，建设项目主要集中在东部及南部平原地带。区内先后开发建设金沙洲新社区、中海金沙馨园、金域蓝湾、保利西子湾等多个大型住宅区及金沙中学、金沙小学、白云中学及地铁六号线市政道路等配套设施。
4金沙洲地区地面塌陷地质灾害基本情况
金沙洲岩溶地面塌陷地质灾害始发于2007年7月，至2012年5月，共发生塌陷地质灾害24宗，其中2007年10月至2009年9月是塌陷的高发期，共发生塌陷20宗。已发生的塌陷均分布于新社区—浔峰收费站地段，影响面积约1.01km2，占金沙洲总面积的12.2%（图1）。
地面塌陷造成金沙洲地区道路箱涵及路面变形；绿化带下陷；农田开裂；教学楼桩基外露等，其中沙凤一路西环高速东侧路面塌陷发生时，一辆行经此处的小汽车掉入塌陷坑中，造成1人轻伤。塌陷地质灾害已严重影响当地群众的正常生活秩序。
5地面塌陷地质灾害的致灾因子分析
岩溶地面塌陷的形成，一般是由于可溶性岩石，在长期的地质作用过程及地下水作用下被溶蚀，形成岩溶洞隙，上部松散土体在重力作用下扩展形成土洞，当地下水发生剧烈波动，原已脆弱的自然平衡条件被打破，就会发生岩溶地面塌陷地质灾害。根据金沙洲的地质环境条件，该地区地面塌陷的致灾因子有以下四个方面：
5.1可溶性岩石的分布
金沙洲分布有石炭系石磴子组及壶天群灰岩和白垩系大塱山组粉砂质泥岩等可溶岩，CaCO3含量高的可溶性岩石在地下水的作用下较易发生岩溶作用，从而在岩层内形成溶洞。
5.2断裂构造的影响
金沙洲断裂构造发育，区内发育沉岗断裂、浔峰断裂、沙贝断裂及保利西子湾断裂等四条主干断裂，对钻探揭露岩溶洞隙的472个钻孔分析，其中大部分遇溶洞钻孔沿浔峰断裂及沙贝断裂分布，少量遇溶洞钻孔沿保利西子湾断裂展布。钻孔岩溶率、揭露溶洞的大小及溶洞层数与区内断裂的位置关系见表1。
5.3受地下水动态变化的控制
地下水是金沙洲岩溶及土洞发育的重要影响因素之一。金沙洲地区雨量丰富，并富含CO2，对可溶岩具有较高的侵蚀性。此外，人类工程活动导致地下水位波动也会造成岩溶地面塌陷地质灾害，岩溶区溶洞或土洞上方的覆盖土层，由于地下水位频繁的升降造成土层饱水与失水的交替状态，引起土层崩解、散体剥落，从而形成地面塌陷。
5.4第四系覆盖土层的影响
就金沙洲而言，目前已发生的塌陷主要为土洞塌陷。塌陷的发生除与下伏岩溶发育的强弱、地下水动态有关外，还与第四系土层厚度、土体结构及土的物理力学性质有关。一方面，土层厚度对塌陷的产生有明显的影响，据调查，目前金沙洲已发生岩溶地面塌陷的地段，松散土体厚度均小于15m。另一方面，金沙洲隐伏灰岩顶面之上普遍分布冲积或残积成因的粉质粘土，含水不均，在地下水波动作用下，易形成土洞，进而发展成塌陷。
6结论
据调查探测及监测，金沙洲地区已发生的24宗岩溶地面塌陷地质灾害的致灾因子主要包括：隐伏可溶岩的岩性、断裂构造、可溶岩上覆盖层土体以及地下水的波动变化。具体呈如下特征：
（1）已发生的24宗岩溶地面塌陷地质灾害全部位于隐伏灰岩分布区。
（2）金沙洲地面塌陷地质灾害主要分布于断裂的应力集中部位。
已发生的24宗塌陷中，有19宗发育于浔峰断裂带及断裂的应力集中部位，占塌陷总数的79.2%。
（3）岩溶地面塌陷受控于地下水的波动变化
目前已发生的24宗塌陷均位于地下水降落漏斗影响范围内，且岩溶地面塌陷多发生在地下水的主要补给方向上。
（4）第四系覆盖土厚度越小，地面塌陷越容易发生
调查显示，区内已发生的24宗塌陷，塌陷点第四系覆盖土厚度在8.10～13.90m之间。其中，覆盖土厚度≤11.2m的塌陷有17宗，占塌陷总数的71%，表明第四系覆盖土厚度越小，塌陷越容易发生。
课题来源：广州市白云区金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查探测与监测
参考文献
[1]郭宇，黄健民，周志远，等.广东广州市白云区金沙洲地区地质灾害现状及防治对策[J].中国地质灾害与防治学报，2013，24（3）：100-104
[2]刘江龙，吴湘滨，申志军.广州市地面塌陷分布特征与人为致灾因子分析[J].中国地质灾害与防治学报.2008，19（2）：64-68
[3]骆荣，郑小战，易顺民，等.广州花都区赤坭镇岩溶地面塌陷地质灾害现状及防治对策[J].中国地质灾害与防治学报，2012，23（1）：72-75.
[4]黄健民，吕镁娜，郭宇，等.广州金沙洲岩溶地面塌陷地质灾害成因分析[J].中国岩溶，2013，32（2）：167-174.
[关键词]金沙洲 地面塌陷 致灾因子
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-358-2
1概述
近年来，城市面临着越来越多的地质灾害威胁，金沙洲地处广花盆地，总面积8.26km2，该地区自2007年以来，人类工程活动逐渐增多，由此引发多起岩溶地面塌陷地质灾害，严重威胁区内居民的正常生活，研究和妥善解决这些问题是保持城市健康和可持续发展的重要保证[1-3]。本文从地质环境条件及人类工程活动角度出发，分析该地区地面塌陷地质灾害的发生特征，研究地面塌陷地质灾害的致灾因子[4]。
2金沙洲地质环境条件
金沙洲位于广州市西部，地处珠江三角洲北部边缘地带，四面环水，地表水系发育，地形起伏较大，西北为低丘陵地貌，东南部以平原地貌为主。
据地质资料及本项目的综合调查和钻探揭露，金沙洲区内出露的地层有石炭系大赛坝组、测水组及第四系桂州组；隐伏地层有石炭系石磴子组及壶天群和白垩系大塱山组，并有小面积侵入岩脉分布。金沙洲位于广花盆地南部，受区域地质构造影响，金沙洲地区断裂构造发育。
3金沙洲地区人类工程活动
根据规划，2006年以来，金沙洲区内商住楼及市政设施建设势头迅猛，建设项目主要集中在东部及南部平原地带。区内先后开发建设金沙洲新社区、中海金沙馨园、金域蓝湾、保利西子湾等多个大型住宅区及金沙中学、金沙小学、白云中学及地铁六号线市政道路等配套设施。
4金沙洲地区地面塌陷地质灾害基本情况
金沙洲岩溶地面塌陷地质灾害始发于2007年7月，至2012年5月，共发生塌陷地质灾害24宗，其中2007年10月至2009年9月是塌陷的高发期，共发生塌陷20宗。已发生的塌陷均分布于新社区—浔峰收费站地段，影响面积约1.01km2，占金沙洲总面积的12.2%（图1）。
地面塌陷造成金沙洲地区道路箱涵及路面变形；绿化带下陷；农田开裂；教学楼桩基外露等，其中沙凤一路西环高速东侧路面塌陷发生时，一辆行经此处的小汽车掉入塌陷坑中，造成1人轻伤。塌陷地质灾害已严重影响当地群众的正常生活秩序。
5地面塌陷地质灾害的致灾因子分析
岩溶地面塌陷的形成，一般是由于可溶性岩石，在长期的地质作用过程及地下水作用下被溶蚀，形成岩溶洞隙，上部松散土体在重力作用下扩展形成土洞，当地下水发生剧烈波动，原已脆弱的自然平衡条件被打破，就会发生岩溶地面塌陷地质灾害。根据金沙洲的地质环境条件，该地区地面塌陷的致灾因子有以下四个方面：
5.1可溶性岩石的分布
金沙洲分布有石炭系石磴子组及壶天群灰岩和白垩系大塱山组粉砂质泥岩等可溶岩，CaCO3含量高的可溶性岩石在地下水的作用下较易发生岩溶作用，从而在岩层内形成溶洞。
5.2断裂构造的影响
金沙洲断裂构造发育，区内发育沉岗断裂、浔峰断裂、沙贝断裂及保利西子湾断裂等四条主干断裂，对钻探揭露岩溶洞隙的472个钻孔分析，其中大部分遇溶洞钻孔沿浔峰断裂及沙贝断裂分布，少量遇溶洞钻孔沿保利西子湾断裂展布。钻孔岩溶率、揭露溶洞的大小及溶洞层数与区内断裂的位置关系见表1。
5.3受地下水动态变化的控制
地下水是金沙洲岩溶及土洞发育的重要影响因素之一。金沙洲地区雨量丰富，并富含CO2，对可溶岩具有较高的侵蚀性。此外，人类工程活动导致地下水位波动也会造成岩溶地面塌陷地质灾害，岩溶区溶洞或土洞上方的覆盖土层，由于地下水位频繁的升降造成土层饱水与失水的交替状态，引起土层崩解、散体剥落，从而形成地面塌陷。
5.4第四系覆盖土层的影响
就金沙洲而言，目前已发生的塌陷主要为土洞塌陷。塌陷的发生除与下伏岩溶发育的强弱、地下水动态有关外，还与第四系土层厚度、土体结构及土的物理力学性质有关。一方面，土层厚度对塌陷的产生有明显的影响，据调查，目前金沙洲已发生岩溶地面塌陷的地段，松散土体厚度均小于15m。另一方面，金沙洲隐伏灰岩顶面之上普遍分布冲积或残积成因的粉质粘土，含水不均，在地下水波动作用下，易形成土洞，进而发展成塌陷。
6结论
据调查探测及监测，金沙洲地区已发生的24宗岩溶地面塌陷地质灾害的致灾因子主要包括：隐伏可溶岩的岩性、断裂构造、可溶岩上覆盖层土体以及地下水的波动变化。具体呈如下特征：
（1）已发生的24宗岩溶地面塌陷地质灾害全部位于隐伏灰岩分布区。
（2）金沙洲地面塌陷地质灾害主要分布于断裂的应力集中部位。
已发生的24宗塌陷中，有19宗发育于浔峰断裂带及断裂的应力集中部位，占塌陷总数的79.2%。
（3）岩溶地面塌陷受控于地下水的波动变化
目前已发生的24宗塌陷均位于地下水降落漏斗影响范围内，且岩溶地面塌陷多发生在地下水的主要补给方向上。
（4）第四系覆盖土厚度越小，地面塌陷越容易发生
调查显示，区内已发生的24宗塌陷，塌陷点第四系覆盖土厚度在8.10～13.90m之间。其中，覆盖土厚度≤11.2m的塌陷有17宗，占塌陷总数的71%，表明第四系覆盖土厚度越小，塌陷越容易发生。
课题来源：广州市白云区金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查探测与监测
参考文献
[1]郭宇，黄健民，周志远，等.广东广州市白云区金沙洲地区地质灾害现状及防治对策[J].中国地质灾害与防治学报，2013，24（3）：100-104
[2]刘江龙，吴湘滨，申志军.广州市地面塌陷分布特征与人为致灾因子分析[J].中国地质灾害与防治学报.2008，19（2）：64-68
[3]骆荣，郑小战，易顺民，等.广州花都区赤坭镇岩溶地面塌陷地质灾害现状及防治对策[J].中国地质灾害与防治学报，2012，23（1）：72-75.
[4]黄健民，吕镁娜，郭宇，等.广州金沙洲岩溶地面塌陷地质灾害成因分析[J].中国岩溶，2013，32（2）：167-174.