长沙市岳麓区军营村岩溶塌陷形成机理分析研究.docxVIP

第40卷第25期2 0 1 4 年 9月山西建筑SHANXI AＲCHITECTUＲEVol．40No．25Sep．2014·55·文章编号: 1009-6825( 2014)25-0055-03长沙市岳麓区军营村岩溶塌陷形成机理分析研究★尹欧1，2何阳1阮岳军1杨帆1姚海鹏1彭祖武1(1．湖南省地质调查院，湖南长沙410116;2．中南大学，湖南长沙410000)摘 要:以长沙市岳麓区军营村岩溶塌陷区为例，根据现场岩溶塌陷灾害调查、水文地质调查以及测绘工作，对该塌陷区的地质环境条件、塌陷特征进行了详细研究，并对该岩溶塌陷形成机理进行了分析，为塌陷区的治理提供了有利条件。关键词:岩溶塌陷，灾害调查，塌陷成因，形成机理中图分类号:TU434文献标识码:ADOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2014.25.0290引言长沙市岳麓区军营村岩溶塌陷波及范围包括莲花社区、军营村和金凤村，面积约1．58km2。自2000年～2010年6月，岩溶塌陷范围不断增加，造成的损失也越来越严重，已造成经济损失500多万元，受影响村民达50多人［3］。1地形地貌调查区内属低丘陵地貌区，地势整体北西高南东低，塌陷发育地段位于近南北向发育的溶蚀冲沟内，其上部为第四系松散堆积层，下部为泥盆系泥灰岩、灰岩; 冲沟宽为 500 m ～ 1 000 m，沟内多种植水稻［3］。区内植被发育良好，高程一般 80 m ～ 100 m。2地质环境背景2．1地层塌陷区出露主要地层有新生界第四系、上古生界泥盆系及上元古界板溪群地层。自新至老分述如表 1所示。表 1 军营村岩溶塌陷调查区地层统计表序号代号时代名称地层岩性备注1Qhj第四系全新统桔子洲组顺冲沟沿南北向带状展布，以粉质粘土为主，可塑状态，仅在河床中分布少量砂砾石层下伏泥盆系棋梓桥组灰岩2Dy泥盆系上统云麓宫组灰白色石英砂岩夹砂砾岩及砂质页岩3Dl泥盆系上统龙口冲组浅海相的紫红色 ～ 灰黄色泥灰岩、页岩和砂岩组合4Dq泥盆系中统棋梓桥组灰色、深灰色厚层状块状灰岩、白云质灰岩夹泥灰岩。调查区为一套较纯的灰白色厚层状灰岩岩溶裂隙发育5Ds泥盆系中统沙河组灰、灰黄、灰黑色粉砂质泥岩、泥灰岩、泥质灰岩6Dt泥盆系中统跳马涧组紫红色泥质粉砂岩、粉砂质页岩、石英砂岩7Ptbw2上元古界板溪群五强溪组灰白色、灰绿色、条带状板岩、砂质板岩、灰白色、紫红色变质石石英砂岩、石英砂岩夹凝灰质砂岩2．2地下水类型根据区域地质资料及现场调查，岳麓区军营村塌陷区主要地下水类型有如下几类:1) 松散岩类孔隙水。主要分布于场区内莲花河侧及宽缓的冲沟区，含水层主要由河相沉积和灰岩风化残积土等组成，稳定地下水位埋深0．5m～6．9m，水位标高54．69m～59．05m，单井涌水量0．02L/(s·m)～0．2L/(s·m)。2) 岩溶孔隙裂隙水。含水层由泥盆系中统沙河组(Ds)泥灰岩组成，裂隙发育，主 要为水量贫乏的风化裂隙水，主要分布于调查区冲沟西部，莲花河右岸区域，上部为第四系覆盖，钻孔单位涌水量0．01L/(s·m)，渗 透系数为0．02m/d。3) 岩溶裂隙溶洞水。含水层由泥盆系中统棋梓桥组(Dq)灰岩组成，浅部溶洞及裂 隙较发育，主要分布于调查区冲沟东部，莲花河左岸区域，钻孔单位 涌水量0．05L/(s·m)，渗透系数为0．244m/d。2．3导水断裂构造带1) 官冲寺—张家岭—万宝塘张性断裂( F1)。断裂带附近岩石破碎，泥质半充填状态，断裂导水性较好。断层产状NW325°∠25°。2) 军营大屋压扭性断裂( F2)。近东西向发育，由于地层受断裂压扭作用，岩层相对破碎，裂隙较发育，裂隙多为泥质充填和半充填，为弱导水断裂。3) 蚱蜢岭压性断裂( F3)。在露天采石坑内揭露，断层破碎带岩石较为破碎，断层通过处岩溶裂隙较发育，但多被泥质充填。抽水试验钻孔涌水量较小，判定此断裂为弱导水断裂。钻孔单位涌水量0．01L/(s·m)。 渗透系数0．02m/d。断层产状NW310°∠60°。2．4人类采矿活动岳麓区军营村的采石历史近200余年，调查区内共有4处采石坑，其中3处因开采深度和涌水量较大等原因已停采，成为天然地表水体，现有采坑呈不规则状，采坑面积约3．7×104m2，采坑深度近40m，其采石场内赋存的地下水位的标高约为20．0m处， 临近的军营村河水位标高56．0m，根据现场调查，推测采石坑日排水量约为600t/d。3岩溶塌陷特征据调查，该区曾发生过 48 处岩溶塌陷: 2009年以前共发生岩溶塌陷数量为28处，其中塌陷坑直径大于5m的共2处，小于5m的共26处;2009年以来共发生岩溶塌陷20处，其中塌陷坑直径大于5m的共8处，小于5m的共12处。研究区岩溶塌陷集中分布于3个岩溶强烈发育带区段，200