中国地质调查局 中国地质科学院主办
科学出版社出版

长江经济带岩溶塌陷分布、成因及其对工程建设的影响

戴建玲, 雷明堂, 蒋小珍, ZHOUWanfang, 蒙彦, 吴远斌, 管振德, 贾龙, 殷仁朝, 潘宗源, 尹欧, 陈英姿, 杨涛, 雷柱平, 黄敬军, 杨荣康. 2024. 长江经济带岩溶塌陷分布、成因及其对工程建设的影响[J]. 中国地质, 51(1): 184-202. doi: 10.12029/gc20220819001
引用本文: 戴建玲, 雷明堂, 蒋小珍, ZHOUWanfang, 蒙彦, 吴远斌, 管振德, 贾龙, 殷仁朝, 潘宗源, 尹欧, 陈英姿, 杨涛, 雷柱平, 黄敬军, 杨荣康. 2024. 长江经济带岩溶塌陷分布、成因及其对工程建设的影响[J]. 中国地质, 51(1): 184-202. doi: 10.12029/gc20220819001
DAI Jianling, LEI Mingtang, JIANG Xiaozhen, ZHOU Wanfang, MENG Yan, WU Yuanbin, GUAN Zhende, JIA Long, YIN Renchao, PAN Zongyuan, YIN Ou, CHEN Yingzi, YANG Tao, LEI Zhuping, HUANG Jingjun, YANG Rongkang. 2024. Distribution and causes of karst collapse in Yangtze River Economic Belt and its influence on engineering construction[J]. Geology in China, 51(1): 184-202. doi: 10.12029/gc20220819001
Citation: DAI Jianling, LEI Mingtang, JIANG Xiaozhen, ZHOU Wanfang, MENG Yan, WU Yuanbin, GUAN Zhende, JIA Long, YIN Renchao, PAN Zongyuan, YIN Ou, CHEN Yingzi, YANG Tao, LEI Zhuping, HUANG Jingjun, YANG Rongkang. 2024. Distribution and causes of karst collapse in Yangtze River Economic Belt and its influence on engineering construction[J]. Geology in China, 51(1): 184-202. doi: 10.12029/gc20220819001

长江经济带岩溶塌陷分布、成因及其对工程建设的影响

  • 基金项目: 中国地质调查项目(DD20190266 、DD20160254、DD20221637)、中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2021003)以及国家自然科学基金项目(42077273, 41472298)联合资助。
详细信息
    作者简介: 戴建玲,女,1981年生,高级工程师,主要从事岩溶地质灾害防治研究;E-mail:daijianling@mail.cgs.gov.cn
    通讯作者: 蒋小珍,女,1970年生,博士,研究员,主要从事岩溶地质灾害防治研究;E-mail:jiangxiaozhen@mail.cgs.gov.cn
  • 中图分类号: P642.25

Distribution and causes of karst collapse in Yangtze River Economic Belt and its influence on engineering construction

  • Fund Project: Supported by the projects of China Geological Survey (No.DD20160254, No.DD20190266, No.DD20221637), fundamental research funds of the Institute of Karst Geology, CAGS (No.2021003)and the National Natural Science Foundation of China (No.42077273, No.41472298).
More Information
    Author Bio: DAI Jianling, female, born in 1981, senior engineer, engaged in the prevention and control of karst geohazard; E-mail: daijianling@mail.cgs.gov.cn .
    Corresponding author: JIANG Xiaozhen, female, born in 1970, doctor, professor, engaged in karst engineering geology and geohazard; E-mail: jiangxiaozhen@mail.cgs.gov.cn.
  • 研究目的

    岩溶塌陷是长江经济带主要环境地质问题之一,开展长江经济带岩溶塌陷分布、成因及其对工程建设的影响研究,对长江经济带立体综合交通走廊建设和新型城镇化建设地质环境安全保障具有重要意义。

    研究方法

    本文系统梳理了长江经济带岩溶塌陷研究成果,从岩溶环境特征、岩溶塌陷的成因类型和机制、发育及分布规律、对工程建设的影响及防控措施几个方面进行论述。

    研究结果

    研究结果表明,长江经济带岩溶塌陷易发区面积约25.4 万km2,有记录的岩溶塌陷灾害2146处,矿山疏干排水、抽水、工程施工等是这一地区岩溶塌陷的主要诱发因素。长江经济带岩溶塌陷具有以下发育分布规律:一是具有区域性和地带性的分布特征;二是发育地层一般为均匀状纯碳酸盐岩,沿断裂破碎带、褶皱轴部裂隙发育带、可溶岩与非可溶岩接触地带等岩溶洞隙密集发育带分布;三是多发生在岩溶地下水强径流带、河流两岸等地下水位变化幅度大、水动力条件易发生急剧变化的地段;四是多发生在人类工程活动强烈的地区,塌陷的规模取决于人类活动的性质和强度。为了降低岩溶塌陷对工程建设和安全运营影响,本文同时提出了相关建议和对策。

    结论

    长江经济带岩溶塌陷分布广、危害大,高易发区内线性工程、重要城市群等规划建设应对这一环境地质问题引起重视,该研究成果可为长江经济带国土空间规划、地质灾害防治提供基础支撑和理论依据。

  • 加载中
  • 图 1  长江经济带岩溶环境图

    Figure 1. 

    图 2  长江经济带岩溶塌陷分布图

    Figure 2. 

    图 3  恩口煤矿区矿井排水诱发岩溶塌陷分布简略图

    Figure 3. 

    图 4  矿山疏干排水诱发岩溶塌陷机理(第四系含水)

    Figure 4. 

    图 5  湖南宁乡大成桥监测点地下位埋深与降雨量关系图

    Figure 5. 

    图 6  水城盆地岩溶塌陷分布图

    Figure 6. 

    图 7  抽水诱发岩溶塌陷机理

    Figure 7. 

    图 8  隧道施工诱发岩溶塌陷机理

    Figure 8. 

    图 9  重庆四山地区岩溶塌陷与隧道分布图

    Figure 9. 

    图 10  桩基施工诱发岩溶塌陷机理

    Figure 10. 

    图 11  小中甸水库塌陷剖面示意图

    Figure 11. 

    图 12  长江经济带岩溶塌陷显著发育地带

    Figure 12. 

    表 1  长江经济带岩溶环境一览

    Table 1.  List of environmental geology of karst in Yangtze River Economic Belt

    编号 岩溶地质环境类型 分布范围 面积/km2
    1 强岩溶化岭脊槽谷型 四川盆地东部 9504.39
    2 强岩溶化为主的丛丘洼地型 黔北、川东南的一部分(云贵高原的北延部分) 94580.27
    3 强岩溶化为主的山原峰丛洼地、峡谷型 滇东、黔中、黔南 97213.08
    4 强岩溶化为主的峰林平原型 湘南永州西南地区 7328.42
    5 强岩溶化为主的残丘盆地型 赣中南 986.38
    6 强岩溶化为主的低山峰丛宽谷型 湘中、湘东及赣西 49714.31
    7 强岩溶化为主的丘状低山沟谷型 皖中、皖北、苏西北地区 5979.38
    8 强、中岩溶化为主的峰丛峡谷型 川西南—滇东北,云贵高原西部 34258.77
    9 强、中岩溶化为主的溶丘型 长江中、下游两岸的大片地区 44129.11
    10 强、中岩溶化为主的岭谷状洼地型 湘西、鄂西和黔东北的部分地区 37908.02
    11 强、中岩溶化为主的高原断陷盆地型 滇中高原 40092.05
    12 中、强岩溶化峰丛洼地及峰林谷地型 贵州都匀—贵阳—安顺地区以及湘南郴州一带 58883.16
    13 弱岩溶化高、中山峡谷型 横断山脉大雪山一带 121371.64
    14 弱岩溶化高原湖盆型 川西,与西藏交界地带 17229.91
    15 弱岩溶化中山、山地型 高原、高山周围地形递降的斜坡带上 17442.03
    下载: 导出CSV

    表 2  长江经济带岩溶塌陷易发区及塌陷点数量统计

    Table 2.  Statistics of karst collapse prone areas and collapse points in Yangtze River Economic Belt

    岩溶塌陷易发区面积/km2 岩溶塌陷/处 岩溶塌陷易发区面积/km2 岩溶塌陷/处
    湖南省 29664 663 江苏省 446 58
    贵州省 66867 603 重庆市 24653 67
    湖北省 28892 348 安徽省 2451 29
    云南省 71006 186 四川省 28719 20
    江西省 4758 156 浙江省 2166 14
    下载: 导出CSV

    表 3  长江经济带岩溶塌陷与岩溶发育程度的关系

    Table 3.  Relationship between karst collapse and karst development degree in the Yangtze River Economic Belt

    省区ЄODCPTJK岩溶发育程度
    Є1Є2Є3O1O2O3D1D2D3C1C2C3P1P2T1T2T3JK1K2
    云南21117664695313758
    四川131721
    重庆3153944345
    贵州3916111151351775111716967543661620
    湖北9331221513114101687510
    湖南52241104895929059522526295141729126421
    江西331632625192
    安徽21213144
    江苏2226282
    浙江72514
    合计19281272234398485537113352546
    百分比/%11.274.7515.9613.7323.3628.460.292.1766.4930.812.70
    下载: 导出CSV
  • [1]

    Bi Xueli, Shi Jian. 2018. Environmental Geological Map of Karst in China (attached instructions) 1: 500000 [M]. Beijing: Geological Publishing House (in Chinese).

    [2]

    Brinkmann R, Parise M, Dye D. 2008. Sinkhole distribution in a rapidly developing urban environment: Hills borough country, Tampa Bay area, Florida[J]. Engineering Geology, 99(3/4): 169−184.

    [3]

    Chen Guoliang, Chen Yuchang, Tan Hongzeng, Zhang Jianghua, Li Naifei. 1990. Research on mechanism, prediction and countermeasure for land-collapse in karst area[J]. Journal of Geological Hazard and Control, 1(3): 39–48 (in Chinese with English abstract).

    [4]

    Cheng Xing, Huang Runqiu. 2003. Study on train–induced vibration and its influence on karst collapse[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 22(12): 2062−2066 (in Chinese with English abstract).

    [5]

    Deng Qijiang, Li Xingyu, Lu Qiong, Li Jianfeng. 2009. Development characters and prevention measures of the karst collapse in Kunming[J]. Carsologica Sinica, 28(1): 23−29 (in Chinese with English abstract).

    [6]

    Fu Kailong. 2005. An analysis of the karst ground collapse and water yield of the Zhongliangshan Tunnel in the Yusui Expressway[J]. Hydrogeological and Engineering Geology, (2): 107−110 (in Chinese with English abstract).

    [7]

    Gutierrez F, Parise M, De Waele J, Jourde H. 2014. A review on natural and human−induced geohazards and impacts in karst[J]. Earth Science Reviews, 138: 61−88. doi: 10.1016/j.earscirev.2014.08.002

    [8]

    He Fang, Xu Youning, Qiao Gang, Liu Ruiping. 2010. Regional distribution characteristics of mine environmental geological problems in China[J]. Geology in China, 37(5): 1520−1529 (in Chinese with English abstract).

    [9]

    Huang Jingjun, Cui Longyu, Wu Xin, Jiang Su, Jiang Guoqing, Xu Shiyin. 2019. The control of the old (abandoned course of ) Yellow River fault zone in Xuzhou on the karst collapse[J]. Geology in China, 46(2): 389−397 (in Chinese with English abstract).

    [10]

    Kang Yanren, Xiang Shijun. 1990. Karst Collapse in South China[M]. Nanning: Guangxi Science and Technology Press (in Chinese).

    [11]

    Liu Lu. 2021. Research on mine geological environmental problems and prevention techniques in Huainan City[J]. Resources Environment & Engineering, 35(2): 200−205 (in Chinese with English abstract).

    [12]

    Luu L H, Noury G, Benseghier Z, Philippe P. 2019. Hydro–mechanical modeling of sinkhole occurrence processes in covered karst terrains during a flood[J]. Engineering Geology, 260: 1−12.

    [13]

    Jiang Xiaozhen, Lei Mingtang, Guan Zhende. 2016. Character of water or barometric pressure jump within karst conduit in large strong drainage area of karst water filling mine in Dachengqiao, Ningxiang, Hunan[J]. Carsologica Sinica, 35(2): 179−189 (in Chinese with English abstract).

    [14]

    Jiang Xiaozhen, Lei Mingtang. 2018. New karst sinkhole formation mechanism discovered in a mine dewatering area in Hunan, China[J]. Mine Water Environ, (37): 625−635.

    [15]

    Jiang Yuehua, Lin Liangjun, Chen Lide, Ni Huayong, Ge Weiya, Cheng Hangxin, Zhai Gangyi, Wang Guiling, Ban Yizhong, Li Yuan, Lei Mingtang, Tan Chengxuan, Su Jingwen, Zhou Quanping, Zhang Taili, Li Yun, Liu Hongying, Peng Ke, Wang Hanmei. 2017. Research on conditions of resources and environment and major geological problems in the Yangtze River Economic Zone[J]. Geology in China, 44(6): 1045−1061 (in Chinese with English abstract).

    [16]

    Jiang Yuehua, Ni Huayong, Zhou Quanping, Cheng Zhiyan, Duan Xuejun, Zhu Zhimin, Wu Jichun, Ren Haiyan, Fan Chenzi, Yang Jinwei, Chen Chao, Hu Jian, Wang Xiaolong, Jiang Xiaye, Liu Yongbing, Yang Hai, Guo Wei, Feng Naiqi, Wei Guangqing, Jin Yang, Yang Hui, Liu Lin, Mei Shijia, Zhang Hong, Chen Pengjun, Yuan Jihai, Qi Qiuju, Lü Jinsong, Gu Xuan, Liu Peng. 2021. Key technology of ecological restoration demonstration in the Yangtze River Economic Zone and its application[J]. Geology in China, 48(5): 1305−1333 (in Chinese with English abstract).

    [17]

    Meng Yan, Lei Mingtang. 2019. Analysis of situation and trend of sinkhole collapse[J]. Carsologica Sinica, 38(3): 411−417 (in Chinese with English abstract).

    [18]

    Pan Zongyuan, Jiang Xiaozhen, Dai Jianling, Guan Zhende, Wu Yuanbin. 2017. Study on the mechanism of groundwater level restoration process to karst sinkholes in karst deposit drainage area: A case of Dachengqiao, Ningxiang county, Hunan Province[J]. Carsologica Sinica, 36(6): 786−794 (in Chinese with English abstract).

    [19]

    Tan Kelong, Zhou Chunguang. 1996. Research on karst collapse in Enkou–Doulishan mine district of middle Hunan province[J]. Journal of Xi'an Mining Institute, 16(2): 130−134 (in Chinese with English abstract).

    [20]

    Waltham T, Fred GB, Martin GG. 2005. Sinkholes and Subsidence[M]. Chichester: Praxis Publishing Ltd.

    [21]

    Wu Mengjie, Shen Huizhen, Liu Sixi. 2013. Status quo and prevention measures of karst collapses in Zhejiang[J]. Journal of Geological Hazards and Environment Preservation, 24(4): 18−24 (in Chinese with English abstract).

    [22]

    Wu Yuanbin, Yin Renchao, Lei Mingtang, Dai Jianling, Jia Long, Pan Zongyuan, Ma Xiao, Zhou Fubiao. 2021. Triggering factors and prevention–control countermeasures of karst collapses caused by tunnel construction in the Zhongliangshan area, Chongqing[J]. Carsologica Sinica, 40(2): 246−252 (in Chinese with English abstract).

    [23]

    Xiang Shijun, Kang Yanren, Liu Zhiyun, Xie Daixing, Chen Jian, Yan Zhiwei. 1986. Karst collapse in the Yangtze River Basin[J]. Carsologica Sinica, 5 (4): 255–272(in Chinese with English abstract).

    [24]

    Yang Decai. 2002. Study on pumping collapse in Shuicheng karst basin[J]. Geotechnical Engineering, 5(6): 27−29 (in Chinese with English abstract).

    [25]

    Zhou W F, Lei M T. 2017. Conceptual site models for sinkhole formation and remediation[J]. Environmental Earth Sciences, 76(24): 818. doi: 10.1007/s12665-017-7129-0

    [26]

    Zhou Zheng, Li Dahua, Liao Yunping, Lin Junzhi, Zhang Ye, Chen Hongkai, Qi Yongai, Wang He. 2022. Characteristics and formation mechanism of karst ground collapse in Zhongliangshan area, Chongqing[J]. Carsologica Sinica, 41(1): 67−78 (in Chinese with English abstract).

    [27]

    毕雪丽, 时坚. 2018. 中国岩溶环境地质图(附说明书)1: 500000[M]. 北京: 地质出版社.

    [28]

    陈国亮, 陈裕昌, 谭鸿增, 张江华, 李乃飞. 1990. 岩溶地面塌陷机制、预测及整治研究[J]. 地质灾害与防治, 1(3): 39−48.

    [29]

    程星, 黄润秋. 2003. 铁路振动及其在岩溶塌陷中的致塌力研究[J]. 岩石力学与工程学报, 22(12): 2062−2066. doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2003.12.021

    [30]

    邓启江, 李星宇, 吕琼, 李坚峰. 2009. 昆明市岩溶塌陷发育特征和防治措施[J]. 中国岩溶, 28(1): 23−29. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2009.01.005

    [31]

    付开隆. 2005. 渝遂高速公路中梁山隧道岩溶塌陷及涌水量分析[J]. 水文地质工程地质, (2): 107−110. doi: 10.3969/j.issn.1000-3665.2005.02.024

    [32]

    何芳, 徐友宁, 乔冈, 刘瑞平. 2010. 中国矿山环境地质问题区域分布特征[J]. 中国地质, 37(5): 1520−1529. doi: 10.3969/j.issn.1000-3657.2010.05.028

    [33]

    黄敬军, 崔龙玉, 武鑫, 姜素, 姜国庆, 徐士银. 2019. 徐州废黄河断裂带对岩溶塌陷的控制作用[J]. 中国地质, 46(2): 389−397. doi: 10.12029/gc20190215

    [34]

    康彦仁, 项式均. 1990. 中国南方岩溶塌陷[M]. 南宁: 广西科学技术出版社.

    [35]

    刘璐. 2021. 淮南市矿山地质环境问题及防治技术研究[J]. 资源环境与工程, 35(2): 200−205.

    [36]

    蒋小珍, 雷明堂, 管振德. 2016. 湖南宁乡大成桥充水矿山疏干区岩溶系统水气压力监测及突变特征[J]. 中国岩溶, 35(2): 179−189. doi: 10.11932/karst20160207

    [37]

    姜月华, 林良俊, 陈立德, 倪化勇, 葛伟亚, 成杭新, 翟刚毅, 王贵玲, 班宜忠, 李媛, 雷明堂, 谭成轩, 苏晶文, 周权平, 张泰丽, 李云, 刘红樱, 彭柯, 王寒梅. 2017. 长江经济带资源环境条件与重大地质问题[J]. 中国地质, 44(6): 1045−1061. doi: 10.12029/gc20170601

    [38]

    姜月华, 倪化勇, 周权平, 程知言, 段学军, 朱志敏, 吴吉春, 任海彦, 范晨子, 杨晋炜, 陈超, 胡建, 王晓龙, 姜夏烨, 刘永兵, 杨海, 郭威, 冯乃琦, 魏广庆, 金阳, 杨辉, 刘林, 梅世嘉, 张鸿, 陈澎军, 袁继海, 齐秋菊, 吕劲松, 顾轩, 刘鹏. 2021. 长江经济带生态修复示范关键技术及其应用[J]. 中国地质, 48(5): 1305−1333. doi: 10.12029/gc20210501

    [39]

    蒙彦, 雷明堂. 2019. 岩溶塌陷研究现状及趋势分析[J]. 中国岩溶, 38(3): 411−417. doi: 10.11932/karst20190311

    [40]

    潘宗源, 蒋小珍, 戴建玲, 管振德, 吴远斌. 2017. 岩溶矿床疏干区地下水位恢复对岩溶塌陷作用机制的研究: 以湖南宁乡大成桥为例[J]. 中国岩溶, 36(6): 786−794. doi: 10.11932/karst2017y41

    [41]

    谭克龙, 周春光. 1996. 湘中恩口—斗笠山矿区岩溶塌陷研究[J]. 西安矿业学院学报, 16(2): 130−134.

    [42]

    吴孟杰, 沈慧珍, 刘思秀. 2013. 浙江省岩溶地面塌陷现状及防治措施[J]. 地质灾害与环境保护, 24(4): 18−24.

    [43]

    吴远斌, 殷仁朝, 雷明堂, 戴建玲, 贾龙, 潘宗源, 马骁, 周富彪. 2021. 重庆中梁山地区隧道工程影响下岩溶塌陷形成演化模式及防治对策[J]. 中国岩溶, 40(2): 246−252. doi: 10.11932/karst20210204

    [44]

    项式均, 康彦仁, 刘志云, 谢代兴, 陈健, 阎志为. 1986. 长江流域的岩溶塌陷[J]. 中国岩溶, 5(4): 255−272.

    [45]

    杨德才. 2002. 水城岩溶盆地抽水塌陷研究[J]. 岩土工程界, 5(6): 27−29.

    [46]

    周正, 李大华, 廖云平, 林军志, 张烨, 陈洪凯, 祁永爱, 王贺. 2022. 重庆中梁山岩溶地面塌陷特征及形成机理[J]. 中国岩溶, 41(1): 67−78. doi: 10.11932/karst20220103

  • 加载中

(12)

(3)

计量
  • 文章访问数:  1454
  • PDF下载数:  3
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2022-08-19
修回日期:  2022-12-25
刊出日期:  2024-01-25

目录