我國巖溶塌陷分布廣泛，絕大多數分布在碳酸鹽巖分布區的巖溶強烈和中等發育區。主要是楊子準地臺碳酸鹽巖分布區，其次是華北地臺碳酸鹽巖分布區。西部青藏高原巖溶發育微弱，基本上無巖溶塌陷。
圖2-15（1）山洪溝管道敷設與山洪對管道的作用平面示意圖
圖2-15（2）山洪對管道作用示意圖
2.7.1 巖溶塌陷發育的基本特征：
2.7.1.1 巖溶塌陷的單體形態與群體組合
（1）巖溶塌陷單體按平面形態可分為4類：①圓形或近圓形；②橢圓形，其長短軸之比為1.5～4；③長條狀，其長度達於寬度在4倍以上；④不規則形態。
（2）巖溶塌陷單體按剖面形態也可分為4類：①壇狀，口（上）小下大，塌陷坑壁呈反坡向下延伸。②井狀，塌陷壁陡立，塌陷坑上下大小壹致或近於壹致。③漏鬥型，塌陷坑上大下小，狀如漏鬥，多發生於覆蓋層稍厚的地區，尤其在峰從窪地中常見。其形成時間壹般較長，塌陷壁在長期地表水作用下逐步崩塌並向塌陷中心流失所致。④碟狀，多發生於覆蓋地區，土層厚度小，沈陷坑面積大，深度小，呈碟形。
（3）巖溶塌陷的群體組合及多個單體塌坑的平面分布，有3種情況：①島狀或零星狀分布，小塊成群或星散狀出現；②帶狀分布，具有壹定的方向性，呈條帶狀分布；③面狀分布，塌坑呈均勻分布，無明顯的方向性。
2.7.1.2 巖溶塌陷的發育強度及規模
（1）塌陷強度：以塌陷密度系數（塌陷範圍內單位面積上塌陷坑總數的平均值，單位：個/km2）表示。分為：
強烈發育的 塌陷密度系數大於100；
中等發育的 塌陷密度系數10～100；
微弱發育的 塌陷密度小於10；
對於面積小於1 km2的塌陷點，密度系數的面積均按1 km2計算。
（2）塌陷規模：
①按巖溶塌陷影響範圍的面積分為：
大型 總面積＞10km2；
中型 面積1～10km2；
小型 面積＜1km2。
②按塌陷坑直徑大小分為4級：
巨型塌陷 塌坑直徑＞20m；
大型塌陷 塌坑直徑10～20m；
中興塌陷 塌坑直徑5～10m；
小型塌陷 塌坑直徑＜5m。
2.7.1.3 巖溶塌陷的伴生現象
（1）地面下沈、開裂。在巖溶地區，圍繞塌坑常常有壹些環狀裂紋或局部下沈現象。他們隨塌陷而產生，有時成為塌陷的前兆現象，尤其是環狀裂紋的出現常預示塌陷即將產生。如昆明湖地區除有39個塌坑外，公園內可普遍看到橋墩下沈、房屋開裂、湖堤外側開裂等壹些明顯的地面變形現象。
（2）塌陷地震。大規模的塌陷可引起地震效應。如湖南水口山礦區，在排水初期塌陷大量產生，同時出現烈度為V度的地震，影響範圍直徑5km；烏江渡六廠1945～1946年在三疊紀灰巖中產生3級地震，烈度在V～Ⅵ度；貴州開陽縣城東南，1957～1958年在石炭紀灰巖、白雲巖中出現塌陷地震，震級3級；湖北恩施沐撫區大山頂壹帶1957年1月27日，當地群眾聽到地下有悶雷聲，地面有裂紋，寬1～2cm，長數十至數百米，裂縫附近常見有漏鬥或新近塌陷的塌洞，多屬基巖塌陷，塌陷地震震級0.5～0.7級，影響範圍南北長15～20km，東西寬5～10km。
2.7.2 巖溶塌陷類型
2.7.2.1 自然塌陷
在天然作用下產生的塌陷（陷落柱除外），全國已知***264處，占全國巖溶塌陷總數的32.63%，是各類塌陷中最多的壹種。
（1）古塌陷：形成於第四紀以前，如“陷落柱”。
（2）老塌陷：形成於第四紀期間，具殘留形態，往往為後期堆積物充填或掩蓋。老塌陷在華南僅有幾處，均屬於基巖塌陷，其規模壹般較大。如湖南煤炭壩礦區的老塌陷，直徑500m，深達300m，其中為土、石混雜的松散堆積物充填，工程地質性質十分軟弱。此外，在江西的武山、東鄉、城門山等礦區均有發育。
（3）新塌陷：新近時期產生，或形成時期不明，但形態保持較好。新近時期發育的新塌陷數量較多。他們多發育與地下水動態變化迅猛的巖溶山地的窪地、曹谷中，塌陷範圍小、強度弱，往往呈單個塌坑零星分布，塌陷規模隨結構不同而差異很大。按其成因，可分為：
a.暴雨引起的塌陷。暴雨可導致土體迅速充水和地表水的強烈滲透，並在壹定條件下引起巖溶地下水位的急劇上升而產生正壓沖爆作用，易於產生塌陷。
b.洪水引起的塌陷。在近陸地帶，第四紀沖積層中的潛水位和巖溶地下水位隨洪水位而波動，由於兩者滲透性的差異，在波動過程中不但可產生有利於滲透淺蝕作用的附加水頭，而且還產生正負壓力的作用，這些作用都可導致塌陷的產生。
c.重力引起的塌陷。在巖溶發育過程中，地下洞穴、管道在崩塌作用下不斷擴展，最後導致頂板蓋層在重力作用下失穩陷落。在巖溶山區，這種塌陷並不罕見，巖溶漏鬥、地下河天窗、巖溶嶂谷、天生橋等地表巖溶形態，有許多就是塌陷的遺跡。這些基巖塌陷形成之後壹般不再復活。塌陷坑規模壹般較大，如四川興文縣城南17km興晏巖溶區洞河地下河的下洞支流上，與二疊系下統陽新灰巖中發育的小巖灣巖溶塌陷，長軸650m、短軸490m，深208m，是目前這類巖溶塌陷中已知最大的壹個。
d.地震引起的塌陷。在構造地震作用下，在覆蓋層比較薄弱的地段也可產生壹系列的塌陷。如1853年2月在湖南省新寧的5級地震的歷史記載：“有聲如雷，陷成七潭，大小不壹，皆有水湧出。”此外，僅幾十年來地震塌陷也常有發生，如1976年的唐山地震引起塌陷120個。
2.7.2.2 人類活動誘發的塌陷（簡稱人為塌陷）
由於人類的工程—經濟活動，改變了巖溶洞穴及其上覆蓋層的穩定平衡狀態而引起的塌陷。
（1）坑道排水或突水引起的塌陷：是指由於礦坑、隧道、人防及其他地下工程排水或突水引起的塌陷，其中以礦坑排水或突水塌陷為主。
（2）抽汲巖溶地下水引起的塌陷：主要由於水井抽水引起，分布較為普遍。當覆蓋層厚度較薄（壹般小於10～20m），抽水降深達到5～10m時，多有塌陷產生。
（3）水庫蓄水或引水引起的塌陷：巖溶山區窪地、谷地的小型水庫及少量中型水庫，由於水體增荷、滲漏潛蝕及雨季地下水位迅猛變化產生的正負壓力和沖爆等多種作用，常使庫區產生塌陷。
（4）震動或加載引起的塌陷：震動或加載，是使覆蓋巖溶區處於接近極限平衡狀態的隱伏土洞產生塌陷的誘因，它往往與其他因素聯合作用。
（5）地表水及汙水下滲引起的塌陷：在礦建築曲，由於場地排水不良造成地表水下滲和地表汙水下滲溶濾也能導致塌陷的產生。
2.7.3 巖溶塌陷的防治對策
在覆蓋型巖溶區，無論是自然或人為引起的巖溶塌陷已成為壹種地質災害，他可使這些地區的油氣管道突然出現地面塌陷、引起油氣管道安全。因此，巖溶塌陷的防治十分重要。
巖溶塌陷防止包括4個環節：預測、預防、監測預報及治理。塌陷預測是塌陷防治的基礎，預防、監測和理是治防治塌陷災害的具體對策。
2.7.3.1 巖溶塌陷的預測
目前，巖溶塌陷的預測是從分析塌陷的基本地質條件入手，采用地質定性預測和半定量—定量的經驗公式法、數理統計法預測，基本程序見圖2-16。
2.7.3.2 巖溶塌陷的預防
塌陷預防是在預測的基礎上進行的。根據預測資料和地區的實際需要，制定切實可行的預防措施，即根據塌陷產生的原因和有關影響因素采取相應的預防措施。
計劃實施的項目中有塌陷威脅的地區，應進行巖溶塌陷的環境地質論證，對塌陷誘發因素進行合理的協調和適當的控制。
2.7.3.3 巖溶塌陷的監測預報
監測工作包括地面、建築物、水點（井孔、泉點、礦井突水和水庫滲漏點）的長期觀測以及塌陷前兆的監測。監測工作是在抽排巖溶水後進行，時間3～5年，監測周期視具體情況而定，早期每5～10天壹次，後期每月觀測壹次。塌陷前兆監測，主要內容包括抽排水引起的地面積水、泉水幹涸，人工蓄水引起地面冒氣泡或水泡，植物的變態，建築物作響、開裂或傾斜，地面環形開裂，地下土層垮落聲響，水點的水量、水位及含沙量的突變，動物驚恐異常等等。
圖2-16 巖溶塌陷預測程序框圖
監測預報的手段可采用水準儀、百分表和微震觀測儀，也可采用可伸縮的鉆孔樁（分層樁）（Jennings,1966）、鉆空深部應變儀（Qaineer,1974）監測塌陷。
2.7.3.4 巖溶塌陷的治理
主要措施有：填堵，跨越，強夯，灌註，深基礎，疏排圍改治理，平衡地下水氣壓力以及綜合治理等方法。
（1）填堵法：主要適用於淺部土洞、塌陷。將石塊、片石填入，上覆粘土夯實即可。遇重要建築物時，可考慮鋼筋混凝土板治理。
（2）跨越法：對建築物采用跨越土洞或塌陷的基礎。
（3）強夯法：將10～20t夯錘吊至10～40m高，讓其下落夯實地基土層，可消除淺部土洞隱患。
（4）灌註法：較常用的灌註法是把灌註材料通過鉆空或巖溶通道的出口進行灌漿。其目的是強化土層和洞穴填充物，充填巖溶洞隙，攔截地下水流，加固建築物地基。灌註材料主要是水泥、碎料（砂、礦渣等）、速凝劑（水玻璃、氯化鈣）等。灌註方式采用低壓間歇定量式或循環式灌漿。
（5）深基礎法：對於壹些深度較大，同時跨越結構又無能為力的塌陷坑，采用深基礎加固是壹種較理想的方法，常使用打入樁、鉆孔灌註樁、旋噴樁、沈井等把基礎置於基巖上。
（6）疏、排、圍、改治理方法：塌陷坑往往成為地表水倒灌的進口，因此，采用疏排方式把地表水引開；易產生洪泛的地區要把塌坑四周圍起來，並盡快回填；當塌坑在河床兩側或河床內時，根據具體情況可考慮河床改道繞行。
（7）平衡地下水氣壓法：在壹些巖溶空腔內，由於水位升降會產生水氣壓力的變化，為防止或消除氣爆、氣蝕效應，可設置各種與巖溶管道相通的裝置，以保持地表與地下的水氣壓力平衡，消除引起塌陷的動力。
（8）綜合治理：由於巖溶地區地貌、地質、水文地質條件復雜，采用單壹的方法往往收不到理想的治理效果，因此可視具體情況，針對塌陷產生的諸多因素進行多種方法綜合治理。