雷州半岛地裂缝的成因与防治

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[摘要]论述了雷州半岛地裂缝的成因、危害，提出了地裂缝的防治措施。

[关键字]雷州半岛 地裂缝 危害 防治

[中图分类号] P54 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-4-94-1

0 引言

地裂缝是在地表岩土体在自然或人为因素作用下，产生开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种地质现象。地裂缝的发生，不仅直接对区内道路交通、机场、居民住宅等工程设施造成较严重的危害，而且曾一度造成局部灾区居民出现恐慌，解开地裂缝成因之谜和深入探讨其形成机理及预防措施，对国土规划、城乡建设、制订防灾减灾对策等方面均具有重要的现实意义。

地裂缝是雷州半岛地区较为常见的地质灾害，从六十年代至今，凡是久旱不下雨或久旱后遇大雨，当年地裂缝发生频率较大。其形态复杂，规模较大，空间分布往往与地形地貌、地层、植被等密切相关，多是由于胀缩土长期失水收缩所致。

1 地质构造和地层岩性

雷州半岛地区属于华南褶皱系西南段，二级构造单元包括粤西隆起区和雷琼断陷。北部廉江一带位于粤西隆起区云开大山隆起南缘，地形以隆起丘陵台地为主；中南部为雷琼断陷盆地，基底断裂的差异下切形成基底局部断陷和断隆，如湛江断陷、东山断陷、岭北断隆、坡头断隆等。以断陷沉积物厚度较大（如湛江断陷中心厚度达1200m），断隆内沉积物厚度较薄，一般小于500m。

早更新世沉积杂色粘土、灰色粘土，部分火山岩风化坡残积粘土及局部分布的北海组砂质粘土等均具有不同程度的胀缩性，工程地质性质差，潜在发生地裂缝及膨胀土地基变形地质灾害。

2 地裂缝的类型

地裂缝由自然因素和人为因素引发，常见的地裂缝有以下几种：

①地震裂缝：强烈的地震活动，破坏性很强，容易使地面拉裂，产生裂缝。

②基底断裂活动裂缝

由于基底断裂的长期蠕动，使岩体或土体逐渐开裂，并显露于地表形成地裂缝。

③胀缩土裂缝：气候的干、湿变化，地下水开采量大，水位下降，使膨胀土或淤泥质软土产生胀缩变形发展而成。

④地面沉陷裂缝：因各类地面塌陷或大量开采地下水、矿山地下采空引起地面沉降过程中的岩土体开裂而成。

⑤滑坡裂缝：由斜坡滑动引发地表开裂，形成地裂缝。

①、②类为构造地裂缝，是自然因素引发的地裂缝，难以防治。③、④类地裂缝由人为因素引起，可采取相应的防治措施进行治理。⑤类地裂缝为地质灾害引发的次生地质灾害。

3 地裂缝的成因

雷州半岛地裂缝以胀缩土地裂缝为主，其形成原因主要有两个方面，一是土的因素，即内在基因；二是失水因素，即外部环境因素。这两方面因素综合作用的结果，制约着胀缩土地裂缝的产生和发展。

3.1土的内在因素

粘性土一般都具有吸水膨胀、失水收缩的特性，具有不同矿物成分、土体结构的粘性土，在同一环境条件下吸水或失水，所产生的胀缩变形量是很不相同的。

从矿物成份上看，一般胀缩土中蒙脱石、伊利石等强（中等）亲水矿物含量愈高，胀缩潜势越大，与水作用时产生的胀缩变形量也就愈大。它是决定胀缩土胀缩性的主要内因。其所处区域浅层土体膨胀潜势为弱～强（表1），由此可见，存在胀缩土是区内地裂缝发生的主要内因。

在胀缩土物质成分相同的情况下，胀缩土胀缩潜势的大小很大程度上决定于土的起始含水量。一般来说，土中起始含水量愈高，土的收缩潜势愈大，完全失水后产生的收缩量也就愈大；土的起始含水量愈小，愈干燥，土的膨胀潜势愈大，一旦吸水饱和产生的膨胀量也就愈大。据分析，雷州半岛胀缩土地裂缝，均属前一类型导致的，即在上一个雨季中促使胀缩土饱水而具有较大的收缩潜势，尔后持续的干旱或大量抽取地下水又导致其极度失水收缩开裂产生地裂缝。

3.2 外部环境因素

外部环境因素系指地裂缝所处的位置及其与周围环境的相互关系因素。主要包括气候、地形地貌、水文地质作用、树木（植被）等因素。在具备了土体内因的前提下，外部环境因素主要起到促使胀缩土中水分迁移的作用，是胀缩土产生地裂缝的诱发因素。分析表明，在具有相同内因的胀缩土区，只有当胀缩土内因条件具备，环境因素又有利于胀缩土失水开裂时，地裂缝才容易形成。如地裂缝发生地及其附近居民生产生活和饲养用水均采用打简易水井开采浅层火山岩孔洞裂隙水及松散岩类孔隙水，近年来，随着开采量的增加，水位动态变化加剧，水位下降幅度增大，尤其在干旱年和枯水季节，部分民井水位下降已不能满足用水要求。同时由于随着季节地下水位变化加大，也引起地基胀缩性土的不均匀胀缩变形加剧，导致地裂缝和房裂发生和发展。

4 地裂缝的危害

4.1 地裂缝对房屋造成的危害

地裂缝对房屋的破坏，表现以墙裂为主，损坏形式大致有角端开裂、外纵墙开裂、横墙裂缝、窗户裂缝、房屋贯通裂缝、地板拉裂等。如雷州市英利镇尖山村发生地裂缝灾害，造成房裂现象的房子共有43座，其中有18座房裂严重成为危房，被迫拆除重建。房屋拉裂现象主要有两个特征：①有房裂就有房屋地面拉裂，房子大厅至小房间发生地面拉裂，长度3～10m，宽度1～5cm，走向与房屋外的地裂缝走向基本一致，沿坡地走向发育；②房屋墙体开裂，裂缝基本上从墙顶呈45o（与墙底夹角）发育，长度3～5m，宽度0.30～25cm，旱季墙裂加宽，雨季闭合，呈反复开闭状态。

4.2 地裂缝对道路造成的危害

地裂缝一般发育在一侧或两侧植有树木的公路上，以破坏路面为主，造成车辆不能通行。有的靠近公路的坡地发育，对公路起着潜在威胁作用。区内对公路破坏较严重的是发生在火炬农场二队北西的地裂缝，横穿龙门—北和公路，开裂宽度约1m，造成交通中断两天。地裂缝对道路的危害情况详见表2。

5 地裂缝的防治措施

（1）加强地裂缝区的工程地质勘察工作，合理开发利用地下水，对未来的地下水开采作出预测，采取各种行政、管理手段限制地下水的大量开采。

（2）防止水的渗透，避免土体吸水后膨胀，尽可能保持膨胀土原来的湿度，避免土体在减水后干裂诱发地裂缝。

（3）对已有裂缝进行回填、夯实等，并改善地裂缝区土体的性质。

（4）在地裂缝影响区内的建筑物，应加强其结构的整体刚度与强度，体型应简单。体型复杂时，应设置沉降缝将建筑物分成几个体型简单的独立单元。采用钢筋混凝土双向条基、筏基或箱基等整体刚度较大的基础。

（5）采用高压喷射注浆加固地基法，钢筋混凝土梁加固上部结构等方法，对地裂区已有建筑物进行加固处理。房裂严重成为危房，宜拆除重建。

（6）在地裂缝影响区内的道路，改整体铺设为预制块体铺设，其下部铺碎石层，能够保证道路的安全使用。

（7）通过定点位移测量监测地裂缝现今活动发展情况；同时结合现今地应力场、现今地形变场监测，配合岩土体力学性质和模拟实验，深部地壳构造特征探测，以及地下水动态观测等方法。

6 结论

（1）地裂缝的成因是粘性土具有胀缩性，干旱时地下水用水量大，胀缩土失水开裂收缩，产生地裂缝。

（2）地裂缝的危害主要有破坏房屋，使房屋墙体开裂，房屋地面拉裂；对路面的破坏，造成车辆不能通行。

（3）地裂缝的防治措施有合理开发利用地下水，对已有裂缝进行回填、夯实，对地裂区已有建筑物进行加固处理，采用整体刚度较大的基础，设置监测点长期监测。