时间：2022-10-11 02:13:02
[摘要]本文为广东省财政专项经费项目"珠江三角洲及周边地区地面沉降地质灾害监测"的阶段性成果，项目开展是贯彻落实国务院批复《全国地面沉降防治规划（2011-2020年）》及有关精神的具体措施。项目阶段性成果初步查明了雷州半岛地面沉降的成因、现状分布及主要危害等，对地面沉降发展趋势作出了初步预测，并针对地面沉降危害现状和特点提出了建议。
[关键词] 地面沉降 危害 防治 建议 雷州半岛
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-162-2
1地面沉降的成因
地面沉降是在自然和人为因素作用下，由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象，是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。地面沉降具有生成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点，是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。雷州半岛发生地面沉降的主要原因包括：
（1）雷州半岛具有特殊的地质结构，其松散沉积物的厚度达数百米（最大厚度达千余米），且200m以浅具有多层力学性质较差的软土层（特别是沿海地区30m以浅分布不同厚度的全新世软土），软土层自重固结压缩仍未完成，其自然固结过程缓慢，砂性土在失水状态下易发生弹性压缩。因而，厚层的松散沉积物是雷州半岛地区地面沉降的一个根本性原因，是潜在发生地面沉降的内在因素。
（2）长期以来，地下水一直作为雷州半岛地区城镇、工业、农业发展的重要供水水源，是湛江市国民经济发展的重要保障，在集中开发浅层地下水及局部大量不合理开采中、深地下水的地段，地下水位持续下降，失去地下水承托作用的岩土层颗粒间应力与孔隙水应力发生变化，加速软土层产生次固结收缩压密、砂性土发生弹性压密，从而诱发雷州半岛区域性地面沉降，这与长三角、华北平原、汾渭盆地等地地面沉降的成因相似。
（3）工程建设基坑开挖过程中大量疏干浅层地下水和地基处理中通过砂桩排水达到软土固结压缩等，破坏了土层及地下水的应力结构，从而诱发地面沉降；工程建设和围海造地，使地面荷载增加，改变了地下潜水原有格局，扰动了土层，加速软土发生固结压缩，也是诱发地面沉降的原因之一。
2地面沉降的发展过程
雷州半岛地面沉降的发展历史大致经历形成-发展-局部缓和三个阶段。其起源于20世纪60年代，形成于20世纪80年代，湛江市中层承压水水位漏斗中心平均水位降深从1966年的5.9m降到20.00m，湛江市被列入第一批沿海开放城市，城市建设有所加快，在地面加载和局部集中大量取水作用下，首次在湛江市发现了地面沉降，最大累积沉降量为102mm（潜水学校），该时期最大平均沉降速率为3.64mm/a。20世纪80年代中期，随着城市建设的快速发展，地面加荷作用和地下水开采量大幅增加，地面沉降也随之发展，1984～1989年间最大平均沉降速率已增至12mm/a。1995年，地下水开采量达到36.28万m3/d，是1956年开采量的279.1倍，中、深层承压水水位漏斗中心孔平均水位降深值及漏斗中水位下降>2m的面积均远远大于历年监测值；湛江经济技术开发区的快速建设及围海造地的扩展，大幅增加地面荷载，1984～1995年，湛江市地面沉降处于加速发展阶段。1993年，国家宏观调控，城市建设有所放缓，1995年后工业用水有所减少，局部地区地下水水位略有回升。据1999～2002年湛江市地面沉降监测资料，1990～1999年及2000～2001年间，最大平均沉降速率分别为3.60mm/a、1.35 mm/a；原沙湾、潜水学校2个地面沉降中心，本时期降速仅1mm/a和0.1mm/a，表明湛江市自1996年以来，地面沉降逐步减缓，这主要与城市建设规模、减小地下水开采规模有关。
根据近期沉降监测结果，地面沉降缓和是局部的，部分地段地面沉降加速，主要体现在霞山西南面的南柳和湖光路，2002年～2011年测得目前所发现的最大平均沉降速率（南柳14.56mm/a），最大累计沉降量为253mm，地面沉降速率达到8.6mm/a；1999年湛江市累计沉降量大于50mm的面积为105km2，累计沉降量大于100mm的面积为23km2；目前累计沉降量大于100mm的面积为82 km2，今后沉降量大于150mm区域将快速发展。
总体上，雷州半岛地面沉降与长江三角洲、华北平原、松辽平原、汾渭盆地等地相比，其沉降幅度较小；1921～1995年上海市中心城区地面平均累计沉降量为1807mm，1967～2006年天津塘沽最大累计沉降为3.25m；自20世纪80年代以来，沉降中心累计最大沉降量超过2m的有上海、天津、太原、西安、无锡、沧州等城市。
3地面沉降现状分布
根据近期开展的省财政项目“珠江三角洲及周边地区地面沉降地质灾害监测（雷州半岛地区）”调查结果显示，目前雷州半岛已发生地面沉降范围主要见于雷州半岛地区西部廉江市营仔镇-遂溪县河头镇-雷州市企水及湛江市区等软土分布地区。其中，湛江市赤坎区地面沉降以沙湾为中心、现最大累计沉降量为184mm，霞山区原以菉塘为中心的地面沉降区域、最大累计沉降量为195mm，现沉降中心已转移到湛江火车站南侧（南柳）、最大累计沉降量为253mm，沉降区已连绵至湖光，湛江市区沉降量大于100mm的沉降区域面积达82.0 km2；雷州市附城镇韶山村发生1500亩农田不同程度下沉，局部地段沉降幅度达10～40cm。雷州半岛地区其它软土分布地段也发生不同程度的地面沉降，玄武岩台地等地段未见明显地面沉降现象。
4地面沉降的主要危害现状
雷州半岛地区地面沉降的危害现状主要表现为地表建筑主体危害表现为建筑物开裂（多见于平房及围墙）、建筑物倾斜、地台下沉；水利工程危害表现为设施损坏、防洪堤安全高度损失和标准降低等；地（路）面危害表现为地面下沉、路面波状起伏、出现裂缝；桥梁下沉、桥头两端出现下沉并开裂等；地下设施危害主要有地下供水（气）管道折断与渗漏、地下排水系统失效等，危及人民的生命财产及安全。
4.1商住建筑区出现明显的地面下沉、房墙开裂
大型厂房、城镇大部分楼房等建筑物多经过地基处理，且多为深基础，其基础持力层多为力学性质强度高的岩土层，建筑物建成后通常表现为楼房主体稳定、楼房周围的地面不断沉降，造成楼房相对上升的错觉，“差异沉降”过大时形成悬空吊脚，一楼常常需要楼梯进门，而且楼梯级数需要每年增加。当室内地板刚度不足时极易发生裂缝甚至下陷灾害，严重的地面沉降还造成了建筑小区内的上、下水管道折断与渗漏、地下排水系统等设施破坏与失效等，导致部分楼房建筑弃置或需拆除重建，经济损失十分巨大。该类危害主要分布于湛江市区，特别是沉降中心附近、新近围海造地及建设新区等区域地面沉降造成的危害尤为明显，主要受集中式大量长期开采地下水、工程建设大量疏干地下水及地面加载作用下引起。如：位于湛江市霞山区观海长廊附近的建筑物（海景小区，海滨水厂泵站一带），多数座落于第四系海相沉积的淤泥及淤泥类土分布区，在地面加荷和附近水厂长期取水作用下，由于地面不均匀沉降，使一些宿舍楼发生倾斜，楼顶最大位移达49.1cm（湛江市经贸委宿舍楼），并伴有房屋被横向拉裂、因沉降而引发的地裂缝、水管倾斜、基础与地面建筑分离等灾害，当时部分楼房已被列为危楼，损失严重，后经加固处理。湛江市霞山区南柳村一带地面沉降造成1995年以来吴氏祖祠周围地台下沉等3-5cm，房屋与地台产生裂缝5cm，沉降速率1.9-3.1 mm/a；并可见地面开裂及围墙开裂现象。
4.2线性工程不均匀下沉，影响交通安全
雷州半岛建设于软土分布区的线性工程主要包括高速公路、一级公路、普通公路及桥梁等，由于受路基荷载及交通工具的长期动荷载作用下，下伏软土及填土发生不均匀固结压缩，导致路面、桥梁、桥涵等发生不均匀沉降，使路面起伏不平，水平裂缝横桓，路面结构破坏，路与桥衔接处、引桥与主桥衔接处等部位产生差异性沉降，差异沉降幅度10～50cm不等，沉降量大时常出现“跳车”现象，潜在极大的安全隐患，路面沉降还对附属设施如花圃、护栏等造成不同程度的破坏，每年用于维修路面的工程费用巨大。如：湛江市霞山区蓬来村百莲公路桥桥面下沉2-3cm，护栏开裂4cm。2004年开始下沉，沉降速率2.9-4.3 mm/a；湛江市麻章区湖光镇疏港公路跨线桥，引桥下沉13-20cm，桥栏裂缝2-4cm，桥底护壁下沉2-4cm， 2009年开始下沉，沉降速率65-100 mm/a。
4.3水利工程破坏严重
主要水利设施包括水渠、水闸、排灌站及堤围等，这些大都位于沿海海堤地带，除大部分较大型水闸、排灌站主体采用桩基础外，其余较大型水闸的辅助设施、水闸管理房、小型水闸、排灌站及水渠、堤围等地基处理未满足技术要求或未进行地基处理，填土及下伏软土自重固结并受不同荷载作用下发生压缩固结，导致地面发生不均匀沉降，引发水利枢纽辅助设施、小型水闸、水渠及堤围发生不均匀沉降而遭受破坏，降低或丧失防洪、排涝功能，堤围有经历多年加荷沉降后仍不稳定，具有加高-沉降-再加高-再沉降的特点，堤围逐年下沉则其防御标准降低，抵御风暴潮与防汛抗洪的能力大为减弱，导致的培高加固费用逐年增加。例如：湛江市麻章区湖光镇临海村南2000m海堤，海堤下沉1-2cm，裂缝长1-2cm，宽1-2cm，1991年开始下沉，沉降速率0.5-1 mm/a；湛江市东海岛开发区东山镇东参村南西1100m水闸，水泥地面下沉1-3cm，裂缝长1m，宽1cm，2011年开始下沉，沉降速率10-30 mm/a。
4.4导致农田坑洼不平，排水不畅，引水渠下沉、开裂等
长期以来，地下水一直作为雷州半岛农业灌溉主要用水水源之一，为农业经济发挥了巨大作用。但是，局部地段由于集中式大量开采地下水，已经引发了地面沉降现象，导致农田坑洼不平，排水不畅，引水渠下沉、开裂，影响农田质量和作物生长，地面不均匀沉降导致水泵房发生倾斜等。如：雷州市附城镇韶山村村南东1500m农田，因集中式开采地下水，形成地下水位降落漏斗，于2007年开始下沉，沉降速率2.5-20 mm/a，造成大片农田发生地面沉降（陷），沉降幅度10～40cm，水泵房倾斜7°。
4.5普通住宅及围墙等简易建筑物的危害情况
对于低层住房、平房、小型厂房、围墙、泵房等简易建筑物大都未采用地基处理措施，其下伏软土自重固结作用并在地面附加荷载作用下，引起不均匀压缩，导致地面发生不均匀沉降，最终引发建筑物不均匀下沉而发生倾斜，伴生不同程度的地面隆起、下沉和墙裂等现象，导致安全性减少，保护作用力度降低等，危及人居安全。其中，平房受各向沉降不均一性影响，在墙体的薄弱环节（如窗角、门框角等）均出现大小、形状各异的裂缝，如斜锯齿状、倒“八”字状等，裂缝最长的可贯穿整面墙体。如：雷州市附城镇韶山村民居，二层楼房垂直下沉19cm，地台裂缝长20m，宽1-5cm， 2009年开始下沉，沉降速率63 mm/a，倾斜2°，该村可偶见多房屋倾斜、屋内地面隆起及房裂等现象；雷州市白沙镇墨城村民委员会办公楼下沉19-27cm，2006年开始下沉， 年沉降量3.8-5.4cm；围墙下沉、开裂。
5地面沉降的发展趋势
通过对地面沉降现状、湛江市区历期地面沉降监测等资料的综合分析，可以预测雷州半岛地区未来地面沉降仍将继续发展，沉降幅度和速度、沉降中心迁移等视重点项目及城市建设的规模和力度而发展。在软土分布区域进行地面加载及大量疏干排水，地面沉降加剧发展，随着宝钢、中科炼化一体化、海东新区、沿海地带城市建设的发展，雷州半岛未来以地面加载作用下引发的地面沉降主要分布于东海岛、海东新区、赤坎的沙湾、霞山观海长廊沿岸、湛江港湾沿岸及徐闻县海安等地段，该地段地面沉降幅度较大；根据地面沉降现状分析，雷州半岛以集中式大量开采地下水引发的地面沉降主要分布于霞山区南柳村-宝满一临东、麻章区太平、雷州市韶山村等地，其地面沉降幅度较小。
6地面沉降的防治建议
针对目前雷州半岛地面沉降的成因、规模、发展趋势及其主要危害，提出以下一些防治建议：
（1）政府各级部门能高度重视地面沉降工作，配套完善地面沉降地质灾害防治经费，建立长效监督和管理机制，确保地质灾害工作防范于未然。
（2）尽快建立空中、地面、地下三维一体的地面沉降监测网，开展长期持续的地面沉降监测，为科学进行区域经济规划与建设、地质灾害防治、地下水资源合理利用、地质环境保护和实现人口、资源与环境协调，经济与社会的可持续发展提供地质依据。
（3）在工程建设过程中，软土地区要采取排水固结、换土填层、桩基础等处理措施，以避免建筑物因软基而发生不均匀沉降；基坑开挖疏干排水过程中，要做好边坡防护、止水和监测措施，避免邻近建筑物发生不均匀沉降，危及人民的生命财产及安全；在开采利用地下水过程中，严格控制浅层水的开采力度，合理布局中、深层地下水的井距和开采规模，避免地面沉降的发生。
（4）加强对已发生地面沉降区域的调查和监测，建立联防机制，及时掌握灾害的发展动态，对地裂缝、沉降幅度大的地段采取回填，以免危及人民的生命财产及安全。
（5）加强对地面沉降知识的宣传和教育，提高人们对地面沉降的认知水平。
7结语
《全国地面沉降防治规划（2011-2020年）》已获得了国务院批复，标志着全国地面沉降防治工作得到了国家的高度重视，更有利于推动全国地面沉降防治工作进入崭新的加快开展和实施阶段。但由于目前经费缺乏，雷州半岛地区沉降研究工作未能深入，未能达到预期目的。因此，希望政府相关部门能尽快落实相关经费和采取措施，建立湛江市地面沉降监测站，建立雷州半岛地面沉降长期监测机制，早日参与全国地面沉降防治区域联动机制，使地面沉降灾害防治工作防范于未然。