城鄉(xiāng)結(jié)合部建設(shè)項目地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

段鵬飛

（山西省煤炭地質(zhì)資源環(huán)境調(diào)查院，山西太原030006）

城鄉(xiāng)結(jié)合部建設(shè)項目地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

段鵬飛*

（山西省煤炭地質(zhì)資源環(huán)境調(diào)查院，山西太原030006）

針對城鄉(xiāng)結(jié)合部的區(qū)位特征，選取了太原市城鄉(xiāng)結(jié)合部的一個工業(yè)建設(shè)項目為研究對象，通過對該建設(shè)項目的工程概況及地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度進行分析，確定了建設(shè)項目評估區(qū)的范圍和地質(zhì)災(zāi)害危險性評估級別，在現(xiàn)狀評估的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害隱患的特征及發(fā)生發(fā)展規(guī)律，進行了地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估，然后根據(jù)現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估結(jié)果進行了綜合分區(qū)和建設(shè)場地適宜性評估，并提出了具體可行的防治措施。通過對一個典型實例的詳細分析，為地質(zhì)災(zāi)害技術(shù)人員在城鄉(xiāng)結(jié)合部開展地質(zhì)災(zāi)害危險性評估工作提供了思路、技術(shù)路線和評估方法，具有一定的借鑒意義。

城鄉(xiāng)結(jié)合部；地質(zhì)災(zāi)害；預(yù)測評估；防治措施

隨著城市人口的增長、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，鑒于城市土地的稀缺性，城市在不斷地向其外緣擴張。城鄉(xiāng)結(jié)合部逐漸成為接納產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、新興產(chǎn)業(yè)和外來人口的重要集聚地。根據(jù)城市的總體發(fā)展規(guī)劃和各片區(qū)的區(qū)位功能，有的片區(qū)定位為特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)，有的納入城市發(fā)展的近景規(guī)劃區(qū)，有的距離市區(qū)較遠的片區(qū)納入城市的遠景規(guī)劃區(qū)。由于市區(qū)土地供應(yīng)的有限性，大量的工業(yè)、商業(yè)及住宅建設(shè)項目涌入供給相對充足、地價相對低廉的城鄉(xiāng)結(jié)合部。國土資源部《建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求》中明確規(guī)定，城市建設(shè)、有可能導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的工程項目建設(shè)和在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)進行的工程建設(shè)，在申請建設(shè)用地之前必須進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估。地質(zhì)災(zāi)害危險性評估就是通過對地質(zhì)災(zāi)害活動程度以及對地質(zhì)災(zāi)害各種活動條件的綜合分析，評價地質(zhì)災(zāi)害的危險程度，確定地質(zhì)災(zāi)害活動的密度、強度（規(guī)模）、發(fā)生概率（發(fā)生速率）以及可能造成的危害區(qū)的位置、范圍。對于建設(shè)用地來說，地質(zhì)災(zāi)害危險性評估的災(zāi)種主要包括地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡、泥石流和地面沉降等災(zāi)種。下面以山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設(shè)項目為例，來闡述城鄉(xiāng)結(jié)合部新建工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估的思路、技術(shù)路線和評估方法。

1　工程概況

山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設(shè)項目總體規(guī)劃用地約300畝，產(chǎn)品包括：燒成鎂鈣磚：7×104t/a；高爐炮泥：1.2×104t/a；預(yù)制件：1×104t/a。同步建設(shè)滿足生產(chǎn)需要的能源動力、設(shè)備維檢、化檢驗、行政辦公等公輔設(shè)施。擬建廠區(qū)按照功能及所屬區(qū)域可分為生活辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū)。生活辦公區(qū)主要布置于擬建場地的北部，布置有：辦公樓、綜合服務(wù)樓、鍋爐房。生產(chǎn)區(qū)場地布置有：預(yù)制件車間、炮泥車間及供油站、加工車間、檢驗樓、鎂鈣車間、澡堂和開關(guān)站。

山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設(shè)項目為冶金行業(yè)建設(shè)工程，參照建設(shè)部《工程設(shè)計資質(zhì)標準》的規(guī)定確定本建設(shè)工程為大型建設(shè)項目，對照《技術(shù)要求》建設(shè)項目重要性分類標準，本工程屬“重要建設(shè)項目”。

2　評估范圍與級別的確定

首先需要確定建設(shè)項目與陽曲煤炭普查區(qū)以及山西冀能青龍煤業(yè)有限公司的位置關(guān)系。利用MAPGIS軟件坐標投影、圖層疊加功能分析可知，建設(shè)項目位于陽曲煤炭普查區(qū)，在其東南方向897m處設(shè)置有山西冀能青龍煤業(yè)有限公司井田。其次需要確定建設(shè)項目與太原市民營開發(fā)區(qū)陽曲工業(yè)新區(qū)的相對位置關(guān)系，若其處于太原市民營開發(fā)區(qū)陽曲工業(yè)新區(qū)范圍內(nèi)，由于工業(yè)新區(qū)下伏煤層禁止開采，建設(shè)項目地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估就不需要考慮因未來煤層開采引起的地裂縫、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害。經(jīng)過坐標投影、圖形疊加可知，建設(shè)項目西南方向約1.4km處為太原市民營開發(fā)區(qū)陽曲工業(yè)新區(qū)東北邊界，建設(shè)項目不在太原市民營開發(fā)區(qū)陽曲工業(yè)新區(qū)范圍內(nèi)。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及實地調(diào)查，項目區(qū)及周邊現(xiàn)狀條件下無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，確定本次地質(zhì)災(zāi)害危險性評估范圍為煤層采動影響范圍與圍護帶范圍之和(煤層采動影響半徑為182.43m，工業(yè)場地圍護帶寬度為15m)，即以擬征場地范圍外擴197.43m（或大于197.43m）作為評估范圍（涵蓋第一斜坡帶），由此評估區(qū)范圍約為0.747366km2。

建設(shè)項目評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度為“中等”類型，建設(shè)項目重要性屬“重要建設(shè)項目”類型，確定本次地質(zhì)災(zāi)害危險性評估級別為“一級”評估。

3　地質(zhì)環(huán)境條件

通過實地調(diào)研和資料收集，查清了評估區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件。主要結(jié)論為：項目區(qū)所處的地貌類型屬于黃土臺垣區(qū)，地貌類型單一。該地區(qū)松散層沉積厚度431.76m左右，基底為奧陶系灰?guī)r；建設(shè)場地地基土濕陷等級為Ⅱ級（中等），工程地質(zhì)條件較差。松散層孔隙水水位埋深80m左右，水文地質(zhì)條件良好。破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動一般。綜合判定項目區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為“中等”類型。

4　地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

評估區(qū)所處的地貌類型屬于黃土臺垣區(qū)，地表由第四系上更新統(tǒng)黃土覆蓋，據(jù)本次調(diào)查場地大部分區(qū)域平坦開闊，地形簡單?，F(xiàn)狀條件下評估區(qū)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。

評估區(qū)東北角發(fā)育一條近南北向的黃土沖溝，沖溝橫斷面呈U形，溝寬5～10m左右，邊坡高度2～10m，坡度50°～70°，邊坡地層巖性為第四系上更新統(tǒng)粉土，孔隙及裂隙較發(fā)育，現(xiàn)狀條件下評估區(qū)中小型黃土沖溝邊坡未發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。該溝谷規(guī)模很小，匯水范圍極為有限，即便在雨季也幾乎沒有流水，現(xiàn)狀條件下泥石流地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。

評估區(qū)位于陽曲普查區(qū)內(nèi)，下伏太原組可采煤層為9、13、15中、15下四層煤。評估區(qū)目前無礦權(quán)設(shè)置，下伏煤層尚未開采，無地裂縫、地面塌陷災(zāi)害。

綜上分析，評估區(qū)現(xiàn)狀條件下崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂縫、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害均不發(fā)育。

5　地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

5.1工程建設(shè)引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性的預(yù)測

評估區(qū)地貌類型屬黃土臺垣區(qū)，建設(shè)場地內(nèi)無高陡邊坡分布。在建設(shè)場地東北部存在一處小型黃土沖溝，工程建設(shè)前將對場地內(nèi)沖溝進行填平，填平后將在場地邊界處形成兩處填方邊坡，邊坡高度4～8m。預(yù)測建設(shè)項目場地整平形成的填方邊坡有引發(fā)崩塌、滑坡的可能性，崩塌、滑坡對建設(shè)工程危害程度小—中等，地質(zhì)災(zāi)害危險性小—中等。

5.2建設(shè)工程本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險性預(yù)測評估

5.2.1建設(shè)工程遭受崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測

評估區(qū)及周邊總體地形相對開闊、平緩，僅在建設(shè)場地東北沖溝兩側(cè)存在潛在的不穩(wěn)定邊坡，工程建設(shè)過程中將對沖溝填平，潛在的不穩(wěn)定邊坡臨空面將充填黃土，建設(shè)工程遭受崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，地質(zhì)災(zāi)害危險性?。辉u估區(qū)無溝谷及河流分布，建設(shè)工程遭受泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，地質(zhì)災(zāi)害危險性小。

5.2.2建設(shè)工程可能遭受采空塌陷、地裂縫地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

評估區(qū)下伏9、13、15中、15下號煤層，下伏煤層一旦開采，產(chǎn)生的地表變形將對建設(shè)工程造成破壞。依據(jù)《建筑物、水體、公路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中的經(jīng)驗公式，預(yù)測評估區(qū)下部9、13、15中、15下號煤層開采后對地表的影響程度。

（1）最大下沉值：

（2）最大曲率值：

（3）最大傾斜值：

（4）最大水平移動值：

（5）最大水平變形值：

式中：q——下沉系數(shù)；

M——煤層采空區(qū)厚度，m；

r——主要影響半徑，r=H/tanβ；

α——煤層傾角；

b——水平移動系數(shù)。

按上述公式計算，其結(jié)果見表1。

表1　煤層采空后地表變形預(yù)測結(jié)果表

將表1中計算數(shù)值與《三下規(guī)程》中規(guī)定的地表變形對地面建筑物破壞程度進行對比，第二次重采15中煤層后，采空區(qū)地表水平、傾斜變形值均達到Ⅳ級。15下煤層重復(fù)采空后，采煤影響半徑最大為182.43m，擬建建(構(gòu))筑物圍護帶寬度為15m，采煤影響半徑與圍護帶寬度之和為197.43m。

根據(jù)上述計算可知，評估區(qū)煤層開采后地表變形劇烈。預(yù)測采空引發(fā)地裂縫、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害威脅對象為整個建設(shè)工程、生產(chǎn)設(shè)施以及生產(chǎn)工人，可能威脅人數(shù)大于100人，可能造成的經(jīng)濟損失大于500萬元，預(yù)測其地質(zhì)災(zāi)害危險性大。

6　地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估及防治措施

6.1綜合分區(qū)及建設(shè)場地適宜性評估

6.1.1綜合分區(qū)評估

評估區(qū)地貌類型為黃土臺垣區(qū)，現(xiàn)狀條件下崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。工程建設(shè)形成填方邊坡有引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性，崩塌、滑坡對建設(shè)工程危害程度小—中等，地質(zhì)災(zāi)害危險性小—中等；建設(shè)工程遭受地面塌陷、地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的可能性大，地質(zhì)災(zāi)害危險性大。將山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設(shè)項目評估區(qū)定為地質(zhì)災(zāi)害危險性大區(qū)。

6.1.2建設(shè)場地適宜性評估

對工程建設(shè)形成的填方邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患，其防治措施簡單易行；煤層開采造成地裂縫、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害可以通過為建設(shè)工程留設(shè)保護煤柱予以避免，防治措施比較簡單易行，且技術(shù)手段較為成熟。通過對建設(shè)場地的地質(zhì)災(zāi)害危險性及治理難度綜合分析，對照建設(shè)用地適宜性分級標準，在對建設(shè)場地留設(shè)保護煤柱的前提下，其建設(shè)用地適宜性為“基本適宜”。

6.2防治措施

根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害（隱患點）的發(fā)育特征及地質(zhì)災(zāi)害危險性評估結(jié)果，地質(zhì)災(zāi)害的防治措施是：對填方邊坡土體分層壓實，對黃土沖溝邊坡修建漿砌護坡，在斜坡前緣修建擋墻；同時布設(shè)截排水溝，加強地質(zhì)災(zāi)害（隱患點）及周邊排水；為建設(shè)場地按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》（國家煤炭工業(yè)局，2000年6月發(fā)布）規(guī)定留設(shè)保護煤柱，嚴禁在保安煤柱范圍內(nèi)進行采礦活動。

7　結(jié)束語

國內(nèi)外專家學(xué)者對地質(zhì)災(zāi)害危險性評估進行了大量深入的研究，但以城鄉(xiāng)結(jié)合部作為研究區(qū)域的成果極少見于文獻。筆者在充分參考前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過選取太原市城鄉(xiāng)結(jié)合部的一個建設(shè)工程實例進行分析，為地質(zhì)災(zāi)害技術(shù)人員在同類地區(qū)開展地質(zhì)災(zāi)害危險性評估工作提供了思路和技術(shù)方法。研究成果為全面反映城鄉(xiāng)結(jié)合部災(zāi)情特點，確定減災(zāi)目標，優(yōu)化防護措施，進行科學(xué)地減災(zāi)決策提供了重要依據(jù)。

[1] 中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準.DZ 0245-2004建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求[S].2004.

[2] 王輝,張峰,茍甲有,等.陜西府谷新建煤礦建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估[J].中國煤炭地質(zhì)，2010，22（11）：51-56.

[3]孫慶先.煤礦建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估[J].中國煤炭地質(zhì)，2012，24（4）：47-51.

[4]中華人民共和國國土資源部.地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求（試行）（國土資源部關(guān)于加強地質(zhì)災(zāi)害危險性評估工作的通知（國土資發(fā)[2004]69號）附件1）[S].

[5]國家煤炭工業(yè)局.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程（煤行管字[2000]第69號）[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2000.

P642.2

A

1004-5716(2015)07-0139-03

2014-07-06

段鵬飛（1981-），男（漢族），山西長子人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)災(zāi)害治理工作。