深圳市緩變型地質(zhì)災(zāi)害基本狀況分析

卜康正， 劉 陽， 鄭先昌

(廣州大學(xué) 土木工程學(xué)院，廣東 廣州 510006)

城市公共安全是城市可持續(xù)健康發(fā)展的基本保證，是城市競爭力和城市形象的重要內(nèi)容，也是建設(shè)民生幸福城市的重要指標(biāo)。為了從源頭上防范城市安全風(fēng)險，有必要對深圳市地面沉降、海水入侵這兩種主要緩變型地質(zhì)災(zāi)害的基本狀況進(jìn)行分析。通過對緩變型地質(zhì)災(zāi)害的基本狀況分析，判別高風(fēng)險源地區(qū)，不但可以指導(dǎo)深圳市進(jìn)行防災(zāi)和減災(zāi)，而且對于各級政府編制、完善與實施防治緩變型地質(zhì)災(zāi)害預(yù)案，增強(qiáng)對緩變型地質(zhì)災(zāi)害的管控能力，提高對災(zāi)害管控的科學(xué)性，也具有重要參考意義。

1 緩變型地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險源分析

1.1 地面沉降

地面沉降是指由于地下松散巖土體固結(jié)或壓縮，導(dǎo)致整體或局部地面垂直下沉變形的地質(zhì)現(xiàn)象。深圳市地面沉降主要為軟土地面沉降，是緩變型的地質(zhì)災(zāi)害，造成地面沉降的因素分為自然因素和人為因素。

1.1.1 自然因素

造成地面沉降的自然因素主要為土的自重固結(jié)，在以百年為單位的時間尺度里幾乎可以忽略不計。

1.1.2 人為因素

(1)抽水沉降：由于抽汲地下水引起的較淺土層中疏松的顆粒物壓縮而造成的沉降。

(2)采空沉降：由于地下空間開挖造成頂部土層沉降，從而在地表形成洼地。

(3)軟土地面沉降：松軟土體分布區(qū)土體失水收縮的同時，上部再進(jìn)行加載等建設(shè)項目從而引起地面加速沉降。

深圳市比較嚴(yán)重的地面沉降發(fā)生在填海造地區(qū)，該區(qū)域建設(shè)強(qiáng)度高，軟土厚且分布廣，快速建設(shè)的同時不可避免地加快了土體的固結(jié)沉降，造成該地區(qū)軟土沉降問題日益加劇。地面沉降地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢與軟土厚度分布密切相關(guān)，同時也取決于后期工程建設(shè)對軟土地基的處理效果。對于軟土地基處理較好的地方，地面沉降趨于穩(wěn)定；對于大面積填海工程，若軟土地基處理不慎，地面沉降發(fā)展趨于強(qiáng)烈。

除了軟土區(qū)的工程荷載以外，過量開采地下水造成土層中的孔隙水壓力減小，土體有效應(yīng)力升高，因而土體體積縮小，也是地面沉降的重要誘因。

1.2 海水入侵地質(zhì)災(zāi)害

海水入侵是指大量含礦物化學(xué)成分較高的海水向海岸以內(nèi)擴(kuò)散的現(xiàn)象。引發(fā)海水入侵的因素有古海水的封存、海水沿河流(河渠)的倒灌以及地下水開采，在深圳市地下水開采是引發(fā)海水入侵的主要因素。

海水入侵在深圳西部沿海地區(qū)日益加劇，不但腐蝕地下結(jié)構(gòu)物，嚴(yán)重影響建筑安全，阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且造成土地鹽漬化，影響市民日常用水，甚至危及市民健康，嚴(yán)重影響深圳市的建設(shè)與發(fā)展。

2 緩變型地質(zhì)災(zāi)害特征分析

2.1 地面沉降特征分析

深圳市地面沉降地質(zhì)災(zāi)害大都分布在深圳市濱海地區(qū)，其中又以填海造地區(qū)為主，主要類型為軟土沉降。深圳市軟土主要為淤泥，厚度大，含水量高，一般在40%～80%之間；孔隙比大，軟土孔隙比一般在1.5～3.5，平均為2.5；壓縮性高，大部分為正常固結(jié)，壓縮系數(shù)處于1.0～3.5 MPa-1區(qū)間內(nèi)。軟土具觸變性、高靈敏度，擾動后強(qiáng)度大幅降低，地基承載力小于40 kPa，軟土的十字板抗剪強(qiáng)度一般在9.5～25.7 kPa，平均為16.88 kPa。由于深圳市軟土層的分布特征、物質(zhì)組成及巖土力學(xué)性質(zhì)特點，在受到上部人工載荷及人類工程活動影響下易發(fā)生沉降。

填海造地的軟土分布區(qū)域都不同程度地存在較大面積的地面沉降。主要原因是該區(qū)域開發(fā)力度大，軟土深厚，快速建設(shè)加快了填海軟土層固結(jié)沉降，致使該地區(qū)經(jīng)常發(fā)生軟土沉降現(xiàn)象。

2.2 海水入侵特征分析

深圳市海水入侵集中分布于西部沿海地勢較為平坦的地區(qū)。西海岸的深圳灣北岸，從沙頭一帶往西沿深南西路以南為咸水區(qū)或微咸水區(qū)，南頭、西鄉(xiāng)一帶海積沖積沉積層為微咸水區(qū)，西鄉(xiāng)至福永一帶為半咸水區(qū)，沙井一帶為咸水區(qū)。在公明一帶鉆探揭露，大致以燕山-馬田一線為界，東面為淡水區(qū)，西面則為咸水或微咸水區(qū)。在東海岸的大鵬及鹽田，沿陸域順河方向物探電法剖面探測結(jié)果顯示，咸淡水界線距海岸線約1.2 km，即在東海岸的海灣和瀉湖沉積層，水質(zhì)已咸化為咸水或微咸水，其分布范圍較小。整體上看，深圳市的海水入侵范圍較小，但是集中在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，且海水入侵的程度較深。

3 災(zāi)害管控與響應(yīng)能力

3.1 管控工作布置

3.1.1 全力開展應(yīng)急處置，避免人員傷亡

加強(qiáng)應(yīng)急值守，嚴(yán)格落實汛期值班制度。一旦地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警發(fā)布，相關(guān)單位立即安排帶班領(lǐng)導(dǎo)和值班人員進(jìn)行值班，同時安排專家值班，確保上級指示及時傳達(dá)，險情災(zāi)情及時掌握，并組織專家協(xié)助處置。

3.1.2 積極開展工程治理，盡快消除安全隱患

把地質(zhì)災(zāi)害隱患點納入治理計劃。各區(qū)政府(新區(qū)管委會)和市相關(guān)職能部門積極組織實施防治規(guī)劃的同時，開展年度防治方案項目計劃的前期工作。

3.1.3 加強(qiáng)宣傳，有針對性地開展業(yè)務(wù)培訓(xùn)

為增強(qiáng)群眾和學(xué)生的防災(zāi)減災(zāi)意識，提高自救互救能力，市規(guī)劃國土委會同各區(qū)政府(新區(qū)管委會)深入學(xué)校、社區(qū)、公園和工廠開展形式多樣的地質(zhì)災(zāi)害防治科普宣傳活動。

3.2 管控及響應(yīng)能力評價

在《深圳市地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》中規(guī)定，市政府根據(jù)工作需要,在市災(zāi)害應(yīng)對委員會下設(shè)市地質(zhì)災(zāi)害響應(yīng)指揮部(以下簡稱“市指揮部”)，負(fù)責(zé)指揮深圳市地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)對工作，并由分管地質(zhì)災(zāi)害防治工作的市委或市政府領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任總指揮。市指揮部成員由市規(guī)劃國土委、市人居環(huán)境委、市公安局(消防監(jiān)督管理局等)、市氣象局、市財政委等部門(單位)負(fù)責(zé)人或分管負(fù)責(zé)人組成。市指揮部各成員單位(以下簡稱“成員單位”)根據(jù)響應(yīng)級別，按照市指揮部的統(tǒng)一部署和各自職責(zé)，共同做好地質(zhì)災(zāi)害響應(yīng)工作。

根據(jù)專家對深圳市地質(zhì)災(zāi)害各有關(guān)部門(單位)災(zāi)害的管控設(shè)施設(shè)備、管控預(yù)案體系、管控隊伍建設(shè)、管控響應(yīng)能力、人員疏散能力、輿論處置能力、監(jiān)測預(yù)警能力進(jìn)行評分，加權(quán)平均計算得到深圳市地質(zhì)災(zāi)害的管控響應(yīng)能力評分為4.3分(見表1)。

表1 深圳市地質(zhì)災(zāi)害管控及響應(yīng)能力評分

由表1可知，深圳市地質(zhì)災(zāi)害管控及響應(yīng)的組織領(lǐng)導(dǎo)、體系架構(gòu)、隊伍建設(shè)、應(yīng)急響應(yīng)、物資設(shè)施儲備等災(zāi)害響應(yīng)資源配置齊全，具有較強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害管控及響應(yīng)能力，基本能應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險事件。

4 結(jié)論

本文通過對深圳市地面沉降、海水入侵這兩種主要緩變型地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險源和特征分析發(fā)現(xiàn)，深圳市地面沉降主要發(fā)生在軟土廣泛分布的填海造地區(qū)域，主要原因是該區(qū)域開發(fā)力度大，軟土深厚，快速建設(shè)加快了填海軟土層固結(jié)沉降，致使該地區(qū)經(jīng)常發(fā)生軟土沉降現(xiàn)象，有關(guān)建設(shè)單位在這些區(qū)域施工時需重視軟土沉降問題。深圳市的海水入侵范圍較小，但是集中在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，且海水入侵的程度較深。這些地區(qū)若不及時采取治理措施，海水入侵將會腐蝕建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、地鐵隧道等地下建筑結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響建筑物耐久性。通過對深圳市各部門地質(zhì)災(zāi)害管控及響應(yīng)能力研究表明，深圳市地質(zhì)災(zāi)害響應(yīng)資源配置齊全，具有較強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害管控及響應(yīng)能力，基本能應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險事件。