甘肅紅楓嶺國(guó)際健康城地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估及防治措施

張曉東， 張玉一

（甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州730020）

1 地質(zhì)概況

評(píng)估區(qū)位于甘肅省蘭州市七里河區(qū)，本項(xiàng)目是集衛(wèi)生醫(yī)療住宅一體的大型城市綜合大型建設(shè)項(xiàng)目。 評(píng)估區(qū)地處祁呂賀山字型構(gòu)造體系前弧西翼與河西系武威—蘭州構(gòu)造帶的復(fù)合部位，不同構(gòu)造體系的相互干擾或改造，使本區(qū)構(gòu)造形跡十分復(fù)雜，出露的地層主要為第四系（Q）。 區(qū)內(nèi)土體根據(jù)其成因類型和土體結(jié)構(gòu)可分為一般土和特殊土兩大類型［1］。

1.1 一般土

黃土狀粉土單層土體（Q3al）：該類土體主要出露于評(píng)估區(qū)北側(cè)，構(gòu)成黃河Ⅳ級(jí)階地，巖性為黃土狀粉土，局部為砂土，稍濕，中密，其物理力學(xué)性質(zhì)為：重度15.6 kN／ m3，天然含水率13. 1% ～16. 3%，具（Ⅲ-Ⅳ級(jí)）嚴(yán)重-很嚴(yán)重自重濕陷。 地基土承載力特征值160 kPa。

1.2 特殊土（Q3eol）

馬蘭黃土：廣泛分布于評(píng)估區(qū)內(nèi)，顏色為淺黃色，質(zhì)地均一，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，遇水易崩解。 根據(jù)已有成果，其重度為11.78±0.82 kN／ m3，天然含水率4.952%±0.192%，液限的平均值為28.48%±2.18%，塑限平均值為18.92%±2.74%，內(nèi)聚力23.2 kPa，內(nèi)摩擦角25.1°±3.45°，密度2.108±0.082 g／ cm3，孔隙率52.52%±1.58%，濕陷系數(shù) δs＝0.016 ～0.065，自重濕陷系數(shù) δzs＝0.015～0.132，具有（Ⅲ-Ⅳ級(jí)）嚴(yán)重-很嚴(yán)重自重濕陷。 地基土承載力特征值120 kPa。

2 水文地質(zhì)特征

根據(jù)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)及水動(dòng)力特征，評(píng)估區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水，具體為蘭州斷陷盆地潛水。 地下水埋深大于20 m，含水層主要為斷陷盆地沉積的砂礫石層。 其補(bǔ)給條件較為復(fù)雜，主要有黃河入滲、河（溝）谷潛流側(cè)向補(bǔ)給、大氣降水、灌溉水、污水、溝谷地表水入滲補(bǔ)給，且人工開(kāi)采是其唯一的排泄途徑。 地下水富水性較好，水化學(xué)類型為HCO3－-Ca2＋、HCO3－-Ca2＋-Mg2＋或Cl－-SO42－-Na＋-Ca2＋-Mg2＋及Cl－-Na 型，礦化度在0.5～5.0 g ／ L，單井涌水量大于1 000 m3／ d。 對(duì)混凝土及鋼結(jié)構(gòu)具有一定的腐蝕性，但較微弱［2］。

3 工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境較為脆弱，自然地質(zhì)環(huán)境對(duì)人類工程活動(dòng)十分敏感，環(huán)境的改變可能引發(fā)一些災(zāi)害發(fā)生。 根據(jù)工程特點(diǎn)，工程建設(shè)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)在場(chǎng)地平整和基礎(chǔ)開(kāi)挖。 地質(zhì)災(zāi)害威脅對(duì)象主要為施工設(shè)備和人員，以及擬建工程。

3.1 場(chǎng)地平整可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

本項(xiàng)目擬建物主要為房屋建筑，擬建場(chǎng)地自然高程1 622～1 660 m，設(shè)計(jì)地面標(biāo)高為1 625 ～1 600 m，場(chǎng)地局部高低不平，需進(jìn)行局部整平。 其中評(píng)估區(qū)南側(cè)場(chǎng)地平整高度為0 ～3 m，北側(cè)場(chǎng)地平整高度為0～8 m，會(huì)形成高陡斜坡，以及場(chǎng)地內(nèi)巖土體主要為馬蘭黃土，其節(jié)理裂隙發(fā)育，場(chǎng)地平整時(shí)會(huì)使其結(jié)構(gòu)破壞，引起應(yīng)力重分布或應(yīng)力集中效應(yīng)，易發(fā)生局部崩塌、滑坡，所以場(chǎng)地平整引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大［3］。 由于南側(cè)場(chǎng)地平整高度小，巖土體自身結(jié)構(gòu)破壞后多會(huì)發(fā)生土溜及掉塊，可能造成的損失?。槐眰?cè)由于場(chǎng)地平整高度大，發(fā)生災(zāi)害易造成較大損失，考慮到場(chǎng)地平整時(shí)以機(jī)械開(kāi)挖為主，主要威脅到挖掘機(jī)和裝載機(jī)，會(huì)對(duì)機(jī)械造成局部損壞，以及施工人員3～5 人，設(shè)備1～2 臺(tái)，經(jīng)濟(jì)損失在100 萬(wàn)內(nèi)，可能造成的損失小，預(yù)測(cè)危險(xiǎn)性小。

3.2 基坑開(kāi)挖引發(fā)崩塌、滑坡災(zāi)害的危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

本項(xiàng)目擬建物主要為房屋建筑，其中15F 以上高層建筑物基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，2 ～4F 建筑物基礎(chǔ)采用淺基礎(chǔ)，建筑物底下部分分布有1 ～2F 地下室，其基坑最大開(kāi)挖深度4～8 m。 場(chǎng)地內(nèi)巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節(jié)理裂隙發(fā)育，基坑開(kāi)挖時(shí)坑壁處的馬蘭黃土原有的應(yīng)力平衡遭到破壞，引起應(yīng)力重新分布或應(yīng)力集中等效應(yīng)，再加上施工機(jī)械產(chǎn)生震動(dòng)、加載、降水、地震等外力作用下有可能失穩(wěn)引發(fā)局部崩塌，以及基坑開(kāi)挖深度較大，因此基坑開(kāi)挖引發(fā)崩塌、滑坡災(zāi)害的可能性較大，主要威脅對(duì)象為挖掘機(jī)和作業(yè)人員，威脅人5 ～8 人，施工設(shè)備2～3 臺(tái)，可能造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約為200萬(wàn)元，可能造成的損失中等，預(yù)測(cè)危險(xiǎn)性中等。

4 工程建設(shè)加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

評(píng)估區(qū)與擬建工程有關(guān)的主要是不穩(wěn)定斜坡和黃土濕陷，擬建物建設(shè)主要為房屋建筑。 對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響分析如下：

4.1 工程建設(shè)加劇不穩(wěn)定斜坡的危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

擬建工程沿不穩(wěn)定斜坡坡頂、坡腳布設(shè)，直接受不穩(wěn)定斜坡的威脅，工程建設(shè)可能會(huì)加劇不穩(wěn)定斜坡，具體危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)如下。

X1 不穩(wěn)定斜坡呈近直立狀，組成不穩(wěn)定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節(jié)理裂隙發(fā)育，受擾動(dòng)易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，擬建物施工時(shí)會(huì)對(duì)X1 不穩(wěn)定斜坡有加載作用，以及施工時(shí)的機(jī)械振動(dòng)、建筑材料堆積等都會(huì)對(duì)不穩(wěn)定斜坡有加載作用，工程建設(shè)加劇X1 不穩(wěn)定斜坡的可能性較大。 可能造成的經(jīng)濟(jì)約300 萬(wàn)，可能造成的損失中等，危險(xiǎn)性中等。

X2 不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性較差，組成不穩(wěn)定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節(jié)理裂隙發(fā)育，擬建物施工時(shí)會(huì)對(duì)X2 不穩(wěn)定斜坡坡腳有開(kāi)挖擾動(dòng)現(xiàn)象，斜坡坡腳開(kāi)挖后會(huì)使不穩(wěn)定斜坡相對(duì)高度增加，以及對(duì)坡頂?shù)募虞d振動(dòng)作用，都可能會(huì)加劇不穩(wěn)定斜坡局部地段的變形，所以工程建設(shè)加劇X2 不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)的可能性較大。 可能造成的經(jīng)濟(jì)約400 萬(wàn)，可能造成的損失中等，危險(xiǎn)性中等［4］。

X3 不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性較差，組成不穩(wěn)定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節(jié)理裂隙發(fā)育，擬建物施工時(shí)會(huì)對(duì)X3 不穩(wěn)定斜坡坡腳有開(kāi)挖擾動(dòng)現(xiàn)象，斜坡坡腳開(kāi)挖后會(huì)使不穩(wěn)定斜坡相對(duì)高度增加，以及對(duì)坡頂?shù)募虞d振動(dòng)作用，都可能會(huì)加劇不穩(wěn)定斜坡局部地段的變形，所以工程建設(shè)加劇X3 不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)的可能性較大。 可能造成的經(jīng)濟(jì)約400 萬(wàn)，可能造成的損失中等，危險(xiǎn)性中等。

X4 不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性較差，組成不穩(wěn)定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節(jié)理裂隙發(fā)育，擬建物施工時(shí)會(huì)對(duì)X4 不穩(wěn)定斜坡有加載作用，以及施工時(shí)的機(jī)械振動(dòng)、建筑材料堆積等都會(huì)對(duì)不穩(wěn)定斜坡有加載作用，工程建設(shè)加劇X4 不穩(wěn)定斜坡的可能性較大。 可能造成的經(jīng)濟(jì)約300 萬(wàn)，可能造成的損失中等，危險(xiǎn)性中等。

4.2 工程建設(shè)加劇黃土濕陷的危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

評(píng)估區(qū)內(nèi)濕陷性土層主要為馬蘭黃土和黃土狀粉土，濕陷性土具有中等－嚴(yán)重自重濕陷。 根據(jù)工程的特點(diǎn)，擬建物主要為房屋工程，在建筑地下會(huì)布設(shè)有用水管道，以及項(xiàng)目施工時(shí)可能形成局部低洼地形，并隨著近些年極端天氣的增多，突降大暴雨或者到雨季時(shí)，連續(xù)陰雨天氣，可能會(huì)加劇建設(shè)場(chǎng)地產(chǎn)生陷坑、陷穴，造成地基土下陷，威脅施工設(shè)備以及工程本身的安全，另外由于濕陷性土層的濕陷量及濕陷厚度較大，若對(duì)地基處理不當(dāng)，一旦發(fā)生黃土濕陷，可能引起擬建物基礎(chǔ)不均勻沉降、地面沉陷、裂縫等，所以建筑物施工加劇黃土濕陷的可能性大?？紤]到黃土濕陷為一種漸變過(guò)程，濕陷跡象較明顯易處理，所造成的損失主要為前提處理加固費(fèi)，可能造成的損失約90 萬(wàn)元，可能造成的損失小，預(yù)測(cè)危險(xiǎn)性中等。

5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估

根據(jù)上述評(píng)估原則、依據(jù)和方法，將評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害中等區(qū)，面積為2.02 km2。 現(xiàn)狀評(píng)估：區(qū)內(nèi)發(fā)育的X1、X2、X3 及X4 不穩(wěn)定斜坡發(fā)生災(zāi)害的可能性較大，可能造成的損失中等，危險(xiǎn)性中等。 黃土濕陷發(fā)生的可能性大，可能造成的損失小，危險(xiǎn)性中等。 預(yù)測(cè)評(píng)估認(rèn)為：基坑開(kāi)挖引發(fā)崩塌、滑坡的可能性較大，可能造成的損失較大，危險(xiǎn)性中等。 工程建設(shè)加劇X1、X2、X3 及X4 不穩(wěn)定斜坡發(fā)生災(zāi)害的可能性較大，可能造成的損失中等，危險(xiǎn)性中等。 工程建設(shè)加劇黃土濕陷的可能性大，可能造成的損失小，危險(xiǎn)性中等。 綜上，評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害中等區(qū)。

6 地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議

6.1 災(zāi)害點(diǎn)防治措施建議

（1） 不穩(wěn)定斜坡。 X1、X2、X3 及X4 不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行坡面防護(hù)，坡面可采用錨桿或錨索＋框架，坡腳修建擋土墻以及截排水工程等措施進(jìn)行治理，防止不穩(wěn)定斜坡對(duì)工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)造成危害。 工程措施實(shí)施前以監(jiān)測(cè)和立警示牌為主。 根據(jù)地形地貌、地層巖性條件設(shè)計(jì)安全合理的切坡坡率，并進(jìn)行專項(xiàng)勘查，在邊坡勘查和穩(wěn)定性計(jì)算的基礎(chǔ)上，委托具有地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)資質(zhì)的單位進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害設(shè)計(jì)、施工治理工作，在工程布置時(shí)應(yīng)留出安全距離，不得取土、開(kāi)挖坡腳，并按照施工設(shè)計(jì)自上而下開(kāi)挖，并作好坡頂坡面截排水工作，加強(qiáng)和完善排水系統(tǒng)。

（2）黃土濕陷。 ①地基處理消除或降低黃土濕陷性以滿足建筑物設(shè)計(jì)要求。 ②在綠化帶底下設(shè)排水廊道，地表設(shè)置截排水渠，并做好建筑物周圍及其基礎(chǔ)周圍的防排水措施；施工期間做到場(chǎng)地排水順暢。

6.2 建設(shè)過(guò)程中地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議

在工程建設(shè)期應(yīng)在4 處不穩(wěn)定斜坡部位設(shè)立安全警示標(biāo)志，防止崩塌、滑坡對(duì)場(chǎng)區(qū)工作人員及運(yùn)行車輛構(gòu)成危害。 基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，基坑邊坡應(yīng)設(shè)置合理的坡率，并采取臨時(shí)支護(hù)措施，防止崩塌的發(fā)生。 場(chǎng)地平整時(shí)盡量減少開(kāi)挖量及開(kāi)挖幅度，局部形成的挖方邊坡，應(yīng)采取支護(hù)措施。 工程建設(shè)中產(chǎn)生的大量棄渣棄土應(yīng)集中外運(yùn)處理，嚴(yán)禁堆放在場(chǎng)地內(nèi)。場(chǎng)地內(nèi)有厚度較大的濕陷性黃土，對(duì)地基處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范實(shí)施，并在擬建物周圍做好防排水措施，防止基礎(chǔ)下沉。 擬建場(chǎng)地設(shè)計(jì)有大量綠化帶，應(yīng)合理控制綠化水量，防止大量澆灌導(dǎo)致濕陷性土發(fā)生濕陷，而引起建筑物變形、沉降等。 施工過(guò)程中做好地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，確保工程安全運(yùn)營(yíng)。施工時(shí)應(yīng)做好基礎(chǔ)的防水措施，如設(shè)置排水溝等措施，避免大量施工用水或降水入滲，出現(xiàn)大面積、長(zhǎng)時(shí)間浸泡的現(xiàn)象，以致引發(fā)黃土濕陷災(zāi)害。