林口縣煙草水源工程建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估

周學(xué)雷

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

1 工程概況

林口縣煙草水源工程由三部分組成：第一部分為水庫(kù)，位于大馬當(dāng)河上游，水庫(kù)分為上、下兩個(gè)壩址，上、下壩址間距為3km，壩型為混凝土溢流壩，設(shè)計(jì)庫(kù)容13.41萬(wàn)m3，為小型供水水源地。第二部分為隧洞，上壩址隧洞長(zhǎng)6.215km，下壩址隧洞長(zhǎng)5.028km，洞徑2.0m。第三部分為輸水管線，起點(diǎn)為隧洞出口，終點(diǎn)為林口縣凈水廠，長(zhǎng)度17.096km，管徑0.80m，引水流量1.0 m3/s，輸水管道輸水能力為326.4萬(wàn)m3(引水流量1.0 m3/s為依據(jù)進(jìn)行換算)。工程位置見(jiàn)圖1。

圖1 工程位置示意圖

2 環(huán)境地質(zhì)條件

2.1 氣象、水文及地形地貌

林口縣境內(nèi)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，在復(fù)雜地形影響下，形成了”冬季嚴(yán)寒少雪，春季少雨干旱，夏季降雨分段集中，并常伴有階段性的低溫和伏旱發(fā)生，多短時(shí)的局部暴雨、冰雹災(zāi)害，秋季涼爽，初霜偏早”的氣候特點(diǎn)。本區(qū)地處老爺嶺中部，北靠那丹哈達(dá)嶺南端，西傍張廣才嶺東麓，地勢(shì)呈西南高東北低的趨勢(shì)，海拔高程在150-660m，地形起伏較大。烏斯渾河由東南部流向西北部，牡丹江自南向北流經(jīng)本區(qū)。區(qū)內(nèi)低山縱橫，溝壑眾多，植被一般。地貌類型主要有侵蝕剝蝕低山丘陵、剝蝕堆積山前傾斜臺(tái)地、沖積堆積河漫灘。

2.2 地層巖性

本區(qū)出露的地層主要有下元古界麻山群-黑龍江群，古生界志留系、泥盆系、二迭系，中生界三疊系、侏羅系、白堊系，新生界第三系和第四系。在區(qū)域的中部，牡丹江以東的鍋盔山、大楚山一帶，分布有元古代侵入巖(γ2)，其巖性為花崗閃長(zhǎng)巖；華力西晚期花崗巖(γ43)主要分布于牡丹江以西的廣大地區(qū)。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域地殼穩(wěn)定性

本區(qū)位于老爺嶺中段，大地構(gòu)造單元屬老爺嶺地塊—佳木斯隆起帶—八面通隆起區(qū)。

大鍋盔斷裂37：為區(qū)域性大斷裂，走向NE，切割張廣才嶺期、印支期花崗巖及牡丹江巖石圈斷裂，為一剪性斷裂。

根據(jù)“中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖”(GB18306--2015)，區(qū)內(nèi)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，相當(dāng)于地震烈度值Ⅶ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好。

2.5 工程場(chǎng)區(qū)巖土體類型及工程地質(zhì)特征

工程區(qū)場(chǎng)地分為水庫(kù)區(qū),隧洞區(qū)，輸水管線區(qū)。水庫(kù)區(qū)位于低山丘陵之河谷區(qū)； 隧洞區(qū)位于低山丘陵；輸水管線位于低山丘陵、臺(tái)地及漫灘區(qū)。工程場(chǎng)地地形起伏較大。主要巖性為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育。表部巖體風(fēng)化程度較高，一般呈全風(fēng)化—強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，新鮮巖體巖芯硬脆，一般呈長(zhǎng)柱狀、柱狀、塊狀。部分基巖上部為強(qiáng)風(fēng)化，弱風(fēng)化單軸抗壓強(qiáng)度27-63MPa，地基承載力350-2000kPa。巖性主要為坡積和現(xiàn)代河流堆積的粉質(zhì)黏土和砂礫等。含砂低液限黏土，黃色，稍濕，可塑，無(wú)搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，屬于中低壓縮性，地基承載力120kPa。砂礫石，稍密—密實(shí)，飽水，地基承載力160-280kPa。

2.6 水文地質(zhì)條件

本區(qū)地下水分為漫灘區(qū)松散層孔隙潛水及基巖裂隙水兩類。漫灘區(qū)地下水為松散層孔隙潛水，含水層巖性為級(jí)配不良細(xì)礫、中礫及卵石混合土，為中等透水-強(qiáng)透水土體，地下水水化學(xué)類型為HCO3-- Ca2+，總礦化度116.11g/L-546.034g/L之間，總硬度在88.63 mg/L?；鶐r裂隙水分布于兩岸低山基巖裂隙中，受地形地貌、風(fēng)化程度、構(gòu)造發(fā)育的制約，含水層分布和富水性不均勻，豐水期補(bǔ)給主要靠大氣降水滲入，排泄于河谷松散層中。

2.7 人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

擬建林口縣煙草水源工程水庫(kù)區(qū)位于大馬當(dāng)河的上游；隧洞區(qū)位于低山區(qū)；輸水管線區(qū)位于低山丘陵、臺(tái)地及漫灘之間。水庫(kù)區(qū)主要是低山間的河谷；隧洞區(qū)主要是次生針闊混交林林地，植被覆蓋較好；輸水管線區(qū)地表主要為耕地。人類工程活動(dòng)主要以農(nóng)業(yè)耕種、植樹(shù)、林業(yè)養(yǎng)殖為主，人類工程活動(dòng)強(qiáng)度較弱，未見(jiàn)由于人類工程活動(dòng)而引起的不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，人類工程活動(dòng)對(duì)工程建設(shè)場(chǎng)地區(qū)無(wú)不良影響。

3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

3.1 地質(zhì)災(zāi)害類型的確定

評(píng)估區(qū)雖然地形起伏較大，但地層條件簡(jiǎn)單，人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響較輕微，不具備產(chǎn)生崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)條件；評(píng)估區(qū)地處地殼較穩(wěn)定區(qū)，無(wú)地下采礦，無(wú)巖溶地層發(fā)育，水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件較好，不具備發(fā)生地裂縫、地面沉降、地面塌陷的必要地質(zhì)條件要素。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)，確定該項(xiàng)目地基土標(biāo)準(zhǔn)凍深為2.2m。該地區(qū)凍土為季節(jié)性凍土，評(píng)估區(qū)內(nèi)分布廣泛。由于受氣候影響，地表土層隨季節(jié)呈周期性凍結(jié)、融化(冬季凍結(jié)、夏季融化)，一般情況下每年的11月中旬開(kāi)始凍結(jié)，翌年4月開(kāi)始融化，凍土凍融災(zāi)害具有凍脹性和融陷性，由于土的凍脹和在凍脹的作用下，攔河壩、輸水管線有一定影響，如能采取有效的防凍處理，對(duì)本工程危害程度小，現(xiàn)狀評(píng)估危險(xiǎn)性??；位于低山區(qū)的工程場(chǎng)址，山體表部植被條件較好，有集中地表定向流水地段易產(chǎn)生水土侵蝕(沖溝)現(xiàn)象；工程場(chǎng)址輸水管線區(qū)有多條小河經(jīng)過(guò)，水位上漲時(shí)坡體被淹，軟弱土體浸水后飽和軟化，導(dǎo)致斜坡后移；水位下降時(shí)，產(chǎn)生巨大的動(dòng)水壓力，也容易導(dǎo)致斜坡變形破壞。這種動(dòng)力活動(dòng)造成河流沿岸地帶坍塌災(zāi)害。

綜合分析林口縣煙草水源工程的工程特點(diǎn)和工程場(chǎng)地環(huán)境地質(zhì)條件，確定將凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌作為本次評(píng)估的評(píng)估要素。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

3.2.1 凍土凍融

該地區(qū)屬于季節(jié)性凍土區(qū)，本區(qū)最大凍結(jié)深度為2.00m，勘察場(chǎng)地中2.20m深度內(nèi)的土層為低液限黏土層，全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2011)，低液限黏土層符合W≤WP+2，其凍脹類別為弱凍脹土。建設(shè)工程在建設(shè)過(guò)程中及建成使用后，可能遭受表部土體季節(jié)凍土凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害的危害。擬建工程可能遭受季節(jié)性凍土凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性較小。

3.2.2 水土侵蝕(沖溝)

評(píng)估區(qū)由于人類的活動(dòng)影響，植被遭到破壞，地表在定向水流的作用下，形成了小規(guī)模的沖溝。地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀為對(duì)農(nóng)田、田間道路具有一定破壞作用，影響土地的平整。但其發(fā)展速度小、危害小，危險(xiǎn)性小。評(píng)估區(qū)-水庫(kù)區(qū)的上壩址庫(kù)區(qū)上游有多條沖溝，隧洞出口處有一條沖溝，但沖溝發(fā)展速度小，危害不大。

3.2.3 河岸坍塌

水位漲落也對(duì)災(zāi)害活動(dòng)具有激發(fā)作用，水位上漲時(shí)坡體被淹，軟弱土體浸水后飽和軟化，導(dǎo)致斜坡后移；水位下降時(shí)，產(chǎn)生巨大的動(dòng)水壓力，也容易導(dǎo)致斜坡變形破壞。這種動(dòng)力活動(dòng)是造成江河沿岸地帶崩塌(坍塌)災(zāi)害多發(fā)的原因之一。

工程區(qū)(輸水管線)河谷由第四系全新統(tǒng)沖積洪積物構(gòu)成。呈連續(xù)條帶狀分布于河床兩側(cè)，漫灘一般高出河床1m-2m。寬度一般30m-80m。由黏土、砂、礫石組成，結(jié)構(gòu)松散，汛期時(shí)水位上漲，河岸產(chǎn)生坍塌危害，對(duì)輸水管線有一定的危害，現(xiàn)狀評(píng)估危險(xiǎn)性小。

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

4.1 工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估是指工程建設(shè)可能誘發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估。依據(jù)工程項(xiàng)目類型，規(guī)模，預(yù)測(cè)工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，建設(shè)后對(duì)地質(zhì)環(huán)境的改變和影響，評(píng)價(jià)是否會(huì)誘發(fā)加劇地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度。

林口縣煙草水源工程輸水管線區(qū)開(kāi)挖后產(chǎn)生的殘土主要用來(lái)回填，施工產(chǎn)生的部分棄土在強(qiáng)降水等外動(dòng)力作用下也不會(huì)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。但為了保持水土和環(huán)境，還是應(yīng)該對(duì)棄渣進(jìn)行合理處理。綜上所述，林口縣煙草水源工程的建設(shè)誘發(fā)加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性小。

凍土凍融災(zāi)害僅對(duì)攔河壩有一定影響，隧洞進(jìn)出口開(kāi)挖可能對(duì)邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響，若按有關(guān)規(guī)程規(guī)范要求設(shè)計(jì)及施工，不會(huì)加劇其危害程度。

4.2 工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，且林口縣煙草水源工程場(chǎng)址地層條件簡(jiǎn)單，不具備產(chǎn)生崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)條件。

該地區(qū)屬于季節(jié)性凍土區(qū)，本區(qū)最大凍結(jié)深度為2.00m，勘察場(chǎng)地中2.00m深度內(nèi)的土層為低液限黏土層，全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2011)，低液限黏土層符合W≤WP+2，其凍脹類別為弱凍脹土。建設(shè)工程在建設(shè)過(guò)程中及建成使用后，可能遭受表部土體季節(jié)凍土凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害的危害。擬建工程可能遭受季節(jié)性凍土凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性較小。

評(píng)估區(qū)植被遭到破壞地段，在定向水流作用下容易產(chǎn)生地面侵蝕地質(zhì)災(zāi)害，但該災(zāi)害易于治理且不會(huì)對(duì)山頂上的擬建工程構(gòu)成威脅。所以水土侵蝕(沖溝)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性小。

在河岸產(chǎn)生坍塌的工程地段輸水管線埋深位于河床底部，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性小。

攔河壩壩肩、溢洪道邊坡、引水隧洞進(jìn)出口邊坡在施工開(kāi)挖時(shí)，可能存在邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，局部庫(kù)岸在庫(kù)水波浪作用下，可能產(chǎn)生局部崩塌破壞，但范圍和規(guī)模小，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估

5.1 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估原則

根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)范》DZ/T 0286-2015地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分級(jí)表的內(nèi)容，綜合分析區(qū)內(nèi)地形、地貌、水文氣象、植被、地質(zhì)環(huán)境等評(píng)價(jià)要素，以及地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及將來(lái)發(fā)育程度，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合評(píng)估。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分級(jí)考慮的因素概括如下：①地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件；②地質(zhì)災(zāi)害類型、分布發(fā)育特征、穩(wěn)定狀態(tài)及其對(duì)建設(shè)工程的危害程度；③地質(zhì)災(zāi)害在采取工程防治措施時(shí)的難易程度；④工程建設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中由于人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件的改變，引發(fā)或加劇原有的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)建設(shè)工程的危害程度。

5.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估

在充分考慮了評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件、災(zāi)害種類及對(duì)工程的危害損失程度、人類活動(dòng)的影響等因素，對(duì)工程建設(shè)用地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估。評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件簡(jiǎn)單，僅水土侵蝕現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害局部輕微發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估預(yù)測(cè)工程建設(shè)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性?。还こ探ㄔO(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要為凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌地質(zhì)災(zāi)害。水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌地質(zhì)災(zāi)害較易于采取工程措施進(jìn)行防治，地質(zhì)災(zāi)害對(duì)工程建設(shè)危害程度小，故將評(píng)估區(qū)總體確定為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)。

5.3 建設(shè)用地土地適宜性評(píng)估

工程建設(shè)場(chǎng)區(qū)為丘陵低山和山間臺(tái)地、漫灘，工程場(chǎng)址區(qū)內(nèi)巖土體工程地質(zhì)條件較好，凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌地質(zhì)災(zāi)害對(duì)輸水管線可能構(gòu)成一定的危害，但此類地質(zhì)災(zāi)害易于采取工程措施進(jìn)行防治，因此，該工程建設(shè)用地區(qū)土地適宜性為適宜[1-2]。

5.4 地質(zhì)災(zāi)害防治措施

工程建設(shè)要在巖土工程勘察的基礎(chǔ)上，確定表部巖土體的水土侵蝕等級(jí)，采取相應(yīng)的工程措施。

集中施工時(shí)的臨時(shí)棄渣。在防治措施上采取集中堆置，土堆下部用填土草袋攔擋，遇大風(fēng)大雨天氣用防雨布苫蓋。在大風(fēng)干燥的季節(jié)必要時(shí)采用灑水車進(jìn)行噴灑，防止風(fēng)蝕。施工結(jié)束后在風(fēng)塔基礎(chǔ)外圍空地，覆土綠化植草，使植被得到恢復(fù)。注意植被的保護(hù)，保持水土，避免產(chǎn)生地面水土侵蝕。

在現(xiàn)有的沖溝發(fā)育地段，應(yīng)對(duì)沖溝的溝源及沖溝兩岸進(jìn)行工程治理或根孽性強(qiáng)的植物覆蓋，保持沖溝附近的場(chǎng)地穩(wěn)定性，控制沖溝地朔源侵蝕的發(fā)展。

6 結(jié) 論

一是擬建林口縣煙草水源工程位于黑龍江省林口縣。評(píng)估區(qū)地處地殼較穩(wěn)定區(qū)，水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件較好，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度為中等、擬建工程為一般建設(shè)項(xiàng)目，因此確定本次評(píng)估工作為三級(jí)評(píng)估。二是評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害僅有水土侵蝕，其規(guī)模小、危險(xiǎn)性小。三是工程建設(shè)中誘發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性??；工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害為凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌。地面水土侵蝕易于采取工程措施進(jìn)行防治，危險(xiǎn)性小。四是經(jīng)綜合分析論證，評(píng)估區(qū)總體確定為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)。五是工程建設(shè)場(chǎng)區(qū)的土地適宜性為適宜。