廣州南站商務(wù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題及其主控因素分析

陳欣欣

(廣州市地質(zhì)調(diào)查院,廣東 廣州510440)

1 研究區(qū)概況

廣州南站商務(wù)區(qū)位于廣州市番禺區(qū)西北部石壁街,地處廣佛都市圈的地理中心,規(guī)劃總用地面積約36.2km2。規(guī)劃范圍北至濱河路和東新高速公路交接處,南至沙灣象駿中心,西起陳村水道,東至新105 國道。研究區(qū)行政區(qū)隸屬番禺區(qū),區(qū)內(nèi)多條高鐵等軌道快線,東新高速公路南北穿越研究區(qū),可快速接駁各大高速路網(wǎng)；另外,目前尚有及規(guī)劃多條地鐵線路經(jīng)過,交通極為便利。

2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題

2.1 主要地質(zhì)環(huán)境問題

2.1.1 研究區(qū)以沖積平原地貌為主,地面高程低于珠江潮最高洪水水位,特大洪水或大潮期間存在被水淹的風(fēng)險。

2.1.2 研究區(qū)分布人工填土、淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層,有可液化砂土分布。

人工填土主要分布于地表,多呈松散狀,部分稍壓實,密實度差異大,層厚差異較大,容易造成地面沉降地質(zhì)災(zāi)害。軟弱土層天然含水率高(均大于液限),孔隙比大,壓縮性高,強度低,滲透系數(shù)小,具流變性,對樁基有負(fù)摩阻力的不良作用,且在地震力作用下,存在震陷可能性；研究區(qū)內(nèi)可液化砂土有飽和淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)中砂、粉細(xì)砂、中粗砂分布。

2.1.3 軟弱夾層

研究區(qū)隱伏分布白堊系碎屑巖,風(fēng)化不均,微風(fēng)化層中夾中- 強風(fēng)化層,形成軟弱夾層,這些軟弱夾層遇水軟化、失水易干裂,強度會大幅度降低；同時其穩(wěn)固性較差,長時間暴露失水后將產(chǎn)生干裂現(xiàn)象。該類巖體在地鐵或其它地下工程開挖過程中若遇到突水流砂無法及時堵漏止水,再加上紅層軟弱巖結(jié)構(gòu)受擾動,潛在形成巖體結(jié)構(gòu)失穩(wěn),造成地表地面沉降變形,嚴(yán)重則可能導(dǎo)致地面塌陷[1]。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

研究區(qū)低丘分布,人類工程活動形成了人工邊坡,以土質(zhì)為主,少部分為強風(fēng)化巖質(zhì),坡面巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育。邊坡高度多在10～25m,少數(shù)坡高30～50m 以上,坡度50～75°。坡面多數(shù)裸露,少數(shù)長有植被。邊坡未多做坡面支護,穩(wěn)定性不高,如遇長時間大暴雨等,可發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

研究區(qū)內(nèi)在冊地質(zhì)災(zāi)害1 處,位于沙灣鎮(zhèn)古壩東村大松崗,為崩塌地質(zhì)災(zāi)害點,該處為人工取土形成的邊坡,坡高15～25m,坡向南,坡度60～80°,邊坡巖性由早白堊世泥巖和粉砂巖構(gòu)成,坡面裸露,邊坡巖石較破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,為不穩(wěn)定邊坡。該邊坡2011 年曾發(fā)生過崩塌地質(zhì)災(zāi)害,未造成人員傷亡。距邊坡20m 范圍內(nèi)建有廠房,其中最近處僅4m(圖1)。遇強降雨該邊坡可能發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

圖1 沙灣古壩東村大松崗崩塌地質(zhì)災(zāi)害點

3 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題主控因素

3.1 氣象水文

研究區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,氣候溫暖潮濕,夏炎冬暖,降水豐沛。工作區(qū)日照充足,終年氣溫較高,年平均氣溫21.7～22.6℃。全年最冷月為1 月,最熱為7～8 月。雨量充沛,隨季節(jié)變化明顯,降雨與高溫季節(jié)同步,屬典型的雨同期。4～10月為雨季,其中4～6 月為前汛期,占年雨量的42%左右,以鋒面降水為主；7～10 月為后汛期,占年雨量的48%左右,以臺風(fēng)雨為主。11 月分至翌年3 月為干季,降水相對稀少,降雨量僅占全年的10%,日降雨量＜50mm(圖2)。高溫強降雨天氣對工程建設(shè)具一定的不良影響[2]。

圖2 廣州市番禺區(qū)月氣溫降水統(tǒng)計(1981-2010 年)

番禺區(qū)屬珠江三角洲入海流域,屬中國南方豐水地區(qū),河網(wǎng)縱橫,均為珠江水系。有珠江干支流約17 條,總長約250.37km,多自西北流向東南。干支流均屬平原河流,水流平緩,潮汐明顯,潮差平均為2.4m。

研究區(qū)內(nèi)主要河流有陳村水道(北段為大石水道)、屏山河、幸福涌和龍灣涌等,以及多條小河涌及眾多水塘。區(qū)內(nèi)有棋盤狀分布的魚塘及人工改造修筑的河涌,其水位及水量與鄰近的珠江潮汐直接相關(guān)。

3.2 地形地貌

研究區(qū)分布有三角洲平原和低丘臺地兩種地貌形態(tài),以三角洲平原地貌為主,在北東部及南部有少數(shù)低丘臺地分布[3]。三角洲平原區(qū)域地形平坦,地勢開闊[4]?，F(xiàn)有地面標(biāo)高1.93～7.78m(85 國家高程),面積約22.7km2,占比約93.1%；低丘臺地區(qū)域面積約2.5km2,占比約6.9%,其低丘頂峰高度介于50～100m,山坡坡度25～36°,植被覆蓋率高,自然斜坡保留較好。研究區(qū)地面高程多為4.7～7.0m(珠江基面),地面高程低于珠江潮最高洪水水位,洪水或大潮期間易被水淹,區(qū)內(nèi)工程建設(shè)應(yīng)充分考慮珠江潮洪水的影響,采取適當(dāng)?shù)拇胧╊A(yù)防潮洪水對工程建設(shè)的不利影響。

3.3 工程地質(zhì)

3.3.1 土體工程地質(zhì)

松散土體分布于沖積平原區(qū)表層,包括特殊性土、砂土、粘性土、殘積土。

研究區(qū)的特殊土層主要包括人工填土、軟土。人工填土分布于地表層,主要由表層耕植土和素填土組成。軟土包括淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)砂,為第四系沖積層的組成部分。砂土包括第四系沖積層粉、細(xì)砂、中粗砂。

粘性土包括第四系沖積層粉質(zhì)粘土、粘土。粉質(zhì)黏土含少量砂粒,可塑狀,局部為軟塑狀或硬塑狀,平均厚度3.12m。黏土為可塑狀態(tài),含少量粉粒和砂粒,黏性強,質(zhì)純,局部含少量中細(xì)砂團塊,斷續(xù)分布,平均厚度2.47m。

殘積層(Qel)分為粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)粘性土。粉質(zhì)黏土呈可塑～硬塑狀,含少量粉細(xì)砂,為碎屑巖風(fēng)化殘積而成,平均層厚2.75m。砂質(zhì)黏性土呈硬塑狀態(tài),遇水易崩解,為變質(zhì)巖、侵入巖風(fēng)化殘積而成,平均層厚3.34m。

3.3.2 巖體工程地質(zhì)

根據(jù)巖土體地質(zhì)時代、成因類型、巖性特征、結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)等,可將工作區(qū)內(nèi)巖體劃分為4 類。紅層碎屑巖巖性組在地表殘丘零星出露,部分砂礫巖、石英砂巖巖質(zhì)較堅硬,泥質(zhì)粉砂巖巖質(zhì)較軟,浸水易軟化,揭露后易風(fēng)化碎裂?；旌蠋r- 片麻巖巖性組在研究區(qū)內(nèi)未出露,局部有隱伏分布。侵入巖巖性組分布于研究區(qū)北部及區(qū)外弱東部丘陵地帶[5]。特殊巖性組-含膏鹽紅層碎屑巖巖性組在地表無出露,隱伏分布于研究區(qū)中西部區(qū)域,巖石抗壓強度均較低,浸水易軟化,揭露后易風(fēng)化碎裂。

3.4 人類工程活動

研究區(qū)人類工程活動強烈,工程主要有高鐵車站場、高速鐵路、高速公路、地下鐵路、城市主干道、次干道、已建成和正在興建的商務(wù)區(qū)、服務(wù)區(qū)建筑等。局部人類工程活動改變了原有的地形地貌和地面形態(tài)[6],部分地下工程建設(shè)也改變了淺部地下水的流場和徑流途徑[7]。

按照高鐵樞紐全程發(fā)展規(guī)律和相對集中、聯(lián)動發(fā)展要求,基于地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,南站地區(qū)將著力構(gòu)建總部經(jīng)濟與商務(wù)服務(wù)、總部經(jīng)濟與專業(yè)服務(wù)、生物醫(yī)藥與健康、人工智能與高端裝備、新一代信息技術(shù)、嶺南文化創(chuàng)意等六大產(chǎn)業(yè)組團(圖3)。目前,廣州南站商務(wù)區(qū)舊村改造勢頭強勁,工程建設(shè)正如火如荼地進行。

圖3 廣州南站商務(wù)區(qū)發(fā)展規(guī)劃圖(據(jù)《廣州南站地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》)

4 結(jié)論和建議

廣州南站商務(wù)區(qū)主要存在的地質(zhì)問題包括軟弱土層、軟弱夾層廣泛分布,存在不穩(wěn)定人工邊坡等,地質(zhì)環(huán)境問題的主控因素氣象水文、地形地貌、工程地質(zhì)、人類工程活動等。

通過正確認(rèn)識城市建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境相互作用的關(guān)系,才能更好地服務(wù)于廣州南站商務(wù)區(qū)的建設(shè),促進廣州南站地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展。