九江城西港區(qū)鐵路專用線建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

洪波羅

摘要：本文通過對九江城西港區(qū)鐵路專用線進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，對擬建工程的適宜性做出評價，為擬建工程防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)，以減少災(zāi)害損失，保障人民生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：鐵路；地質(zhì)災(zāi)害；危險性評估；防治措施

1.工程概述

九江城西港區(qū)鐵路專用線位于九江市城西港區(qū)，擬建項目占地面積84.6470hm2。

根據(jù)《九江市城西港區(qū)鐵路專用線工程可行性研究報告》優(yōu)選閘外方案即專用線自沙潯線K5+600引出，與既有沙潯線并行300m后跨越新開河，下穿九瑞大道后與214專用線并行300m后折向西北，跨越城防堤、新開河，下穿港城大道延伸線折向西，跨越永安大堤后與港城大道向西并行3.4km，以半徑350m的反向曲線繞避官湖路后，在春江路北側(cè)與之并行4.7km至保稅區(qū)作業(yè)區(qū)，線路全長11.344km。專用線在CK1+446處與新開河堤壩交叉，交叉處的鐵路軌面標(biāo)高為24.87m，堤壩壩頂標(biāo)高為20.0m，不能滿足鐵路凈空要求，需對道路進(jìn)行改移，改移長度為300m。專用線在CK2+017處與港城大道交叉，道路全長1.800km，橋長1395m。

本工程建筑規(guī)劃布局因地制宜，充分利用周邊環(huán)境，以達(dá)到環(huán)境優(yōu)美和最大限度地保持或減少對自然環(huán)境破壞的目的。

2.區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)位于贛西北上地幔凹陷區(qū)和鄱陽湖盆上地幔隆起區(qū)之間的深層構(gòu)造變異帶上。晚第三紀(jì)末，本區(qū)開始進(jìn)入第四紀(jì)時期的新構(gòu)造運動發(fā)展期，地殼運動以差異升降運動為主，廬山、沙河—瑞昌一帶的山地、丘陵和崗地，總體趨勢以抬升為主，廬山山體受東、西兩側(cè)斷裂構(gòu)造夾持，在燕山運動的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強烈抬升，形成斷塊山，是本區(qū)域抬升最強烈的地段。

擬建工程位于瑞昌—武寧—銅鼓斷裂東側(cè)約10km處，九江—靖安活動性斷裂西側(cè)約5.5km處，瑞昌—星子—鷹潭斷裂北東側(cè)約16km處，區(qū)域穩(wěn)定性差。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306—2015）》，本區(qū)區(qū)域地震基本烈度為Ⅵ度，地震動參數(shù)0.05g。屬于工程建設(shè)抗震設(shè)防區(qū)域。

3.地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

3.1地質(zhì)災(zāi)害（隱患）類型及特征

本次調(diào)查，現(xiàn)狀條件下，評估區(qū)目前未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，本次地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估，主要是針對評估區(qū)崩塌滑坡危險性、泥石流易發(fā)性、巖溶地面塌陷易發(fā)性等進(jìn)行分析評價，并對已發(fā)生或可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行危險性評估。

3.2地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

（1）崩塌、滑坡現(xiàn)狀及自然斜坡穩(wěn)定性

評估區(qū)主要位于長江一級階地，次為賽湖濱湖平原及長江二級階地，地勢開闊平坦，主要為農(nóng)田和村莊。評估區(qū)內(nèi)目前未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)總體地勢比較平緩，周邊沒有對擬建區(qū)有影響的高陡自然斜坡。擬建區(qū)地面坡度1°～5°，植被發(fā)育。自然狀態(tài)下，自然斜坡穩(wěn)定性好。

（2）泥石流易發(fā)性

評估區(qū)地貌類型主要為長江一級階地，賽湖濱湖平原及長江二級階地區(qū)內(nèi)地勢平坦，谷底平緩，匯水面積小，溝中無積水或堵塞現(xiàn)象，溝口無泥石流堆積物。溝谷兩側(cè)斜坡穩(wěn)定且坡面植被發(fā)育，現(xiàn)已基本為城市建設(shè)區(qū)。自然狀態(tài)下，發(fā)生泥石流災(zāi)害的可能性小。

（3）地面塌陷易發(fā)性

評估區(qū)處賽湖向斜，評估區(qū)西部及擬建區(qū)西部（AK6+ 000～AK11+344.12）下伏基巖為三疊系碳酸鹽巖，為覆蓋型巖溶分布區(qū)。自然條件下，評估區(qū)及其周邊未發(fā)生巖溶地面塌陷。

根據(jù)巖溶地面塌陷易發(fā)程度量化評價標(biāo)準(zhǔn)表（表1），結(jié)合本區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件進(jìn)行量化分析（表2），得分25分，評估區(qū)西部及擬建區(qū)西部（AK6+000～AK11+344.12）屬巖溶地面塌陷易發(fā)區(qū)。在疏排地下水、削方、加載、機械振動及地震等情況下，發(fā)生巖溶地面塌陷的可能性大。

評估區(qū)東部及擬建區(qū)東部（AK0+000～AK6+000）下伏為古近系新余組紅色碎屑巖分布區(qū)。該區(qū)域紅色碎屑巖巖層厚度較小，且?guī)r性為砂礫巖、灰質(zhì)礫巖，局部具可溶性。下伏碳酸鹽巖可能出現(xiàn)“開天窗”現(xiàn)象，以及工程施工中疏排地下水、削方、加載、地震等情況下，存在局部發(fā)生巖溶地面塌陷的可能性，為巖溶地面塌陷低易發(fā)區(qū)。

擬建區(qū)及其附近沒有坑采礦山，無地下采空區(qū)分布，也沒有人防工程硐室，不具備發(fā)生采空地面塌陷的條件。

3.3洪水

鐵路路面設(shè)計標(biāo)高為16.432m～24.893m（黃海高程），1998年長江最高洪水位標(biāo)高為23.03m（吳松高程），賽湖最高洪水位21.69（吳松高程），九瑞地區(qū)吳松高程比黃海高程高約1.78m。AK02 + 400—AK06 + 000設(shè)計路面標(biāo)高16.432m～20.827m、AK09+650—AK11+344.12設(shè)計路面標(biāo)高16.627m～21.027m。因此上述路段設(shè)計路面標(biāo)高低于擬建鐵路附近的長江或賽湖最高湖水位，易遭受洪水淹沒。故汛期應(yīng)加強長江大堤穩(wěn)定性監(jiān)察。

3.4長江岸坡穩(wěn)定性

評估區(qū)北部主要位于長江一級階地，地面標(biāo)高10.67m～27.13m，地形坡度1°～5°。堤外高河漫灘寬約10m～ 20m，長江岸坡水上部分坡度為3°～6°，水下部分約18°左右。

評估區(qū)北側(cè)長江大堤堤頂高程25.39m，堤頂寬8m，迎水面坡度約16°，背水面坡度35°左右。長江大堤在迎水面采用砼預(yù)制塊護(hù)坡，背水面設(shè)置二級坡，中間平臺寬6m。1998年長江流域遭遇特大洪水后，當(dāng)?shù)卣畬υ摱伍L江大堤進(jìn)行了除險加固，主要為混凝土心墻、砼預(yù)制塊護(hù)面等，現(xiàn)防洪堤是按抵御百年一遇的特大洪水設(shè)計施工。

據(jù)擬建鐵路AK4西南處0.1km處的《九江旭陽雷迪高科技股份有限公司三期工程（城西港廠區(qū)）巖土工程勘察報告》，擬建區(qū)附近長江岸坡第四系沖積層自上而下有：①粉質(zhì)粘土，厚度0.60m～5.0m；②淤泥質(zhì)土，厚度3.80m～14.90m；③細(xì)砂，厚度3.0m～14.7m；④淤泥質(zhì)土，厚度1.50m～14.00m；⑤細(xì)砂，厚度0.20m～7.30m；⑥粗砂，厚度0.50m～7.00m。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層工程特性差，屬軟弱土層。粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土力學(xué)性質(zhì)較差，抗江水侵蝕能力弱，易遭受侵蝕，屬易沖刷土質(zhì)岸。江岸易于被侵蝕產(chǎn)生崩岸，自然岸坡穩(wěn)定性差，應(yīng)加強岸坡的防護(hù)及監(jiān)測。

另外，九江長江防洪大堤4—5#閘口處在1998年特大洪水期間曾發(fā)生管涌現(xiàn)象。擬建區(qū)北側(cè)長江岸坡地層巖性和結(jié)構(gòu)與之相似，長江汛期洪水位局部高于擬建場地地面標(biāo)高，洪水可沿長江大堤底部砂層向堤內(nèi)滲透，進(jìn)而可能發(fā)生管涌現(xiàn)象，導(dǎo)致堤基變形。汛期應(yīng)加強大堤穩(wěn)定性監(jiān)察。

3.5賽城湖堤岸邊坡穩(wěn)定性

評估區(qū)南部為賽城湖湖濱平原，現(xiàn)賽城湖泥面高程約為11.3m～13.5m，陸域八賽隔堤堤頂高程21.50m～22.70m。據(jù)擬建鐵路起點南部1.4km處的《九江市八里湖新區(qū)沙閻路閘橋工程初步設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察報告》，地下水位埋深0.20m～4.70m。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層工程特性差，屬軟弱土層。粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土力學(xué)性質(zhì)較差，抗湖水侵蝕能力弱，易遭受侵蝕，屬易沖刷土質(zhì)岸。同時，擬建鐵路線南部東西兩側(cè)均為湖泊，地下水位較高，雖地基土滲透性呈微～弱透水性，但基礎(chǔ)施工時加強排水工作仍是必要的。

3.6現(xiàn)狀評估結(jié)論

綜上所述，評估區(qū)內(nèi)目前未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，區(qū)內(nèi)自然斜坡穩(wěn)定性好。擬建區(qū)溝谷不甚發(fā)育，自然狀態(tài)下，發(fā)生泥石流災(zāi)害的可能性小。擬建區(qū)西部為覆蓋型巖溶分布區(qū)，經(jīng)量化評估，本區(qū)屬巖溶地面塌陷易發(fā)區(qū)。在疏排地下水、削方、加載、機械振動及地震等情況下，發(fā)生巖溶地面塌陷的可能性大；擬建區(qū)東部為古近系紅層分布區(qū)，巖溶發(fā)育程度較弱，本區(qū)屬巖溶地面塌陷低易發(fā)區(qū)。下伏碳酸鹽巖可能出現(xiàn)“開天窗”現(xiàn)象，以及工程施工中疏排地下水、削方、加載、地震等情況下，存在局部發(fā)生巖溶地面塌陷的可能性。擬建區(qū)無地下采空區(qū)分布，也沒有人防工程硐室，不具備發(fā)生采空地面塌陷的條件。

AK02+400—AK06+000及AK09+650—AK11+344.12設(shè)計路面標(biāo)高低于擬建鐵路附近的長江或賽湖最高湖水位，易遭受洪水淹沒。故汛期應(yīng)加強長江大堤穩(wěn)定性監(jiān)察。

4.地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

經(jīng)預(yù)測評估，擬建鐵路主要布設(shè)于長江一級階地，次為塞湖湖濱平原及長江二級階地。鐵路建設(shè)需大量挖填方，全線填方路段共9段，切方段1段，將在擬建鐵路東南側(cè)形成少量臨時挖方邊坡，邊坡高度一般小于2.5m，邊坡穩(wěn)定性較好。其中，挖（土石）方2.581萬立方米，填方（壓實）9.188萬立方米，填料部分來自于挖方區(qū)。由于填方量大于挖方量。需在場地外取土，設(shè)計取土場位于區(qū)外（可研報告尚未明確具體取土場位置）。

工程建設(shè)過程中，取土、棄土?xí)茐淖匀画h(huán)境，誘發(fā)崩塌、滑坡、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害。應(yīng)及時綠化和設(shè)置必要的防護(hù)設(shè)施，恢復(fù)植被或覆土造地。

擬建區(qū)軟土廣泛分布，屬不良地質(zhì)土體，易受地震震動產(chǎn)生液化而降低地基強度，不宜作建筑物基礎(chǔ)持力層。

沿線共有2座特大橋，2座中橋，2座小橋。橋址工程地質(zhì)條件復(fù)雜。橋梁在橋基開挖過程中，應(yīng)加強巖溶勘察，查清橋位區(qū)巖溶發(fā)育特征，并對溶洞進(jìn)行處理和采用嵌巖樁基礎(chǔ)，避免建橋中及今后鐵路運營中誘發(fā)巖溶地面塌陷。橋梁跨越區(qū)為平原區(qū)，不存在發(fā)生泥石流的可能。

擬建鐵路穿越覆蓋型碳酸鹽巖分布區(qū)基本位于城門山銅礦疏干漏斗影響半徑范圍內(nèi)，存在誘發(fā)巖溶地面塌陷、地裂縫、地面沉降的可能。擬建區(qū)屬巖溶地面塌陷易發(fā)區(qū)。因此擬建工程建設(shè)過程中的加載、機械振動、抽排巖溶地下水及地震等均可能誘發(fā)巖溶地面塌陷。

5.防治措施

（1）工程建設(shè)設(shè)計前，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的巖土工程勘察，查明擬建場地范圍內(nèi)地基巖土體巖性、厚度和物理力學(xué)性質(zhì)等巖土工程地質(zhì)條件。尤其要查明場地灰?guī)r巖溶發(fā)育特征及分布規(guī)律。同時，應(yīng)查明軟弱土、可液化砂土、溶洞等空間分布和物理力學(xué)性質(zhì)，地下水水位埋深，采取適合的基礎(chǔ)形式，防止建筑物基礎(chǔ)不均勻沉陷或塌陷。

（2）填方區(qū)應(yīng)控制填土質(zhì)量，分層夯實，密實度應(yīng)達(dá)到有關(guān)施工規(guī)范要求，且填土層不宜作建筑物地基持力層。構(gòu)（建）筑物應(yīng)置于符合要求的持力層之中，并采取防塌陷的基礎(chǔ)。填挖方交接處施工應(yīng)注意防止因填挖差異而引起路基變形。臨時挖方邊坡按嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范施工和采取相應(yīng)的邊坡防護(hù)措施，保障擬建工程施工安全。軟土分布區(qū)應(yīng)進(jìn)行清淤換填或拋石碾壓擠淤處理，防止路基發(fā)生下沉或滑移。工程勘察鉆孔應(yīng)及時封孔，防止汛期誘發(fā)管涌現(xiàn)象。

（3）工程施工期間應(yīng)進(jìn)行全面監(jiān)測，包括軟土地基沉降，施工過程中的加載、機械振動和城門山銅礦疏干影響等可能誘發(fā)巖溶地面塌陷。為避免擬建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，獨立構(gòu)筑物盡量采取同一種基礎(chǔ)型式、同一個持力層。如選擇不同的基礎(chǔ)型式或不同的基礎(chǔ)持力層時易產(chǎn)生不均勻沉降問題。若選擇不同巖土層作持力層，設(shè)計對擬建筑物應(yīng)設(shè)沉降縫，并且設(shè)計根據(jù)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載大小或偏心距荷載適當(dāng)擴(kuò)大部分基礎(chǔ)底面積，或進(jìn)行樁長、樁徑、樁間距的優(yōu)化措施，同時施工期間加強沉降觀測。擬建區(qū)及附近1km范圍內(nèi)不宜抽排巖溶水，防止誘發(fā)巖溶地面塌陷。

6.結(jié)論

評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件為復(fù)雜類型，擬建工程屬重要建設(shè)項目，本建設(shè)項目地質(zhì)災(zāi)害危險性評估等級為一級。自然狀態(tài)下，擬建場地遭受崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害危害的可能性較小。擬建區(qū)西部（Ⅰ級分區(qū)）為隱伏灰?guī)r區(qū)屬巖溶地面塌陷易發(fā)區(qū)及東南部軟土區(qū)，擬建區(qū)東部（Ⅱ級分區(qū)）為隱伏紅色碎屑巖區(qū)屬巖溶地面塌陷低易發(fā)區(qū)。擬建區(qū)及周邊無地下采空區(qū)和硐室，區(qū)內(nèi)不具備發(fā)生采空地面塌陷的條件。填方地基局部填土厚度較大且沿線廣泛分布有淤泥質(zhì)軟土，存在發(fā)生不均勻沉降和滑移的可能；臨時性人工開挖邊坡在按相關(guān)施工和采取護(hù)坡等條件下發(fā)生崩塌、滑坡的可能性較?。粩M建區(qū)西部屬巖溶地面塌陷易發(fā)區(qū)，擬建工程施工過程中的加載、機械振動、抽排巖溶地下水及地震等均可能誘發(fā)巖溶地面塌陷的發(fā)生。填方路堤邊坡按設(shè)計要求進(jìn)行壓實填方及護(hù)坡。評估結(jié)果表明，建設(shè)單位在工程建設(shè)前或建設(shè)過程中對有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行科學(xué)防治后，擬建場地基本適宜本工程建設(shè)。

總體評價，擬建場地基本適宜本工程建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]（DZ/T0286-2015）地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)范[S]. 2015.

[2]九江城西港區(qū)鐵路專用線工程可行性研究[R].中鐵上海設(shè)計院集團(tuán)有限公司， 2018， 9.