某企業(yè)火工區(qū)搬遷建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估與防治建議

王振海，周之勛，劉 濤

(1.自然資源部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210018；2.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018；3.蘇源集團(tuán)江蘇房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，江蘇 南京 210000)

0 引言

為提升企業(yè)工作效率，加快企業(yè)發(fā)展，擬開展宜興某公司火工區(qū)搬遷建設(shè)項(xiàng)目。此工程位于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)[1-2]，由于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性和不確定性的特點(diǎn)[3]，為避免項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)或遭受地質(zhì)災(zāi)害，防患于未然[4-5]，需對(duì)本工程可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估，并提出相應(yīng)防治措施與建議。

1 工程概況和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估級(jí)別

1.1 工程概況

此工程用地面積約0.51 km2，評(píng)估區(qū)范圍為：山坡處自用地紅線外擴(kuò)至分水嶺，其他區(qū)域外擴(kuò)100 m，評(píng)估區(qū)總面積約0.72 km2。

擬建項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為廠房和辦公用房，無(wú)地下室，預(yù)計(jì)擬建工程基坑開挖深度小于3 m。由于項(xiàng)目位置地形起伏較大，需進(jìn)行場(chǎng)地平整，預(yù)計(jì)人工切坡可能形成5～20 m高差的邊坡。另外，項(xiàng)目建設(shè)無(wú)地下水開采計(jì)劃。

1.2 評(píng)估級(jí)別

擬用項(xiàng)目屬于重要建設(shè)項(xiàng)目，評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為中等類型，因此，評(píng)估級(jí)別確認(rèn)為一級(jí)[6]。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象水文

本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫和濕潤(rùn)，四季分明，多年平均氣溫為15.7 ℃，年均降水量為1 387.5 mm。

區(qū)域水系屬太湖流域的蠡河水系，評(píng)估區(qū)附近主要水體為南側(cè)的黃墅水庫(kù)，位于祝陵河的上游，1974年建成，總庫(kù)容425萬(wàn)m3，可灌溉善卷的農(nóng)田266.67 hm2。另外，評(píng)估區(qū)附近分布多個(gè)大小不一的水塘。

2.2 地形地貌

評(píng)估區(qū)地處低山丘陵區(qū)，地面高程為60～106 m，地形起伏較大，原始地貌坡度為5°～30°，地表植被茂盛。受人類工程活動(dòng)影響，西側(cè)存在采石宕口(見圖1)，宕口邊坡高差為30～50 m，坡度為75°～90°，宕口內(nèi)有積水。近地表廣泛分布含碎石粉質(zhì)黏土。

2.3 地層巖性

評(píng)估區(qū)前第四紀(jì)地層主要發(fā)育青龍組可溶性碳酸鹽巖、龍?zhí)督M粉砂質(zhì)泥巖、觀山組石英礫巖、茅山組石英砂巖，局部伴有火山巖侵入，巖性為花崗斑巖，區(qū)內(nèi)基巖出露條件一般，山坡上覆蓋有厚度5 m左右的殘坡積土層?；鶐r分布情況如圖2所示。

評(píng)估區(qū)第四系主要發(fā)育分布?xì)埰路e含碎石粉質(zhì)黏土，厚度一般在5 m左右，由低山丘陵向谷地方向逐漸增大。

圖1 采石宕口現(xiàn)狀

圖2 評(píng)估區(qū)基巖地質(zhì)

2.4 地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域穩(wěn)定性

評(píng)估區(qū)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要發(fā)育NE，NW向兩組斷裂。評(píng)估區(qū)位于銅官山NNE向斷裂的W盤，受區(qū)域構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)地層傾向有變化[7]。

根據(jù)GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，評(píng)估區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05 g，評(píng)估區(qū)屬區(qū)域地殼較穩(wěn)定區(qū)。

2.5 土體工程地質(zhì)條件

擬建項(xiàng)目場(chǎng)地淺部土層可劃分為兩個(gè)工程地質(zhì)層，各層組工程地質(zhì)特性簡(jiǎn)述如下：

(1)雜填土：局部分布，黃褐、灰褐色，松散，為新近沉積土，層厚0.5～1.5 m。

(2)含碎石粉質(zhì)黏土：廣泛分布，黃褐色、棕紅色，可塑，為坡體殘積土，切面稍有光澤，無(wú)搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，中等壓縮性，含有鐵、錳質(zhì)結(jié)核，層厚一般3.5～5.0 m。

2.6 水文地質(zhì)條件

按含水介質(zhì)劃分，評(píng)估區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類裂隙溶洞水(巖溶水)兩種類型。

2.6.1 松散巖類孔隙水

孔隙水主要為潛水，分布在谷地區(qū)的含碎石粉質(zhì)黏土中。其富水性較差，單井涌水量一般小于100 m3/d，水位埋深受大氣降水和地形地貌控制，一般在2～4 m，年變幅1.5～2.0 m。

2.6.2 碳酸鹽巖類裂隙溶洞水(巖溶水)

賦存在三疊系下統(tǒng)青龍組(T1q)灰?guī)r中，其中：上部主要為粉晶、礫狀粉晶灰?guī)r，質(zhì)地較純，單井涌水量一般大于1 000 m3/d；下部為泥質(zhì)灰?guī)r，夾有薄層鈣質(zhì)頁(yè)巖，質(zhì)地不純，單井涌水量500～1 000 m3/d。

2.7 人類工程活動(dòng)

評(píng)估區(qū)內(nèi)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響較大的人類工程活動(dòng)主要為開山采石。采石過(guò)程實(shí)際上是對(duì)巖質(zhì)邊坡進(jìn)行切坡開挖，其結(jié)果一是使原有巖體的應(yīng)力平衡遭到破壞；二是形成高陡臨空面，提高了巖體的下滑可能性，從而影響巖體的穩(wěn)定。此外，采石中的爆破對(duì)巖體所施加的震動(dòng)、瞬時(shí)荷載，也不同程度地破壞了巖體的完整性，尤其是宕口邊緣巖石破碎，或產(chǎn)生危石，易產(chǎn)生崩塌災(zāi)害。綜上所述，評(píng)估區(qū)人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響、破壞較強(qiáng)烈。

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

擬建項(xiàng)目局部下伏三疊系青龍組灰?guī)r，具備發(fā)生巖溶塌陷的條件。另外，評(píng)估區(qū)地處低山丘陵區(qū)和谷地區(qū)，地形起伏較大，部分地區(qū)由于人工采石形成了高陡邊坡，有可能發(fā)生崩塌滑坡災(zāi)害。因此，評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型主要是巖溶塌陷和崩塌滑坡災(zāi)害。

3.2 現(xiàn)狀評(píng)估

3.2.1 巖溶塌陷

評(píng)估區(qū)灰?guī)r質(zhì)地不純，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查未見地表變形、開裂等現(xiàn)象，巖溶水無(wú)開采，地下水水位變幅不大，覆蓋層為致密碎石土，巖溶發(fā)育程度弱?，F(xiàn)狀評(píng)估巖溶塌陷災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

3.2.2 崩塌、滑坡

評(píng)估區(qū)地形起伏較大，受開山采石影響形成大型采石宕口，宕口邊坡處于欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡巖石破碎，裂隙較發(fā)育，局部已經(jīng)發(fā)生崩滑跡象，采石宕口附近崩塌發(fā)育程度強(qiáng)，現(xiàn)狀評(píng)估采石宕口附近崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。

除采石宕口外，評(píng)估區(qū)自然邊坡坡度較緩，坡面及后緣均無(wú)裂隙發(fā)育，植被茂盛，且無(wú)變形跡象。崩塌滑坡災(zāi)害的危險(xiǎn)性小。

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

4.1 巖溶塌陷災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

工程建設(shè)無(wú)開采巖溶地下水計(jì)劃，故而工程建設(shè)中及建成后都不會(huì)改變目前區(qū)內(nèi)巖溶地下水的開采現(xiàn)狀及水動(dòng)力條件。根據(jù)擬建工程特性，建筑物高度不大，增加的地面荷載有限，產(chǎn)生的垂向壓力不大，且區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育一般，野外調(diào)查也未見巖溶塌陷現(xiàn)象，因此，預(yù)測(cè)評(píng)估工程建設(shè)引發(fā)巖溶塌陷災(zāi)害的危險(xiǎn)性小。

評(píng)估區(qū)下伏三疊系青龍組(T1q)泥質(zhì)灰?guī)r，淺埋藏分布，局部裸露，隱伏巖溶區(qū)可溶巖埋深在5 m左右，巖溶發(fā)育一般，巖溶水位處在巖土接觸面之下2～3 m，孔隙水富水性較差，巖溶水與孔隙水有少量聯(lián)系。周圍巖溶水開采井稀少，外圍分布的巖溶水開采井距離較遠(yuǎn)，對(duì)評(píng)估區(qū)巖溶水的動(dòng)態(tài)影響較小。評(píng)估區(qū)巖溶水動(dòng)態(tài)主要受降水影響，在雨季強(qiáng)降水的情況下，水位短期抬升到巖土界面之上，會(huì)使巖溶水位對(duì)巖土界面的土體產(chǎn)生影響，可能發(fā)生巖溶塌陷，因此，工程建設(shè)遭受巖溶地面塌陷災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等。

4.2 崩塌、滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

采石宕口附近，其邊坡較陡，坡度大于75°，高差較大，坡面巖石較破碎，裂隙較發(fā)育，局部分布有危石，野外調(diào)查多處見崩滑跡象，目前穩(wěn)定性較差。擬建項(xiàng)目主要的工程活動(dòng)為基坑開挖和坡面平整，工程建設(shè)將進(jìn)一步破壞其穩(wěn)定性，同時(shí)增加了坡頂?shù)暮奢d量，在遇降雨等不利因素影響下極有可能發(fā)生崩塌災(zāi)害，影響擬建項(xiàng)目的安全。綜上分析，在采石宕口附近，工程建設(shè)引發(fā)或遭受崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性大。

除采石宕口外，評(píng)估區(qū)自然邊坡坡度較緩，一般在5°～30°，地面高程為60～106 m。根據(jù)工程概況分析，擬建項(xiàng)目基坑開挖深度小于3 m，同時(shí)需要進(jìn)行場(chǎng)地平整，預(yù)計(jì)人工切坡可能形成5～20 m高差的邊坡，開挖后的邊坡在地下水浸潤(rùn)、降水等因素作用下，可能引發(fā)崩塌滑坡災(zāi)害。因此，預(yù)測(cè)評(píng)估認(rèn)為，除采石宕口附近外，其他區(qū)域工程建設(shè)引發(fā)或遭受崩塌滑坡災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等。

5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估和場(chǎng)地適宜性評(píng)估

5.1 綜合評(píng)估

針對(duì)評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀特征和發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合其現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果，綜合評(píng)估認(rèn)為：在采石宕口附近(Ⅰ區(qū))地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大，面積約0.13 km2；其他區(qū)域(Ⅱ區(qū))地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等，面積約0.59 km2(見圖3)。

5.2 場(chǎng)地適宜性評(píng)估

根據(jù)綜合評(píng)估結(jié)論，評(píng)估區(qū)Ⅰ區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大，建設(shè)用地適宜性差，防治難度大。Ⅱ區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等，建設(shè)用地適宜性為基本適宜，可采取措施予以處理(見圖3)。

圖3 評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)

6 防治建議

6.1 巖溶塌陷防治建議

(1)利用鉆探、物探等綜合手段查明隱伏巖溶發(fā)育情況，如發(fā)現(xiàn)較大的溶洞，應(yīng)采取充填、注漿等措施進(jìn)行處理。

(2)做好地面排水工作，防止地表水滲漏誘發(fā)巖溶地面塌陷。

6.2 崩塌、滑坡防治建議

(1)進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察工作，查明場(chǎng)地內(nèi)巖、土體的分布、產(chǎn)狀及物理力學(xué)性質(zhì)(包括土的膨脹性)，對(duì)切坡和填筑形成的邊坡進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)勘查和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作，為工程設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

(2)合理設(shè)計(jì)建筑和場(chǎng)地平整施工方案，避免對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成不必要的破壞，盡量避免形成高陡人工邊坡。

(3)在切坡、削坡和填筑邊坡部位必須采取支擋和坡面防護(hù)措施，并修筑完善的截、排水系統(tǒng)，防止雨水大量滲入坡體，確保邊坡穩(wěn)定。

(4)必須在開展工程建設(shè)的同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理工作。地塊內(nèi)工程建設(shè)凡是形成邊坡的地段應(yīng)按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范和地質(zhì)災(zāi)害防治工程相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行勘查、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和支護(hù)設(shè)計(jì)，且地質(zhì)災(zāi)害治理應(yīng)遵循動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工的原則。

(5)施工過(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)理和監(jiān)測(cè)工作，確保邊坡防護(hù)工程的施工質(zhì)量。工程建成后，要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和巡查，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)處理。

7 結(jié)語(yǔ)

(1)擬用項(xiàng)目屬于重要建設(shè)項(xiàng)目，評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為中等類型，因此，評(píng)估級(jí)別為一級(jí)。

(2)評(píng)估區(qū)存在地質(zhì)災(zāi)害類型主要為巖溶塌陷和崩塌滑坡災(zāi)害。

(3)現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)論：巖溶塌陷災(zāi)害的危險(xiǎn)性??；采石宕口附近現(xiàn)狀評(píng)估崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性中等；其他區(qū)域崩塌滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性小。預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)論：工程建設(shè)引發(fā)或遭受巖溶塌陷災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等；在采石宕口附近，工程建設(shè)引發(fā)或遭受崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性大；其他區(qū)域引發(fā)或遭受崩塌滑坡災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等。綜合評(píng)估認(rèn)為：Ⅰ區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大，面積約0.13 km2，建設(shè)用地適宜性差；Ⅱ區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等，面積約0.58 km2，建設(shè)用地適宜性為基本適宜。

(4)地質(zhì)災(zāi)害防治工作是一個(gè)動(dòng)態(tài)管理過(guò)程，工程建設(shè)過(guò)程中和建成后要加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作，定期進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)處理。