淮北臥牛山路建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

[摘要]淮北臥牛山路建設(shè)工程位于淮北市東部城區(qū)，開(kāi)展建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估可以為后期工程安全建設(shè)提供依據(jù)，結(jié)果表明：評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害為崩塌、膨脹土變形及軟土變形，崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育中等，膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育，軟土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育，危害程度均小，危險(xiǎn)性小。

[關(guān)鍵詞]臥牛山路；地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估；建設(shè)工程

淮北臥牛山路建設(shè)工程位于淮北市東部城區(qū)，為確保工程安全順利進(jìn)行，開(kāi)展淮北市臥牛山路建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估[1]，結(jié)合工程建設(shè)場(chǎng)地上部擬建工程及鄰近地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，評(píng)估區(qū)以道路中心線為基準(zhǔn)向道路兩側(cè)外擴(kuò)500m確定為評(píng)估區(qū)范圍，道路起點(diǎn)以規(guī)劃新湖路道路邊界為界，終點(diǎn)外擴(kuò)到花山山前第一斜坡帶（圖1）。評(píng)估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為崩塌、膨脹土變形和軟土變形。

1.地質(zhì)環(huán)境條件

1.1地形

評(píng)估區(qū)地面坡度8°～20°，地勢(shì)大致西段高東段低。評(píng)估區(qū)在K0+150-K0+630段穿越烈山，海拔高度最低32.30m位于K3+450處，為第四系松散層覆蓋，最高123.3m位于K0+450北側(cè)烈山，為基巖出露，地形較起伏。

1.2地貌

評(píng)估區(qū)微地貌類(lèi)型有泛濫平原、坡積洪積裙、低丘三類(lèi)。泛濫平原主要分布于評(píng)估區(qū)中部，里程樁號(hào)K1+470-K3+480區(qū)段，地表巖性為第四系全新統(tǒng)蕭碭組黏土、粉土組成，下伏地層巖性主要為奧陶系蕭縣組、馬家溝組、老虎山組灰?guī)r和石炭系本溪組、太原組泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r；坡積洪積裙主要分布于評(píng)估區(qū)西部、東部，里程樁號(hào)K0+000-K0+150、K0+630-K1+470及K3+480-K3+957.640區(qū)段，地表由第四系上更新統(tǒng)茆塘組青黃、褐黃色黏性土組成，局部含礫量較高，下伏地層巖性主要為奧陶系蕭縣組、馬家溝組灰?guī)r和石炭系太原組泥巖、砂質(zhì)泥巖；中丘主要分布于評(píng)估區(qū)西部和東部，里程樁號(hào)K0+150-K0+630及道路終點(diǎn)至評(píng)估區(qū)界線內(nèi)，地表為基巖出露區(qū)，巖性為奧陶系蕭縣組灰?guī)r和石炭系太原組泥巖、砂質(zhì)泥巖。

評(píng)估區(qū)地形較簡(jiǎn)單，地貌類(lèi)型較單一，相對(duì)高差91.0m，地面坡度8°～20°，地形地貌復(fù)雜程度為中等。

1.3地層巖性

評(píng)估區(qū)內(nèi)地表出露的地層主要為奧陶、石炭系和第四系。第四系松散層主要為全新統(tǒng)蕭碭組、上更新統(tǒng)茆塘組，厚度0～55.10m，厚度變化規(guī)律是由丘陵前緣地帶向四周逐漸增厚。評(píng)估區(qū)地層層序自下而上的為：奧陶系下統(tǒng)蕭縣組、下統(tǒng)馬家溝組、中統(tǒng)老虎山組，石炭系上統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組及第四系。

1.4地質(zhì)構(gòu)造

評(píng)估區(qū)位于閘河復(fù)式向斜的次一級(jí)褶皺-烈山向斜的東翼，烈山向斜的核部地層。評(píng)估區(qū)內(nèi)有褶皺和斷層分布。評(píng)估區(qū)西側(cè)分布以?shī)W陶系下統(tǒng)蕭縣組為核部的背斜；東部分布以石炭系上統(tǒng)太原組為核部的向斜。

評(píng)估區(qū)內(nèi)共發(fā)育斷層6條，編號(hào)為F1、F4、F6、F7、F9、F10、F11，對(duì)本次建設(shè)工程基本無(wú)影響。F1斷層于建設(shè)工程里程樁號(hào)K0+918處穿過(guò)，斷層性質(zhì)為推測(cè)正斷層；F4斷層位于建設(shè)工程里程樁號(hào)K0+187處穿過(guò)，為性質(zhì)不明斷層；F6斷層位于建設(shè)工程里程樁號(hào)K0+930處東南側(cè)，為性質(zhì)不明斷層；F7斷層于建設(shè)工程里程樁號(hào)K3+035處穿過(guò)，為推測(cè)逆斷層；F9斷層于建設(shè)工程里程樁號(hào)K2+525處穿過(guò)，為推測(cè)逆斷層；F10斷層位于建設(shè)工程里程樁號(hào)K2+010處南側(cè)，為推測(cè)逆斷層；F11斷層于建設(shè)工程里程樁號(hào)K3+670處穿過(guò)，為實(shí)測(cè)逆斷層。

評(píng)估區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，有褶皺和斷層分布，復(fù)雜程度屬中等。

2.巖土類(lèi)型及工程地質(zhì)性質(zhì)

根據(jù)評(píng)估區(qū)內(nèi)地層的巖性、結(jié)構(gòu)及工程力學(xué)性質(zhì)等因素[2]，將評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)體劃分為巖體和土體兩大類(lèi)。

2.1巖體

評(píng)估區(qū)內(nèi)巖體均為沉積巖建造，根據(jù)其巖性可分為堅(jiān)硬-較堅(jiān)硬薄-中厚層狀碳酸鹽巖組和較堅(jiān)硬-軟弱層狀碎屑鹽夾碳酸鹽巖組類(lèi)型。

堅(jiān)硬-較堅(jiān)硬薄-中厚層狀碳酸鹽巖組廣泛分布于評(píng)估區(qū)內(nèi)，由奧陶系地層組成，巖性為灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，偶夾泥灰?guī)r，厚層至中厚層結(jié)構(gòu)，巖石堅(jiān)硬，飽和單軸抗壓強(qiáng)度47～151MPa。巖溶發(fā)育程度中等，巖溶率一般在1.33%～9.30%，屬堅(jiān)硬-較硬中厚層狀灰?guī)r巖組。評(píng)估區(qū)內(nèi)K0+188-K0+630區(qū)段奧陶系下統(tǒng)蕭縣組巖層出露。

較堅(jiān)硬-軟弱層狀碎屑鹽夾碳酸鹽巖組分布于評(píng)估區(qū)K0+000-K0+188及K2+600-K3+140區(qū)段內(nèi)，由石炭系地層組成，巖性泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、砂巖夾薄煤層組成，具中厚層至薄層結(jié)構(gòu)，干抗壓強(qiáng)度12～78MPa。石炭系地層巖溶弱發(fā)育，巖溶率小于2%。K0+150-K+188區(qū)段石炭系上統(tǒng)太原組巖層出露。

2.2土體

擬建工程沿線松散層厚度0～55.10m，將評(píng)估區(qū)內(nèi)松散層50m以淺土體劃分為①層耕植土、填土②層粉土③淤泥質(zhì)黏土④黏土⑤粉質(zhì)黏土⑥粉砂⑦粉質(zhì)黏土。

2.3特殊土體

評(píng)估區(qū)內(nèi)的特殊土體為膨脹土、軟土。

膨脹土主要分布在坡積洪積裙，硬塑狀粉質(zhì)粘土，具體分布在K0+000-K0+150、K0+630-K1+470和K3+480-K3+957.640區(qū)段內(nèi)第⑦層工程地質(zhì)層。土體的自由膨脹率為41.0%～60.8%，具弱膨脹潛勢(shì)。此外，K1+470-K3+480區(qū)段地貌類(lèi)型為泛濫平原，區(qū)內(nèi)分布第⑦層工程地質(zhì)層，由于區(qū)段內(nèi)第⑦層工程地質(zhì)層埋深在15.4m以下，位于大氣影響急劇層深度范圍外，此處不做膨脹土判別。故評(píng)估區(qū)內(nèi)膨脹土分布在K0+000-K0+150、K0+630-K1+470和K3+480-K3+957.640區(qū)段內(nèi)。

評(píng)估區(qū)內(nèi)的軟土主要分布在全新統(tǒng)蕭碭組，主要分布于K1+470-K3+480區(qū)段內(nèi)第③層工程地質(zhì)層。土體測(cè)試結(jié)果表明：土體孔隙比為1.50～1.87，天然含水量大于液限，為軟弱土層。

綜上所述，巖性巖相變化較大，巖土體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，地層巖性和巖土工程地質(zhì)性質(zhì)復(fù)雜程度為中等。

3.人類(lèi)工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

評(píng)估區(qū)內(nèi)地形較簡(jiǎn)單，地貌類(lèi)型較單一，評(píng)估區(qū)及鄰近地區(qū)人類(lèi)工程活動(dòng)主要有過(guò)量抽取地下水、礦產(chǎn)資源開(kāi)采、交通基礎(chǔ)設(shè)施和城鎮(zhèn)建設(shè)（圖2）。

3.1過(guò)量抽取地下水

國(guó)安電力淮北發(fā)電廠實(shí)際年用水量為12×106～14×106t。開(kāi)采井主要為青谷水源地深度為170～200m的4眼井，時(shí)村2眼井，單井抽水量為300～350m3/h。此外，友誼煤礦、友誼二礦礦坑排水對(duì)評(píng)估區(qū)有一定影響，其礦井正常涌水量為10m3/h，最大涌水量為20m3/h。

3.2礦產(chǎn)資源的開(kāi)采

評(píng)估區(qū)周邊分布有友誼煤礦、友誼二礦及烈山煤礦。其中烈山煤礦于1984年閉坑。

友誼煤礦距本次評(píng)估區(qū)西北側(cè)，為小型煤礦，現(xiàn)處于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期，曾用名為雷河煤礦，復(fù)采楊莊煤礦“五三”、“五五”采區(qū)殘留底煤，已采煤層基本上為埋深-100m以下煤層，煤炭開(kāi)采形成的采空區(qū)上方基本均為楊莊煤礦開(kāi)采已形成的塌陷區(qū)，礦區(qū)積水塌陷區(qū)面積為0.532km2，友誼煤礦閉坑后塌陷區(qū)面積增加至0.568km2，距本次評(píng)估區(qū)約700m。

友誼二礦位于評(píng)估區(qū)北側(cè)，為小型煤礦，現(xiàn)處于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期，剩余服務(wù)年限1年，礦界距評(píng)估區(qū)最近距離約650m，自投產(chǎn)以來(lái)至今，形成一處采空塌陷區(qū)，地面塌陷面積共0.0957km2，規(guī)模等級(jí)為小型，塌陷區(qū)距對(duì)評(píng)估區(qū)最近距離約1000m。

烈山煤礦于1957年建礦，1984年閉坑。烈山煤礦工業(yè)廣場(chǎng)位于評(píng)估區(qū)西南側(cè)約2km處。烈山煤礦含煤面積3km2，主要開(kāi)采水平為-140、-270、-350m中段，形成地下采空區(qū)約150hm2，在工業(yè)廣場(chǎng)北側(cè)形成的采空塌陷長(zhǎng)約1000m，寬約900m，面積0.892km2，規(guī)模為中型地面塌陷。塌陷深度一般2～6m，積水面積達(dá)70%。采空塌陷破壞土地約0.892km2。烈山煤礦采空塌陷深積水區(qū)已改建成0.243km2魚(yú)塘，淺積水區(qū)種植蓮藕，塌陷邊坡地有0.333km2復(fù)墾為菜地，部分回填后作為建設(shè)用地，并設(shè)立了烈山工業(yè)園區(qū)。至今烈山煤礦已閉坑32年，采空塌陷區(qū)穩(wěn)定，大部分得到治理，地質(zhì)環(huán)境的變化小。

3.3交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

隨著淮北市烈山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展較快，道路四通八達(dá)，評(píng)估區(qū)內(nèi)及其周邊區(qū)域主要的交通工程建設(shè)有村村通道路、省道S101、淮宿鐵路，縣道及鄉(xiāng)道亦在不斷地?cái)U(kuò)寬和修整中。道路建設(shè)一般以填筑路基為主，少量地段為切坡路段，區(qū)內(nèi)的交通工程活動(dòng)較為活躍，均為地面和地表淺層土體的搬動(dòng)破壞。

3.4城鎮(zhèn)建設(shè)

隨著淮北市烈山區(qū)的迅猛發(fā)展、工業(yè)場(chǎng)地的建設(shè)及城鎮(zhèn)化水平的提高，評(píng)估區(qū)及周邊地區(qū)建設(shè)了住宅小區(qū)、學(xué)校等城市建筑，農(nóng)村進(jìn)行了鄉(xiāng)村合并、搬遷等，這些建設(shè)活動(dòng)，改變了原有的地形地貌，破壞土地，造成地表裸露，加劇水土流失。

綜上所述，評(píng)估區(qū)人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈，對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響、破壞嚴(yán)重，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜。

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

4.1地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型特征

評(píng)估區(qū)位于淮北平原區(qū)，地形較簡(jiǎn)單，地貌類(lèi)型較單一，主要地貌類(lèi)型為泛濫平原、坡積洪積裙、低丘。評(píng)估區(qū)出露地層為石炭系太原組和奧陶系蕭縣組，下伏地層為石炭系太原組、本溪組和奧陶系老虎山組、馬家溝組和蕭縣組可溶性碳酸鹽地層。

評(píng)估區(qū)內(nèi)基巖出露區(qū)曾有露天采石活動(dòng)，巖體不完整，具備崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成的人工地形地貌條件；評(píng)估區(qū)基巖出露區(qū)及下伏地層為碳酸巖，且在評(píng)估區(qū)附近有集中開(kāi)采地下水活動(dòng)，上覆松散層厚度0～55.10m，具備巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件；評(píng)估區(qū)內(nèi)部分區(qū)段分布有第四系上更新統(tǒng)茆塘組粉質(zhì)黏土，具有弱膨脹潛勢(shì)，具有膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害形成的工程地質(zhì)條件；評(píng)估區(qū)內(nèi)部分區(qū)段分布有第四系全新統(tǒng)蕭碭組淤泥質(zhì)粘土，天然含水量大于液限，為軟弱土層，具有軟土變形地質(zhì)災(zāi)害形成的工程地質(zhì)條件。

評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流、采空塌陷、巖溶塌陷、地面沉降及地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象；未發(fā)現(xiàn)道路路面有因膨脹土、軟土變形導(dǎo)致的開(kāi)裂現(xiàn)象；發(fā)現(xiàn)道路沿線民房有因膨脹土變形導(dǎo)致的開(kāi)裂現(xiàn)象及因軟土變形導(dǎo)致的開(kāi)裂現(xiàn)象。

綜上所述，評(píng)估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為崩塌、膨脹土變形、軟土變形地質(zhì)災(zāi)害；因評(píng)估區(qū)具備巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，同時(shí)應(yīng)注意巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況。

4.2地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀

4.2.1崩塌地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

現(xiàn)狀調(diào)查崩塌點(diǎn)位于評(píng)估區(qū)東部烈山山體，山體整體坡度較緩6°～15°，地層產(chǎn)狀310°∠10°，與山坡坡相同，崩塌以50°主方向向下崩塌，崩塌物為灰?guī)r巖塊。

現(xiàn)狀崩塌為人為開(kāi)挖擾動(dòng)形成的，切坡形成的9m左右高的陡崖，無(wú)支護(hù)，在連續(xù)暴雨的誘發(fā)下，大塊灰?guī)r沿層面裂隙錯(cuò)動(dòng)，從而發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害（圖3）。

該崩塌坡體較陡，現(xiàn)狀條件下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，裂面近期有掉塊現(xiàn)象，崩塌上方有細(xì)小裂隙分布，發(fā)育程度中等；崩塌點(diǎn)在擬建道路K1+020北側(cè)約150m處，無(wú)死亡人數(shù)，直接經(jīng)濟(jì)損失<100萬(wàn)元，屬地質(zhì)災(zāi)害危害程度小，確定現(xiàn)狀崩塌地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性等級(jí)為小級(jí)。

4.2.2膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

評(píng)估區(qū)山前斜地地貌類(lèi)型為坡積洪積裙，地表出露巖性為第四系上更新統(tǒng)茆塘組粉質(zhì)黏土，具弱膨脹潛勢(shì)，區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀具有遭受膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)背景條件。

評(píng)估區(qū)內(nèi)的村莊有3處發(fā)生民房開(kāi)裂，開(kāi)裂寬度在0.5～1.7cm，開(kāi)裂長(zhǎng)度一般1.1～2.0m，開(kāi)裂方向一般與地面的夾角60°～75°，開(kāi)裂位置多集中在墻角、門(mén)窗洞角，具備膨脹土變形造成房屋破壞的典型特征。開(kāi)裂房屋均為磚瓦結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深約0.5～1.0m，地基未處理。鄉(xiāng)道、村村通道路完好，未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

根據(jù)對(duì)評(píng)估區(qū)內(nèi)出現(xiàn)膨脹土開(kāi)裂、變形的房屋附近土樣測(cè)試結(jié)果表明：土體自由膨脹率在41.0%～60.8%之間，具有弱膨脹潛勢(shì)。

膨脹土是主要含有大量親水性礦物組成的土，它具有吸水膨脹、失水收縮性能和反復(fù)變形的特點(diǎn)[3，4]。開(kāi)裂房屋多為平房，基礎(chǔ)埋深一般小于1.0m，處于大氣影響急劇層深度之內(nèi)，未設(shè)地基圈梁，由于膨脹土具有吸水顯著膨脹和失水急劇收縮、開(kāi)裂，并能產(chǎn)生反復(fù)脹縮變形的特點(diǎn)，而造成房屋墻體開(kāi)裂現(xiàn)象發(fā)生。

現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害，所造成的危害是部分民房出現(xiàn)局部開(kāi)裂，自由膨脹率一般為41.0%～60.8%，平均值為50.44%，為弱膨脹潛勢(shì)，屬地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育；膨脹土變形屬漸變性地質(zhì)災(zāi)害，膨脹土分布區(qū)房屋等存在不同程度的開(kāi)裂，直接經(jīng)濟(jì)損失<100萬(wàn)元，屬地質(zhì)災(zāi)害危害程度小；確定現(xiàn)狀膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性等級(jí)為小級(jí)。

4.2.3軟土變形地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

評(píng)估區(qū)山前平原地帶地貌類(lèi)型為泛濫平原，分布有第四系全新統(tǒng)蕭碭組淤泥質(zhì)黏土，層厚0.3～0.9m，土體孔隙比為1.50～1.87，天然含水量大于液限，為軟弱土層，區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀具有遭受軟土變形地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)背景條件。

對(duì)評(píng)估區(qū)內(nèi)地貌類(lèi)型為泛濫平原區(qū)段內(nèi)房屋調(diào)查10處中有1處發(fā)生開(kāi)裂，位于閘河河岸，開(kāi)裂寬度在1.7～1.8cm，開(kāi)裂長(zhǎng)度約2.0m，開(kāi)裂方向一般與地面的夾角85°，開(kāi)裂位置在墻中，裂痕呈“S”型，發(fā)育程度弱；軟土變形屬漸變性地質(zhì)災(zāi)害，分布區(qū)房屋存在不同程度的開(kāi)裂，直接經(jīng)濟(jì)損失<100萬(wàn)元，屬地質(zhì)災(zāi)害危害程度??；根據(jù)軟土變形地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度及危害程度，確定現(xiàn)狀軟土變形地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性等級(jí)為小級(jí)。

5.結(jié)論

（1）評(píng)估區(qū)地形較簡(jiǎn)單，地貌類(lèi)型較單一；地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，有褶皺和斷層分布；巖性巖相變化較大，巖土體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工程地質(zhì)性質(zhì)較差；人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈，對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響、破壞嚴(yán)重。按照地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度屬?gòu)?fù)雜類(lèi)型。

（2）評(píng)估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害為崩塌、膨脹土變形及軟土變形。崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育中等，其危害程度小，危險(xiǎn)性小；膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育，其危害程度小，危險(xiǎn)性??；軟土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育，其危害程度小，危險(xiǎn)性小。

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