李國權(quán)，張書光，孫萬里，潘林山

(1.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，河南鄭州450003;2.河南省地震局，河南 鄭州450016)

南水北調(diào)中線丹江口庫區(qū)移民是繼三峽大移民后中國另一大移民工程，其中鄭州市中牟縣安置移民近萬人.為了給移民新址征地及地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)，最大限度地避免或減輕地質(zhì)災(zāi)害可能造成的危害，需要查明移民新址評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件;查明評估區(qū)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的分布特征，對地質(zhì)災(zāi)害進行現(xiàn)狀評估;分析、評估工程建設(shè)引發(fā)、加劇地質(zhì)災(zāi)害的危險性及工程建設(shè)本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險性，并對地質(zhì)災(zāi)害危險性進行預(yù)測評估;在現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估的基礎(chǔ)上，綜合評估地質(zhì)災(zāi)害的危險性;根據(jù)綜合評估結(jié)果，對工程建設(shè)場地的適宜性作出評價，并提出防治地質(zhì)災(zāi)害的措施與建議.

1 評估區(qū)地質(zhì)構(gòu)造與地震

移民新址均位于華北大平原，屬黃河沖積扇平原區(qū)，在區(qū)域上位于一級構(gòu)造單元華北斷塊內(nèi)的濟源—開封坳陷北部邊緣.區(qū)內(nèi)廣為第四系地層覆蓋，主要為黃河沖積物，局部有沼湖沉積，工作區(qū)及附近全被新生界所覆蓋，其構(gòu)造表現(xiàn)形式以斷裂為主，如圖1所示.

緊靠移民新址南側(cè)的是西起滎陽過鄭州北到開封縣、蘭考縣南的鄭汴斷裂.該斷裂距移民新址最近距離3.9 km，走向NWW，長約160 km，由一組斷層組成.具反扭性質(zhì)，切割中生界到下第三系，控制開封斷陷盆地的南邊界.該斷裂在太康以東線性影像明顯，在中牟以西構(gòu)成崗地與平原的分界，中牟以西斷層南盤上升出露晚新世紀(jì)地層，北盤下降沉積全新世紀(jì)地層.索須河、須水河、賈魯河等在斷裂通過處流向均發(fā)生改變.該斷裂與1970年鄭州東郊的微震有關(guān)，屬活動性微弱的蓋層斷裂［1］.

圖1 評估區(qū)構(gòu)造位置分布圖

移民新址區(qū)北側(cè)近東西走向的新商斷裂是一條控震構(gòu)造，距移民新址最近距離約37 km.該斷裂既有垂直運動又有水平滑動性質(zhì)，與公元前403年修武5.5級地震、公元466年虞城6級地震、1733年封丘5.25級地震有關(guān).該斷裂與湯東斷裂的交匯處也是地震多發(fā)區(qū).

近南北走向的湯東斷裂具走滑性質(zhì)，屬正斷層，其南北連通較好，斷層兩盤落差較大.該斷裂與公元344年延津6級地震和1970年宜溝微震有關(guān)，該斷裂距移民新址最近距離約19 km.

黃河斷裂、長垣斷裂平行展布，構(gòu)成北東向次級坳陷的邊界.其中黃河斷裂長約100 km，屬正斷層，與1502年濮城6.5級地震有關(guān)，距移民新址最近距離90 km;長垣斷裂長達120 km，屬正斷層，與1970年滑縣桑村微震有關(guān)，距移民新址最近距離50 km.

聊考斷裂走向NNE，是魯西斷塊隆起和華北斷坳的分界斷裂，距移民新址最近距離約80 km.該斷裂在三疊紀(jì)可能已經(jīng)存在，侏羅紀(jì)—早第三紀(jì)強烈活動，晚第三紀(jì)—第四紀(jì)有繼承性活動.有史以來沿聊城—蘭考斷裂多次發(fā)生地震:1502—1948年發(fā)生5級以上地震多達5次，1937年在菏澤發(fā)生5.9級地震，以上表明聊考斷裂是在現(xiàn)代仍具有較強活動性的深大斷裂.

中牟縣處于華北地震區(qū)的邢臺—河間地震帶，為一個連發(fā)式地震帶，自公元344年開始有地震記錄，至今共記載了78次破壞性地震，本帶除1209—1368年外，在華北地震區(qū)的各活躍期中均有地震活動.

移民新址地震分區(qū)均屬華北地震區(qū)的許昌—淮南地震帶，地震活動具有強度較弱，頻度較低的特點.根據(jù)2001年中國地震局編制的1∶400萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2001)，工程區(qū)的地震動峰值加速度為0.15 g(相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度)，動反應(yīng)譜特征周期為 0.40 s［2］.

2 巖土體工程地質(zhì)特征

移民新址區(qū)在15 m勘探深度范圍內(nèi)場地區(qū)分布的地層為第四系全新統(tǒng)沖積層(Qal4)，巖性主要為粉細砂、粉土和粉質(zhì)粘土.地層自上而下為淺黃色粉細砂;淺黃色粉土，飽和，有弱粘附性;灰黃—灰青色粘土，可塑—硬塑;灰黃—灰青色粉土，有弱粘附性，搖震反應(yīng)快;灰黃—灰青色粉細砂，飽和、部分含少量黑色淤泥質(zhì)，搖震反應(yīng)快.

根據(jù)地質(zhì)勘探地震液化判別結(jié)果，地基飽和土層在地震烈度為Ⅶ度時部分存在液化的可能，液化點一般多于50%，液化等級為輕微液化—嚴(yán)重液化［3］.

3 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

根據(jù)國土資源部《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求(試行)》(國土資發(fā)［2004］69號文附件1)第3.4條規(guī)定，地質(zhì)災(zāi)害危險性評估的災(zāi)害種類主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含巖溶塌陷和礦山采空塌陷)、地裂縫和地面沉降等.

地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估是根據(jù)已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件、分布、類型、規(guī)模、變形活動特征、主要引發(fā)因素與形成機制，初步評價其穩(wěn)定性.根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性及其對工程的影響程度，其危險性分為3個級別，見表1.

表1 地質(zhì)災(zāi)害危險性級別判定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)實際調(diào)查并結(jié)合評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件分析，評估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀條件下沒有發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫災(zāi)害及地面沉降，故現(xiàn)狀條件下地質(zhì)災(zāi)害危險性無.

4 地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

評估區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，在場地平整時需填、筑土以修建高約1.5 m的村臺，另外基礎(chǔ)開挖深度不大于1.6 m，開挖過程中可能產(chǎn)生局部小型崩塌，但其規(guī)模很小，危險性小.根據(jù)工程地質(zhì)勘察成果，場地地基土層分布不均，地下水位埋藏淺，地下水位升降可能會造成地面不均勻沉陷，工程建設(shè)施工過程及施工結(jié)束以后可能會加劇地面不均勻沉陷.

工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要是地面不均勻沉陷和砂土液化問題，但由于建筑物為1—3層，荷載小，遭受地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模和危險性都較?。?］.

5 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估

5.1 評估方法

綜合考慮評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件和出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題，緊密結(jié)合工程施工特點，在現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查及周邊環(huán)境地質(zhì)調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，預(yù)測在工程建設(shè)和運行中可能對該區(qū)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的影響及其可能形成的地質(zhì)災(zāi)害情況，分析對工程及其周邊地區(qū)可能產(chǎn)生的危害程度，以此判定該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性大小.

評估辦法采用“危險性積分法”，即列出與地質(zhì)災(zāi)害危險性最密切的評分項目，按100分制逐項進行考核打分，分高為危險性大，分低為危險性小.最后根據(jù)評分結(jié)果，結(jié)合實際情況給出危險性不同級別的標(biāo)準(zhǔn)分值，并按這個標(biāo)準(zhǔn)綜合評估地質(zhì)災(zāi)害危險性等級.

5.2 評分項目與評分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)評估辦法，本次評估列出了與該工程地質(zhì)災(zāi)害危險性密切相關(guān)的5項考核內(nèi)容，并根據(jù)它們的密切程度確定了不同的分值.具體考核內(nèi)容與評分標(biāo)準(zhǔn)如下.

a.依據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件對某一災(zāi)害發(fā)生支持的有利程度分為:極有利、有利、較有利、不利4個分級，滿分為10分，各分級依次為10，6，3，0分.

b.依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀發(fā)育強度及其發(fā)展的趨勢分為:強發(fā)育、中等發(fā)育、弱發(fā)育、不發(fā)育4個分級，滿分為20 分，各分級依次為 20，10，5，0 分.

c.依據(jù)工程施工方法對地質(zhì)環(huán)境的影響程度及引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性大小分為:影響大、影響中等、影響小、無影響4個分級，滿分為10分，各分級依次為10，6，3，0 分.

d.依據(jù)周邊人類工程活動對該工程安全的影響程度分為:影響大、影響中等、影響小、無影響4個分級，滿分為10分，各分級依次為10，6，3，0分.

e.依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對該工程和周邊地質(zhì)環(huán)境危害的程度分為:危害重大、危害中等、危害小、輕微危害4個分級，滿分為50分，各分級依次為50，30，10，0分.

5.3 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估分級標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)過與實際對比、調(diào)整、權(quán)衡，確定地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估分級標(biāo)準(zhǔn)，見表2.

表2 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估分級標(biāo)準(zhǔn)

5.4 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)評估

按照前述確定的綜合評估原則與量化指標(biāo)，對評估區(qū)進行綜合評估.根據(jù)場地地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度、施工和運行過程中可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害、施工方法、附近人類工程活動、地質(zhì)災(zāi)害對工程建設(shè)和周邊的危害程度幾個方面的情況，進行地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估，評估結(jié)果見表3［3］.

表3 中牟縣移民新址工程地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評分結(jié)果

5.5 工程建設(shè)場地適宜性評價

按照國土資源部《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求(試行)》(國土資發(fā)［2004］69號文附件1)，適宜性分級劃分為適宜、基本適宜、適宜性差3級.各級分級標(biāo)準(zhǔn)見表4.

表4 建設(shè)場地適宜性分級標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)場地適宜性，取決于場地地質(zhì)災(zāi)害危險性程度及防治工程在經(jīng)濟、技術(shù)上的可行性和治理上的難易程度.此次評估根據(jù)上述原則，結(jié)合該工程的承受程度，中牟縣移民場址區(qū)為工程建設(shè)場地適宜區(qū).

6 地質(zhì)災(zāi)害防治措施

移民新址場地地下水位埋深較淺，場地地基需采取加高、夯實等措施處理，場地加高平整后適宜成片規(guī)劃和建筑，根據(jù)地震液化判別結(jié)果，地基飽和土層在地震烈度為Ⅶ度時部分存在液化的可能，液化等級一般為輕微液化—中等液化或輕微液化—嚴(yán)重液化.需消除液化沉陷，建議采用樁基或加密法加固(振沖或擠密碎石樁);場址地基土多為中等壓縮性，可能會存在不均勻沉陷問題，加之地下水位淺，故對移民新址地基承載力特征值建議采用100 ～ 120 kPa［5］.

隨著地質(zhì)環(huán)境條件的不斷變化，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度也可能不斷變化.因此，建議工程完工后建立一套地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測機制，發(fā)現(xiàn)有可能引起地質(zhì)災(zāi)害的環(huán)境條件變化時，及時與地質(zhì)災(zāi)害主管部門聯(lián)系，對其危險性進行評估，以確保工程安全運行.

［1］王學(xué)潮，向宏發(fā).聊考—蘭考斷裂綜合研究及黃河下游河道穩(wěn)定性分析［M］.鄭州:黃河水利出版社，2001.

［2］中國建筑科學(xué)研究院.GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［3］李國權(quán)，張書光.南水北調(diào)丹江口庫區(qū)中牟縣移民新址建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估報告［R］.鄭州:黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，2010.

［4］建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計院.GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［5］中國建筑科學(xué)研究院.GB 50007—2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.