鄭杰青

摘要：結(jié)合評估范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境條件和工程建設(shè)特征以及調(diào)查分析擬建工程附近已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害類型、規(guī)模、發(fā)育特點和規(guī)律；預(yù)測工程活動將引發(fā)、加劇地質(zhì)災(zāi)害以及工程本身遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性；進行地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)，綜合分析建設(shè)用地適宜性，提出防治措施和建議，并對建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估報告進行審查登記；為工程建設(shè)施工順利進行和建成后的正常運營提供科學(xué)的地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；預(yù)測評估；綜合分析

1.工程概況

擬建水廠征地面積為98738.2m2，實際用地面積72616.22m2，南北長約300m，東西寬約490m。水廠近期建設(shè)規(guī)模為5萬m3/d，遠期規(guī)模為10萬m3/d，主要構(gòu)筑物為配水井、平流沉淀池、清水池、V型濾池、送水泵房吸水井、送水泵房、變配電間、沖洗泵房、沖洗泵房吸水井、加藥間、排水池、排泥池、濃縮池、貯泥池、脫水車間、綜合樓、食堂宿舍、機修倉庫及傳達室等。水廠凈水部分，常規(guī)處理生產(chǎn)工藝，包括折板絮凝+平流沉淀池、V型濾池及清水池等近期建成5萬m3/d，配水井、綜合樓、污泥處理系統(tǒng)、加藥間、變配電間等其它附屬構(gòu)、建筑物按遠期規(guī)模10萬m3/d一次性建成。水廠出水采用重力流輸水，近期暫不建設(shè)送水泵房。

2.建設(shè)區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

2.1區(qū)域地質(zhì)背景

根據(jù)區(qū)域資料、建設(shè)區(qū)綜合地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和巖土勘察資料顯示，區(qū)域發(fā)育地層自老而新依次為寒武系八村群、泥盆系中統(tǒng)老虎頭組和上統(tǒng)雙頭群、侏羅系下統(tǒng)金雞組和上統(tǒng)高基坪群C段和第四系全新統(tǒng)。區(qū)域上出露巖漿巖為燕山三期和燕山四期侵入巖。建設(shè)區(qū)外圍有北東向斷裂、北東東向斷裂和北西向斷裂F4。

綜合評估建設(shè)區(qū)附近區(qū)域斷裂較弱、新構(gòu)造運動較弱，無晚近活動，但是擬建區(qū)域位于某水庫誘發(fā)地震波及范圍之內(nèi)，地震活動較頻繁，具有震級小、頻度高的特點[1]。建設(shè)區(qū)內(nèi)地震基本烈度為Ⅶ度，地質(zhì)構(gòu)造對巖石的完整性和穩(wěn)定性有不良影響，對地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性影響小，建設(shè)區(qū)的區(qū)域地殼穩(wěn)定性為穩(wěn)定，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件較復(fù)雜，區(qū)域地質(zhì)背景復(fù)雜程度為中等。

2.2地形地貌

建設(shè)區(qū)現(xiàn)狀除少量村莊用地及裸露地塊外，其余為果園及一般林地，為剝蝕殘丘間山間沖積洼地地貌，場地東、北、西三為剝蝕丘陵，南側(cè)為省道（X213），場地與省道連接，該廠址地勢起伏較大，地形坡度15°～35°，地形標高35.0m～ 62.0m，最大相對高差達27m。

建設(shè)區(qū)北西側(cè)現(xiàn)狀已形成最大高約20m的人工挖方邊坡，坡腳為活動板房搭建的項目部；北東側(cè)已對山體進行剝離及開挖，形成最大高約10m的人工邊坡及早期人工開挖形成的邊坡；場地南側(cè)為新建的X213道路，因場地填高，形成高約6m坡率為1∶1.5的邊坡。

2.3工程地質(zhì)特征

擬建區(qū)域以多層松散土體為主，分布全場地，根據(jù)巖土工程勘察鉆孔揭露及現(xiàn)場調(diào)查，場地內(nèi)巖土體按成因類型、物質(zhì)成份自上而下可分為人工填土層、第四系沖積層、第四系坡積層和第四系殘積層，其各個巖土體力學(xué)性能特征包括：

①層素填土，未完成完全自重固結(jié)，結(jié)構(gòu)疏松，承載力低，無法直接作為建筑物淺基礎(chǔ)持力層，且不均勻，基礎(chǔ)放入未經(jīng)處理的填土層易產(chǎn)生不均勻沉降；

②層粉質(zhì)黏土，可塑，承載力較低，局部分布，埋藏淺，不可選作建筑物淺基礎(chǔ)持力層；

③層粉質(zhì)黏土，硬塑，具有一定承載力，場地分布較多，埋深深度較淺，可選作建筑物淺基礎(chǔ)持力層；

④層砂質(zhì)黏性土，硬塑，具有一定承載力，場地分布較多，局部埋藏較深，埋藏較淺地段可選作建筑物基礎(chǔ)持力層；

⑤1層強風(fēng)化花崗巖，巖質(zhì)軟，承載力較高，局部埋深深度較深，埋藏較淺地段可選作建筑物淺基礎(chǔ)持力層；埋深深度大地段可選作建筑物樁基礎(chǔ)持力層；

⑤2，層中風(fēng)化花崗巖，巖質(zhì)堅硬，承載力高，埋深深度變化較大，埋藏較淺地段可選作建筑物淺基礎(chǔ)持力層；埋深深度大地段可選作建筑物樁基礎(chǔ)持力層。

2.4水文地質(zhì)條件

（1）地下水類型及含水巖組

建設(shè)區(qū)地下水的分布主要受氣象水文、巖性、構(gòu)造、地形地貌、植被等因素的控制和影響。根據(jù)地下水賦存特征條件、含水層物理性質(zhì)和地下水動力特點，將地下水劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水兩類。

①松散巖類孔隙水

第四系松散層由人工填土、沖積土層和坡殘積土層組成，分布于建設(shè)區(qū)的丘陵表層、山間谷地地區(qū)，地下水穩(wěn)定水位埋深在地表下0.9m～22.3m之間。同時，根據(jù)水文地質(zhì)資料和現(xiàn)場調(diào)查顯示，擬建區(qū)域鉆孔單井涌水量114L/s～946L/s，地下水化學(xué)類型主要為HCO3-Na型，局部HCO3-·Cl-Na型，礦化度0.023g/L～0.548g/L。

②基巖裂隙水

建設(shè)區(qū)的基巖裂隙水為塊狀巖類裂隙水，分布于擬建區(qū)域丘陵地帶或下伏于第四系，強風(fēng)化巖帶的裂隙水分布不均勻，呈網(wǎng)紋狀分布，富水性與裂隙發(fā)育和黏土礦物充填關(guān)系密切，且很不均勻，屬弱—中等透水，鉆探強風(fēng)化巖巖芯揭露裂隙多被黏土礦物充填，局部中風(fēng)化巖裂隙有鐵錳質(zhì)渲染，地下水貧乏—較貧乏，上部為隔水層，與大氣降雨和地下水聯(lián)系較弱。據(jù)上述區(qū)域水文地質(zhì)普查報告，下伏基巖為燕山期花崗巖，一般泉流量0.06L/s～0.45L/s，季節(jié)性變化較大，冬季水量較小，地下徑流模數(shù)均值2.11L/s·km2～ 5.96L/s·km2，水量貧乏。

（2）地下水的補給、徑流、排泄條件及動態(tài)

①地下水的補給

擬建區(qū)域?qū)倌蟻啛釒ШＱ蠹撅L(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，降雨量大于蒸發(fā)量，地下水補給來源主要是大氣降雨。每年4月～9月份大氣降雨是地下水的補給期，10月至次年3月為地下水消耗期和排泄期。

②地下水的徑流和排泄條件

擬建區(qū)域?qū)儆谇鹆昶皆囟?，因地形起伏較平緩，地下水徑流條件較好，據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，建設(shè)區(qū)及周邊泉流量均值0.723L/s，枯季地下水徑流模數(shù)4.53L/s·km2～6.21L/s·km2，水量貧乏—中等，地下水的徑流途徑短，排泄區(qū)接近于補給區(qū)，降雨滲入地表后形成淺層地下水，由高地勢向低地勢徑流，形成地下水淺循環(huán)，塊狀巖類裂隙水大部分就近以潛流形式在沖溝或坡腳排泄，少部分以地面蒸發(fā)排泄。

3.地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

經(jīng)野外地質(zhì)災(zāi)害綜合調(diào)查，結(jié)合前期有關(guān)資料，建設(shè)區(qū)地面類型為丘陵，丘陵區(qū)自然斜坡植被較發(fā)育，局部因修建簡易道路及土方開挖，植被及原始地形遭受破壞，但總體上人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響較小，水土保持狀況較好[2]。經(jīng)詳細調(diào)查，建設(shè)區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滑坡/崩塌、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。建設(shè)區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。

4.地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，是各種地質(zhì)環(huán)境因素相互影響，不等量共同作用的結(jié)果；預(yù)測評估是在對地質(zhì)環(huán)境因素系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，判斷降水或人類工程活動等激發(fā)下，某一個或一個以上地質(zhì)環(huán)境因素的變化，導(dǎo)致致災(zāi)體處于不穩(wěn)定狀態(tài)；預(yù)測評估地質(zhì)災(zāi)害的范圍、危險性和危害程度。

4.1地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

（1）地面沉降

人工素填土的自重固結(jié)：一般新近填土，未進行工程壓密處理，會產(chǎn)生較大的自重壓密固結(jié)，在未完成自然重壓固結(jié)之前，其沉降量一般較高，承載力低，不能作為基礎(chǔ)的持力層。由于場地地面標高起伏較大，場地平整需挖高填低。根據(jù)場地整平標高及場地現(xiàn)狀標高，填土層厚度為0.4m～6.0m，由于人工填土的自重固結(jié)引起地基不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。為評估土體的最終沉降量，根據(jù)擬建區(qū)域巖土勘察資料顯示擬建區(qū)域地下水穩(wěn)定水位埋深在地表下0.9m～22.3m，年水位變化幅度最高可達4.0m。區(qū)內(nèi)未經(jīng)處理的軟弱土地基在工程建設(shè)的影響下會產(chǎn)生明顯沉降及不均勻沉降，根據(jù)軟弱土地基不均勻沉降地質(zhì)災(zāi)害危險性分級標準判定此處地面沉降危險性為小，軟弱土地面沉降發(fā)育程度見表1，地質(zhì)災(zāi)害危害程度分級表見表2，地質(zhì)災(zāi)害危險性分級表見表3：

（2）崩塌/滑坡

根據(jù)擬建工程特點和工程地質(zhì)特征分別對挖方邊坡、基坑工程穩(wěn)定性危險性進行評價。

①邊坡崩塌/滑坡

穩(wěn)定性分析：挖方邊坡的穩(wěn)定性與巖體巖性、邊坡高度、邊坡坡角，降雨強度及排水條件有關(guān)，若邊坡開挖后不進行支護，在水和其它外營力作用下易沿結(jié)構(gòu)面形成軟弱帶[3]。由于邊坡開挖形成了坡度較陡的臨空面，坡面在長期暴曬及地下水/地表水的循環(huán)交替作用下，巖土體自重應(yīng)力多集中在坡腳，導(dǎo)致坡腳巖體強度降低而被壓潰，從而可使邊坡沿滑裂面發(fā)生一定程度的旋轉(zhuǎn)，易形成圓弧破壞。

②基坑邊坡崩塌/滑坡

根據(jù)前述工程概況，場地內(nèi)擬開挖5處基坑，分別位于配水井—預(yù)臭氧接觸池、排水池及排泥池、濃縮池、清水池、反沖洗泵房泵坑和沖洗泵房吸水井。場地開挖的基坑邊坡類型為土質(zhì)邊坡。場地內(nèi)基坑土質(zhì)邊坡采用傾斜土體的圓弧法（簡化Bishop法）計算邊坡整體穩(wěn)定性，并由軟件自動搜索最危險滑動面來確定邊坡穩(wěn)定系數(shù)。根據(jù)工程勘察報告參考邊坡巖土體計算參數(shù)，選取代表性邊坡。本文選取基坑開挖最大深度5.4m邊坡的進行了坡率計算，計算在天然工況及暴雨工況下的邊坡穩(wěn)定系數(shù)，計算時一坡到底，坡率為1：1。

5.地質(zhì)災(zāi)害危險性防治措施

5.1地質(zhì)災(zāi)害防治分級

建設(shè)區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育；工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害類型為地面沉降、填方邊坡崩塌/滑坡、挖方邊坡滑坡/崩塌、基坑邊坡滑坡/崩塌，工程建設(shè)可能遭受地質(zhì)災(zāi)害類型為填方邊坡崩塌/滑坡、挖方邊坡滑坡/崩塌。因此，地質(zhì)災(zāi)害的防治以“以人為本”為宗旨，貫徹“以防為主，防治結(jié)合”的思想[4]。根據(jù)建設(shè)區(qū)的實際情況，建設(shè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治分級將建設(shè)區(qū)劃分為次重點防治區(qū)和一般防治區(qū)。

5.2地質(zhì)災(zāi)害防治措施

地質(zhì)災(zāi)害防治過程中，建設(shè)單位應(yīng)認真落實地質(zhì)災(zāi)害三同時制度，根據(jù)建設(shè)區(qū)的實際情況，針對不同的地質(zhì)災(zāi)害類型，建議分別采取不同的防治措施。建設(shè)區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育，對潛在地質(zhì)災(zāi)害防治措施如下：

（1）地面沉降的防治措施

①場地南側(cè)為填土區(qū)，對于填土應(yīng)嚴格按設(shè)計要求進行分層碾壓夯實，表層填土或其它軟弱層應(yīng)挖除后換填不少于50cm的中粗砂，再回填，進行分層碾壓。必要時采用注漿加固等綜合治理措施。②填土回填后應(yīng)采用重型設(shè)備進行分層填筑多次輾壓、夯實，并現(xiàn)場檢測壓實效果，確保壓實達到設(shè)計標準。

（2）挖方邊坡滑坡/崩塌的防治措施

①挖方邊坡應(yīng)按設(shè)計要求進行開挖放坡；②做好坡面、坡頂?shù)慕嘏潘ぷ?；對于受地下水影響的邊坡坡腳部位可設(shè)置擋土墻、并留泄水孔，坡面布設(shè)排水明溝；③邊坡開挖后應(yīng)及時采取工程措施和生物治理相結(jié)合的方法進行支擋復(fù)綠；④對整體較穩(wěn)定邊坡，但可能掉塊或小規(guī)模崩塌，宜采用格構(gòu)、錨桿，噴播植草進行防護；⑤對不穩(wěn)定性邊坡，應(yīng)通過定性及定量分析，選擇合理的加固措施。

（3）基坑邊坡滑坡/崩塌的防治措施

①基坑邊坡應(yīng)按設(shè)計要求進行放坡和支護施工；②基坑邊坡應(yīng)做好防水和止水措施；③基坑頂部嚴禁堆放重物與機器設(shè)備騎壓；④建議基坑開挖宜選擇在枯水期進行，開挖完成后及時澆筑地下室砼墻并回填；⑤定時監(jiān)測坡體變形情況，尤其是施工期間應(yīng)加密監(jiān)測。

6.結(jié)束語

綜上所述，加強擬建區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估是充分分析建設(shè)工程施工安全和防治措施制定的基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)地基施工中至關(guān)重要。本文以某水廠建設(shè)工程為例，通過地面沉降、填方邊坡、挖方邊坡和基坑邊坡等方面的沉降、滑坡、崩塌預(yù)測，對可能出現(xiàn)的潛在施工危險進行了分析，為進一步定制防治措施提供了基礎(chǔ)。本文的研究成果為同類工程項目建設(shè)提供了一定的參考價值。

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