長沙地鐵地質(zhì)災(zāi)害危險性評價與防治對策研究

張玲玲張紹和

（1.中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室2.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇二隊）

長沙地鐵地質(zhì)災(zāi)害危險性評價與防治對策研究

張玲玲1，2張紹和1

（1.中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室2.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇二隊）

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通面臨著越來越大的壓力。此時，包括地鐵、磁懸浮、城際鐵路的軌道交通便應(yīng)運而生。然而在地鐵施工過程中，由于對地鐵地質(zhì)災(zāi)害危險性評價重視程度不足或缺少相應(yīng)的防治對策，致使在地鐵的工程建設(shè)中容易引發(fā)一些工程事故，給我們帶來難以估量的經(jīng)濟損失。本文就以長沙為例，對地鐵地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價及其防治對策進(jìn)行相關(guān)研究。

地鐵地質(zhì)災(zāi)害；危險性評價；防治對策

引言

地鐵地質(zhì)災(zāi)害危險性評價的目的就是對擬建地鐵公路沿線可能誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的程度作出預(yù)測，以及時提出相應(yīng)的防治措施，確保高速公路建設(shè)和運營安全、暢通，以最小的投資獲得最大的經(jīng)濟、社會及生態(tài)環(huán)境效益。近年來，地鐵建設(shè)工程中坍塌、沉降、流砂等重特大地質(zhì)事故，給地鐵工程建設(shè)帶來了很大的損失?？梢姷罔F建設(shè)過程中，地質(zhì)災(zāi)害的危害性是非常大的。目前來說，如何防治地質(zhì)災(zāi)害，是擺在我們面前的一個嚴(yán)竣課題。

1　長沙地鐵地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

長沙市位于湖南省湖南省東北部，湘江下游和長瀏盆地西緣，其地域范圍為東經(jīng)111°53′～114°15′，北緯27°51′～28°41′，屬湖南省省會，全省政治、經(jīng)濟、文化中心。下文主要以長沙中心城區(qū)為評估區(qū)，對其地質(zhì)災(zāi)害及其危險性現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1.1地質(zhì)災(zāi)害類型

通過對評估區(qū)實地調(diào)查及歷史資料的查閱，評估區(qū)內(nèi)主要發(fā)育滑坡、崩塌、巖溶地面塌陷三種地質(zhì)災(zāi)害，歷史上長沙市還發(fā)生過一些由于管涌引起的塌岸、潰堤等地質(zhì)災(zāi)害，這些災(zāi)害也可歸為堤岸滑坡，堤岸坍塌等，但在本次調(diào)查中并未發(fā)現(xiàn)。

1.2地質(zhì)災(zāi)害特征

評估區(qū)位于湘江下游，四面環(huán)丘。全區(qū)地貌上以侵蝕構(gòu)造丘陵和侵蝕堆積平原為主。地層巖性出露較為齊全，第四系分布廣泛，巖漿巖局部出露，構(gòu)造較復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境條件中等，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育。由于評估區(qū)長沙地區(qū)為湖南省省會城市，人類工程活動較強烈，導(dǎo)致評估區(qū)內(nèi)巖溶地面塌陷、滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。評估區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的特征為：規(guī)模較小，但由于一般處于人類活動強烈、人口密集區(qū)，造成的經(jīng)濟損失和潛在威脅較大。

另外，根據(jù)本次對評估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀調(diào)查和所搜集資料分析，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，主要地質(zhì)災(zāi)害有滑坡、崩塌、巖溶地面塌陷。通過本次實地調(diào)查及近期發(fā)生的有典型代表性的各類地質(zhì)災(zāi)害15處，其中滑坡10處，崩塌3處，巖溶地面塌陷2處。

1.3地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

評估區(qū)內(nèi)共有地質(zhì)災(zāi)害點15處，包括滑坡10處，崩塌3處，地面塌陷2處，其危險性現(xiàn)狀如下所示：①所有滑坡點現(xiàn)狀評估危害性小、危險性小。②崩塌現(xiàn)狀評估危害性、危險性都為小。③地面塌陷現(xiàn)狀評估危害性、危險性都為小。④評估區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)其它類型地質(zhì)災(zāi)害。

綜上所述，評估區(qū)未發(fā)生過重大地質(zhì)災(zāi)害，所發(fā)生的各類地質(zhì)災(zāi)害沒有造成人員的傷亡，直接經(jīng)濟損失小100萬元。評估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評估總體上危害性小、危險性小。

2　長沙地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

2.1滑坡、崩塌、巖溶地塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

2.1.1加劇滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

評估區(qū)內(nèi)分布滑坡10處，規(guī)模均為小型，均位于已建成區(qū)內(nèi)，即滑坡附近不會進(jìn)行大的工程建設(shè)，規(guī)劃區(qū)工程建設(shè)將不會擾動滑坡體，預(yù)測評估規(guī)劃區(qū)工程建設(shè)加劇滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、危險性小。

2.1.2加劇崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

評估區(qū)內(nèi)分布崩塌點3處，均為小型土質(zhì)崩塌，預(yù)測評估規(guī)劃區(qū)地鐵建設(shè)存在一定危險性。

2.1.3加劇巖溶地而塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

評估區(qū)內(nèi)分布巖溶地面塌陷兩處，一處現(xiàn)已停止抽水，災(zāi)害發(fā)生后及時進(jìn)行填埋，現(xiàn)已看不到塌陷痕跡，目前穩(wěn)定性好；另一處也已停止抽水，對塌陷坑進(jìn)行填埋，目前穩(wěn)定性較好。在進(jìn)行地鐵開挖時，需對此著重注意。

2.2暴雨災(zāi)害

由于長沙地處湖南東北部，位于東徑110053′～114015′北緯27051′～28041′之間，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，四季分明。春末夏初多雨，夏末秋季多旱；春濕多變，夏秋多睛，嚴(yán)冬期短，暑熱期長年平均降雨量1360mm，夏季多暴雨，一般在夜間，氣候濕潤。暴雨可能會使施工材料、設(shè)備受潮，施工進(jìn)度滯后等。

3　地鐵地質(zhì)災(zāi)害安全管理對策

由于長沙獨特的地理位置，我們對其地鐵地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估的目的就是為了獲得相應(yīng)的解決對策，以確保地鐵建設(shè)和運營安全，以最小的投資獲得最大的經(jīng)濟、社會及生態(tài)環(huán)境效益。針對上述我們所提到的長沙地鐵地質(zhì)災(zāi)害類型及誘發(fā)原因，我們可以采用的主要安全管理對策如下：

3.1建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測機構(gòu)

地鐵建設(shè)時，進(jìn)一步開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、普查、排查等基礎(chǔ)工作，建立地質(zhì)災(zāi)害（地質(zhì)環(huán)境）監(jiān)測機構(gòu)，建設(shè)單位負(fù)責(zé)牽頭成立地質(zhì)災(zāi)害防治小組，對小組所有成員進(jìn)行統(tǒng)一管理，分工協(xié)作。施工單位應(yīng)精心施工，根據(jù)地質(zhì)勘察報告及其他施工前期的資料詳細(xì)了解工程地質(zhì)條件及周邊環(huán)境，對危險性較大的隧道和深基坑工程要有針對性地編制專項施工方案，對施工中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)有相應(yīng)的預(yù)控防治搶險措施，比如流砂現(xiàn)象的防治原則是：

（1）減小或消除水頭差，如采取基坑外的井點降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；

（2）增長滲流路徑，如打板樁；

（3）在向上滲流出口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡滲流力；

（4）土層加固處理，如凍結(jié)法、注漿法等。

防治管涌現(xiàn)象的措施：

（1）改變幾何條件，在滲流逸出部位鋪設(shè)反濾層是防止管涌破壞的有效措施。

（2）改變水力條件，降低水力梯度，如打板樁。

另外，施工人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)程序，落實安全措施。當(dāng)施工現(xiàn)場地質(zhì)條件與原設(shè)計不符時，應(yīng)及時會同設(shè)計、監(jiān)理等進(jìn)行變更設(shè)計。監(jiān)測單位在工程建設(shè)中應(yīng)利用信息化施工做好地面沉降監(jiān)測，作好監(jiān)測記錄與分析工作，避免或減輕地質(zhì)災(zāi)害對施工、地面建筑及居民人身安全的危害。

3.2控制人類工程活動

地鐵地質(zhì)災(zāi)害往往和人類工程活動有關(guān)，是人類工程活動誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害。比如，滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害除與大氣降水有關(guān)外，與人類的開挖、堆填和用水有極大關(guān)系；地面沉降、地裂縫、河（湖）水入侵等災(zāi)害主要是過量抽取地下液體所致；為此，我們對復(fù)雜的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境應(yīng)精心設(shè)計，尤其對隧道出入口、車站深基坑要做專門的安全防護考慮，盡可能的以選擇科學(xué)的施工方法，來合理的控制人類的工程活動。比如為減小基坑開挖對地鐵隧道的影響，采用高壓旋噴樁對基坑底部進(jìn)行土體加固處理，同時對地鐵上部基坑進(jìn)行分段開挖，并及時對已澆筑完的底板進(jìn)行加載，將地鐵隧道回彈量控制在20mm。

3.3預(yù)防暴雨

地鐵在修建時應(yīng)考慮長沙多水的環(huán)境，側(cè)墻應(yīng)設(shè)置地下連續(xù)墻、墻體里的防水材料和墻體本身防水三道關(guān)。以第一道關(guān)為例，在建車站主體結(jié)構(gòu)前完成的地下連續(xù)墻不僅能維護主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還能像個箱子一樣把主體結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境隔開，這個箱子就是絕對隔水的。除了側(cè)墻防水，地鐵實際施工中還應(yīng)有止水維幕、降水井、頂板防水層涂層等防水措施。在地鐵車站的樓梯和扶梯下面也都設(shè)有排水集水溝，一旦有雨水進(jìn)入車站，將會直接順著樓梯滲入集水溝，再通過排水管道，進(jìn)入站臺的集水溝。另外，地鐵站臺四周還可以設(shè)置小的排水槽，一旦墻體滲水，將會通過排水槽匯集到集水溝內(nèi)。

4　結(jié)語

隨著地鐵建設(shè)熱潮的到來，各地城市決策者應(yīng)以發(fā)生過的地質(zhì)災(zāi)害安全事故為鏡鑒，對地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)高度重視。建設(shè)前期做好地質(zhì)災(zāi)害危險性評估論證和安全防護設(shè)計；建設(shè)過程中應(yīng)精心組織施工，加強安全監(jiān)理，實施信息化施工，控制地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。相信隨著新技術(shù)、新方法、新材料在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中的應(yīng)用，地質(zhì)災(zāi)害防治措施和施工技術(shù)必有突破性的進(jìn)展。

[1]張春山，吳滿路，張業(yè)成.地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法及展望[J].自然災(zāi)害學(xué)報，2003（01）.

[2]馬寅生，張業(yè)成，張春山，王金山.地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的理論與方法[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報，2004（01）.

[3]張春山，張業(yè)成，張立海.中國崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害危險性評價[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報，2004（01）.

P694

A

1673-0038（2015）36-0284-02

2015-8-18

張玲玲（1985-），女，工程師，本科，主要從事巖土工程工作。