■饒細(xì)輝 沈 良 伏小雙 徐劍波周宇(云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院云南昆明65026;2中國(guó)地質(zhì)大學(xué)北京0008;云南省有色地質(zhì)局08隊(duì)云南昆明66099)
云南省個(gè)舊市某商住小區(qū)建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析
■饒細(xì)輝1,2沈良1,2伏小雙3徐劍波1周宇1
(1云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院云南昆明650216;2中國(guó)地質(zhì)大學(xué)北京100083;3云南省有色地質(zhì)局308隊(duì)云南昆明661099)
本文針對(duì)云南省個(gè)舊市某商住小區(qū)新址建設(shè)的實(shí)際情況,分析了地質(zhì)災(zāi)害的成因、種類及對(duì)擬建建(構(gòu))筑物的危害,提出了地質(zhì)災(zāi)害隱患的防范措施,以及在今后的建設(shè)施工過(guò)程中可能引發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢(shì)做出分析評(píng)價(jià),并提出相防治建議。
商住小區(qū)建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀趨勢(shì)分析防治措施
1.1自然地理
云南省個(gè)舊市某住宅小區(qū)工程項(xiàng)目位于個(gè)舊市區(qū)北部,地貌上處于個(gè)舊狹長(zhǎng)形斷陷盆地北部溝谷地帶,屬構(gòu)造侵蝕溶蝕低中山地貌,工程區(qū)場(chǎng)地中西部低,北東部高,場(chǎng)地高差約9.43m。在場(chǎng)地西側(cè)為坡度30°~40°,局部50°營(yíng)盤山體分布。
工程區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候類型,一年四季不甚分明,但干、雨季節(jié)區(qū)分較為明顯。
工程區(qū)屬位于個(gè)舊斷陷盆地北西部邊緣,屬南盤江水系。在工程區(qū)以南約分布有個(gè)舊湖,面積0.8km2,蓄水量329萬(wàn)m3。個(gè)舊湖無(wú)大的常年地表徑流注入,主要靠大氣降水匯集補(bǔ)給,蓄水量受降水控制較明顯。
1.2地質(zhì)構(gòu)造
工程區(qū)在大地構(gòu)造位置處于“云南山字型”構(gòu)造體系東翼與南北向構(gòu)造體系交接地帶,其中以“云南山字型”構(gòu)造為主?!霸颇仙阶中汀睒?gòu)造體系特點(diǎn)是兩翼不對(duì)稱,總體略向西偏轉(zhuǎn)。
工作區(qū)所處區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造形跡以斷裂為主,褶皺次之;構(gòu)造線方向以南北向、北東向?yàn)橹?。區(qū)內(nèi)發(fā)育有1條斷裂(個(gè)舊斷裂),斷裂特征描述如下(表1):
表1 斷裂構(gòu)造特征表
1.3地層巖性
據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,工程區(qū)內(nèi)出露的地層主要有:
(1)第四系(Q4ml)素填土:褐、黑褐及黃褐色粘性土混含少量角礫組成,結(jié)構(gòu)松散,主要分布于工程區(qū)北側(cè)。
(2)第四系(Qdl+pl)粉質(zhì)粘土:褐、黃褐、褐黃夾紅色,含少量圓礫及角礫,主要分布于征地范圍內(nèi)。
(3)第四系(Qel+dl)紅粘土:褐黃色,含少量角礫及碎石,分布于整個(gè)工程區(qū)。
(4)三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組(T2g)強(qiáng)~中風(fēng)化石灰?guī)r:灰、淺灰或灰白色,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),中厚層狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙較發(fā)育,裂隙間充填有少量粘性土;下伏分布于整個(gè)工程區(qū)。
1.4水文地質(zhì)條件
工程區(qū)處于工程區(qū)位于個(gè)舊斷陷盆地以北,營(yíng)盤山坡麓地帶,總體處于地下水的補(bǔ)給徑流區(qū)。
根據(jù)含水層介質(zhì)的不同及地下水的賦存形式和水動(dòng)力條件的差異性,區(qū)內(nèi)地下水類型可劃分為松散層孔隙水、碳酸鹽巖溶水。
工程區(qū)屬碳酸鹽巖分布區(qū),裂隙發(fā)育且貫通性好,其透水性強(qiáng),總體處于地下水的補(bǔ)給徑流區(qū),地表廢污和污染物淋濾水排泄,較易沿裂隙下滲污染深部地下水,工程建設(shè)對(duì)地下水的影響較小,水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度中等。
2.1工程區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀
據(jù)調(diào)查,工程區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害主要有1個(gè)不穩(wěn)定斜坡、1個(gè)崩塌體。
2.1.1BW1不穩(wěn)定斜坡
①空間位置:位于工程區(qū)南西側(cè)。
②規(guī)模、形態(tài)、結(jié)構(gòu)要素:平面上呈直線形,斜坡面地形陡峭,總體走向N60°E,坡向SE,坡度角35°~40°,長(zhǎng)約98.5m,坡高約15m~36m,規(guī)模屬小型。
③巖(土)體類型與結(jié)構(gòu):地層巖性是較硬中厚層狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)巖溶化石灰?guī)r,不穩(wěn)定斜坡傾向150°,坡度40°;地層產(chǎn)狀:325°∠48°(D)。
發(fā)育三組高角度節(jié)理,J1:50°∠75°、J2:240°∠78°、J3:220°∠85°。
④不穩(wěn)定斜坡分析:
構(gòu)造侵蝕、溶蝕斜坡受高角度節(jié)理切割作用的影響,形成潛在不穩(wěn)定斜坡,呈小陡崖或陡壁形式分布。
據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查以及不穩(wěn)定斜坡赤平投影圖可以看出:雖然層面與邊坡面呈反坡有利組合,但斜坡面B與節(jié)理J2、J1和J2的棱體組合交呈順坡向不利組合,目前該不穩(wěn)定斜坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)(圖1)。
2.1.2B1崩塌
在工程區(qū)場(chǎng)地北側(cè)營(yíng)盤山坡體下方緩坡地段分布有1個(gè)崩塌,其崩塌體(倒石堆)平面上呈三角形展布,坡體主要由較硬中厚層狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)巖溶化石灰?guī)r構(gòu)成,坡體上溶蝕現(xiàn)象強(qiáng)烈,局部有孔洞存在,總體走向N4°W,坡向NE,長(zhǎng)約25m,寬約110m,高約3m~10m,體積約1.5萬(wàn)m3,坡度角40°~60°,規(guī)模屬小型。
由于區(qū)內(nèi)屬構(gòu)造侵蝕、溶蝕低中山地貌,坡面地形陡峭,坡體表面基巖裸露,溶蝕、風(fēng)化強(qiáng)烈、巖體破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,在長(zhǎng)期的坡面流水、溶解和軟化裂隙充填物,使得巖體自重增加,并促進(jìn)裂隙進(jìn)一步發(fā)育,在人為擾動(dòng)或地震作用下沿節(jié)理裂隙面向下產(chǎn)生垮塌,現(xiàn)狀堆積在坡腳地帶,其破壞形式為滑移式(圖2)。
2.2工程區(qū)潛在環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題
2.2.1紅粘土
工程區(qū)處于碳酸鹽巖分布區(qū),據(jù)勘察鉆探揭露,區(qū)內(nèi)紅粘土分布較厚,具弱膨脹性,土體存在一定的脹縮性;區(qū)內(nèi)分布的紅粘土的Ir小于I′r,其復(fù)浸水特性分類為Ⅱ類,即收縮后復(fù)浸水膨脹,不能恢復(fù)到原位。
紅粘土的不良工程特性主要表現(xiàn)為:土的含水量高、孔隙比大、壓縮性高,各部位土層厚薄不均、強(qiáng)度不一;土層具有上硬下軟和遇水易軟化特點(diǎn);紅粘土中可能存在土洞。
紅粘土的巖土工程問(wèn)題及危害:地基處理不當(dāng),或者防、排水不力時(shí),容易產(chǎn)生基礎(chǔ)不均勻沉降,影響建筑安全使用。
2.2.2巖溶
工程區(qū)處于碳酸鹽巖分布區(qū),據(jù)場(chǎng)地勘察資料揭露,區(qū)內(nèi)石灰?guī)r溶蝕孔洞及溶蝕裂隙較發(fā)育,溶洞揭露率為6.3%,在場(chǎng)地西側(cè)營(yíng)盤山出露的巖石,溶蝕現(xiàn)象發(fā)育,局部存在溶洞。因此,工程區(qū)巖溶作用較強(qiáng)烈,巖溶發(fā)育中等。
2.2.3人類活動(dòng)
工程區(qū)內(nèi)土地大部分被用作農(nóng)業(yè)種植,部分荒地。
植被覆蓋率約5~10%,以雜草為主,僅在山頂有少量喬木及灌木叢。
工程區(qū)范圍內(nèi)人類工程活動(dòng)主要為農(nóng)業(yè)種植、民用建筑和公路建設(shè)。工程區(qū)破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈。
圖1 BW1不穩(wěn)定斜坡示意圖
圖2 B1崩塌示意圖
分析表明,工程區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生與發(fā)育主要受地層巖性、巖體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、人為因素等因素的控制和影響。
3.1地層巖性
工程區(qū)地層、巖相變化較大,巖土體類型頗多,地表廣泛分布第四系松散巖組和較硬中厚層狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)巖溶化石灰?guī)r巖組,個(gè)舊市降雨量較大,在工程建設(shè)切坡挖方與填方條件下,較易引發(fā)第四系松散巖組和較硬中厚層狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)巖溶化石灰?guī)r嚴(yán)重或填土滑坡;建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)選擇不當(dāng),較易產(chǎn)生地基不均勻沉降。因此,巖土體工程地質(zhì)條件較差。
3.2巖體結(jié)構(gòu)
巖體的結(jié)構(gòu)特征指巖體中結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面及其相互組合特征,它控制著巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
巖體在巖性和結(jié)構(gòu)上的差別,導(dǎo)致了物理力學(xué)的差異,這種差異產(chǎn)生的一系列的工程地質(zhì)問(wèn)題,是地質(zhì)災(zāi)害形成的內(nèi)在因素。
工程區(qū)圍巖的巖體結(jié)構(gòu)類型主要為較硬中厚層狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)巖溶化石灰?guī)r巖組,由于巖層巖溶、節(jié)理裂隙較發(fā)育,連通性相對(duì)較好,地下水主要以潛水方式存在,含水層一般呈帶狀、層狀,富水性弱~中等。
挖方邊坡在有節(jié)理、層面等不利組合的陡坡地段,易產(chǎn)生巖體崩塌、滑坡。
3.3地質(zhì)構(gòu)造
工程區(qū)內(nèi)發(fā)育1條斷裂,工程區(qū)內(nèi)除松散巖組外,在工程區(qū)西側(cè)出露巖層,出露的地層有:三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組(T2g)石灰?guī)r,根據(jù)露頭量測(cè),區(qū)內(nèi)巖層總體節(jié)理裂隙較發(fā)育,主要發(fā)育以下3組節(jié)理:地層產(chǎn)狀325°∠48°,邊坡面產(chǎn)狀為150°∠40°。
節(jié)理裂隙發(fā)育三組:
(1)50°∠75°,節(jié)理多數(shù)閉合,面平直光滑,線密度一般1~2條/m,壓性。
(2)240°∠78°,節(jié)理多數(shù)閉合,面平直光滑,線密度一般2~3條/m,壓性。
(3)220°∠85°,節(jié)理多數(shù)閉合,面平直光滑,線密度一般3~5條/m,壓性。
節(jié)理面的閉合程度隨工程建設(shè)的開(kāi)挖切坡加大,崩塌也出現(xiàn)在節(jié)理長(zhǎng)度大、裂縫寬、面平直光滑的地段。圍巖中節(jié)理組合使巖體成為多面體,在與巖層的層面組合,使巖體的完整性受到破壞。而經(jīng)構(gòu)造作用改造的巖體易發(fā)生風(fēng)化作用,變得異常疏松破碎,抗剪強(qiáng)度降低,穩(wěn)定性變差。
3.4水文地質(zhì)條件
地下水是促使各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和發(fā)展的主要因素之一。區(qū)內(nèi)第四系松散堆積層孔隙水,賦存于淺部填土層、粘性土土層中,多呈帶狀或塊狀分布,接受大氣降水及坡面匯流的補(bǔ)給,由高處向低處排泄,總體以散流狀排泄于低洼處,同時(shí)在徑流過(guò)程中沿裂隙下滲對(duì)下伏基巖的地下水進(jìn)行補(bǔ)給,具有水位明顯受季節(jié)控制、埋藏淺、水量小、易污染、無(wú)統(tǒng)一穩(wěn)定地下水位的特點(diǎn)。
巖溶水,主要分布于三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組石灰?guī)r(T2g)溶隙中,碳酸鹽巖巖溶水總體水位埋藏較深,碳酸鹽巖巖溶水富水性及透水性強(qiáng),受構(gòu)造及地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響,地下水多以泉水形式集中排泄,補(bǔ)給源主要為大氣降水,地下水流向主要受構(gòu)造及巖性組合控制。
4.1工程區(qū)工程建設(shè)加劇不穩(wěn)定斜坡、崩塌趨勢(shì)
BW1不穩(wěn)定斜坡處于工程區(qū)北西側(cè)斜坡地段,B1處于工程區(qū)西側(cè)地段,坡體地形坡度一般30°~40°,局部50°,坡體主要由較硬中厚層狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)巖溶化石灰?guī)r構(gòu)成,坡體上節(jié)理裂隙、溶蝕現(xiàn)象強(qiáng)烈,局部有孔洞存在,坡腳、坡面無(wú)支擋、防護(hù)措施,目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。
隨著工程建設(shè)的開(kāi)展,在工程建設(shè)施工振動(dòng)等因素影響下,加劇現(xiàn)狀邊坡在局部地段要素發(fā)生改變或破壞,惡化穩(wěn)定條件,在坡面水流的下滲、沖刷、地震等不利因素作用下,易產(chǎn)生崩塌或小規(guī)?;?,對(duì)下方民房、施工人員、設(shè)施等造成直接危害,危害程度較大。
另外,BW1不穩(wěn)定斜坡、B1崩塌體巖體受高角度節(jié)理切割作用形成危巖,巖體大小一般呈0.3m~3m,大者4m,隨著時(shí)間的推移,在地震及降雨等自然因素作用下,將朝著不利于穩(wěn)定的趨勢(shì)方向發(fā)展。
4.2工程區(qū)工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢(shì)
4.2.1工程區(qū)工程建設(shè)場(chǎng)地整平挖方施工可能引發(fā)滑坡或崩塌
工程區(qū)屬于深挖方區(qū)段,其挖方深度介于1.8m~6.7m之間,其挖方邊坡土體以第四系填土、粘性土多層土體為主,場(chǎng)地巖土體工程性質(zhì)較差,挖方區(qū)段分布有具弱膨脹潛勢(shì)的紅粘土,施工過(guò)程中挖方邊坡土體易產(chǎn)生剪切破壞,誘發(fā)開(kāi)挖邊坡土體滑坡、崩塌,對(duì)工程的施工安全和運(yùn)營(yíng)造成危害。
4.2.2工程建設(shè)場(chǎng)地整平填方施工可能引發(fā)滑坡或崩塌
工程區(qū)北側(cè)地段場(chǎng)地整平填方厚度介于3.0~4.9m之間,場(chǎng)地整平后將不會(huì)在四周產(chǎn)生填土邊坡,其填方厚度不均勻,工程建設(shè)可能誘發(fā)填土地基產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致擬建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)變形、房屋拉裂等危害,其次,填土層內(nèi)部產(chǎn)生弧形滑坡,對(duì)工程的施工安全和運(yùn)營(yíng)造成危害。
4.2.3工程建設(shè)可能誘發(fā)巖溶塌陷(沉陷)
工程區(qū)處于碳酸鹽巖分布區(qū),區(qū)內(nèi)巖溶作用較強(qiáng)烈,巖溶發(fā)育中等,區(qū)內(nèi)地表水與深部巖溶水聯(lián)系性較好,同時(shí)在今后工程項(xiàng)目建設(shè)完成后再加載的條件下,易誘發(fā)巖溶塌陷,工程區(qū)在深部巖溶水作用下形成地表巖溶塌陷的可能性大。
4.3工程區(qū)工程建設(shè)本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危的發(fā)展趨勢(shì)
由于工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件的改變和影響,工程建設(shè)本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的危害。
(1)工程建設(shè)可能遭受BW1不穩(wěn)定斜坡、B1崩塌的危害。
(2)工程建設(shè)可能遭受由于工程建設(shè)本身引發(fā)的滑坡、崩塌的危害。
(3)工程建設(shè)可能遭受、紅粘土、填土地基不均勻沉降等巖土工程問(wèn)題的危害。
(4)工程建設(shè)可能遭受巖溶塌陷(沉陷)的危害的危害。
5.1滑坡
工程區(qū)分布有BW1不穩(wěn)定斜坡、B1崩塌,應(yīng)采取削坡、清除危石、或者掛網(wǎng)噴漿進(jìn)行錨固、坡腳支擋加固防護(hù)處理以及防、排水措施。
5.2挖方邊坡
工程區(qū)場(chǎng)地整平挖方施工,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范合理選擇邊坡角,遵循有關(guān)規(guī)范的規(guī)定,按科學(xué)順序施工,采取適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)、坡腳支擋加固,以及防、排水措施。
5.3填土邊坡
工程區(qū)場(chǎng)地整平填方施工,應(yīng)選擇適宜的土料,并分層碾壓或夯實(shí),選擇合理的邊坡角,采取適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)和有效的支擋措施,設(shè)置系統(tǒng)的防排水措施。
5.4填土地基
工程區(qū)場(chǎng)地整平填方施工,應(yīng)對(duì)填土分層碾壓或夯實(shí),防止不均勻沉降,影響擬建場(chǎng)地的安全使用。
5.5紅粘土地基
工程區(qū)廣泛分布具有弱膨脹潛勢(shì)的紅粘土,地基基礎(chǔ)及基坑開(kāi)挖施工時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆浪?、保濕等措施或設(shè)置適當(dāng)厚度的碎石土、砂土墊層作換土處理。
5.6巖溶
工程區(qū)處于碳酸鹽巖分布區(qū),區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育歷史長(zhǎng),地基存在巖溶溶洞不良地質(zhì)體,加強(qiáng)物探化工作并做好施工的預(yù)防與處理措施。
云南地處山區(qū),各類型地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁,影響較大,每年政府均要求相關(guān)部門對(duì)地質(zhì)災(zāi)害涉及的地區(qū)和范圍進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理或采取防范措施,將損失降低最低。
本文對(duì)個(gè)舊市某商住小區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,同時(shí)針對(duì)工程區(qū)現(xiàn)狀分布災(zāi)點(diǎn)的具體情況、發(fā)展趨勢(shì)、研究分析、比較,提出了相應(yīng)的防治措施,并對(duì)工程區(qū)在今后的建設(shè)過(guò)程中可能引發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。本文提出的地質(zhì)災(zāi)害的防對(duì)策切實(shí)可行,具有較普遍的適用意義。
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