隴西縣盤龍山風電項目地質災害危險性評估與防治措施分析

曾劍楠+周虎東+張弘+張亮

摘 要： 我國是地質災害多發(fā)的國家，地質災害種類多、分布廣、活動頻繁、危害重，是世界上地質災害最為嚴重的國家之一。本文對評估區(qū)地層、構造特征、水文地質特征及巖土體工程地質類型進行詳細分析，對地質災害危險性現(xiàn)狀與工程建設引發(fā)地質災害危險性預測進行評估，進而提出防治措施建議，為工程選址設計、征地、施工和安全運行提供防災減災依據(jù)，對同類工作具有借鑒意義。

關鍵詞： 隴西縣； 盤龍山風電項目； 地質災害； 危險性評估； 防治措施

該項目地貌單元屬黃土中低山區(qū)，工程主要集中在宏偉鄉(xiāng)一帶。區(qū)內(nèi)地形坡度一般在10°～30°之間，地形條件較復雜；土體主要為第四系上更新統(tǒng)馬蘭黃土，厚度8m～16m，巖土體性質為復雜，區(qū)內(nèi)無斷裂通過，地震烈度為Ⅷ度，地質構造為較復雜。本文綜合評估區(qū)內(nèi)地質災害危險性，并提出防治措施，為該工程選址設計、征地、施工和安全運行提供防災減災依據(jù)。

1. 地層及構造特征

評估區(qū)地層主要為第四系風積物，其次為第四系沖洪積物。隴西縣屬于隴西系旋卷構造體系，夾于內(nèi)官、南山隆起帶和武山斷隆間。在區(qū)域上北部沿渭源—隴西，南部沿漳縣—武山一線沉積了新生界新近系，構成了渭隴—漳武盆地。其西部和南部有構造線呈北西西向的中生界白堊系及古生界分布，是盆地的基底層。盆地和基底層的構造型式有別，盆地中的構造呈現(xiàn)為旋卷構造，而基底層北西西向的構造帶，形成了兩個截然相反的構造體系。由于渭隴—漳武盆地內(nèi)為旋卷構造，而基底層為北西西向構造帶，盆地中構造發(fā)生時，對基底層有強烈的干擾和影響，使基底層部分結構面及白堊系全部受影響和改造而被卷入，成為盆地中構造體系的一員。評估區(qū)所在區(qū)域及周邊無斷裂發(fā)育。本區(qū)新構造運動的表現(xiàn)形式主要以垂直升降運動為主。河谷普遍發(fā)育有Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ級階地和下更新統(tǒng)地層的缺失，表明本區(qū)新構造運動比較活躍。

2. 水文地質特征

根據(jù)區(qū)內(nèi)地下水的賦存條件、水力性質及水力特征等，區(qū)內(nèi)地下水主要為黃土潛水和松散巖類孔隙水。

（1）黃土潛水：賦存于黃土丘陵的梁峁中，含水層巖性為馬蘭黃土與離石黃土，含水層厚度變化較大，但大都在4m～5m左右。其唯一補給來源是大氣降水的垂直入滲，下伏基巖一般構成隔水底板，黃土大孔隙及垂直節(jié)理構成黃土潛水賦存與徑流空間，由黃土梁向就近的河（溝）谷方向徑流，多以泉的形式排泄，其次為地面蒸發(fā)排泄。黃土潛水補給條件差，排泄條件好，富水性一般較弱。受地層較高易溶鹽含量及地面蒸發(fā)作用的影響，黃土潛水的水質一般呈微咸水。

（2）松散巖類孔隙水：分布于山間河谷平原區(qū)。主要含水層為卵、礫石層，厚度2m～4m，富水性中等，主要為SO42--HCO3--Na+-Mg2+、SO42--Cl--Na+型水，礦化度1g/l～2g/l。接受大氣降水和上游徑流補給和基巖裂隙水補給，沿河谷向下游徑流、排泄。現(xiàn)代的人工開采已成為重要排泄方式。

3. 巖土體工程地質類型

評估區(qū)主要的土體為馬蘭黃土、離石黃土和粉質黏土。

（1）馬蘭黃土：即黃土單層土體，質地均一，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，遇水易崩解，根據(jù)可研報告，馬蘭黃土的天然密度1.43/cm3～1.97g/cm3，天然含水率11.7%～25.2%，干密度1.24/cm3～1.61g/cm3，壓縮系數(shù)0.056MPa-1～0.138MPa-1，濕陷系數(shù)0.011～0.059，自重濕陷系數(shù)0.008～0.024，具有Ⅱ—Ⅲ級（中等）自重濕陷，最大濕陷深度為18m，承載力特征值為110KPa～130KPa。

（2）離石黃土：即粉土單層土體，夾多層淺棕紅色古土壤，并伴有鈣質結核層，具輕微濕陷性，承載力特征值為150KPa～180KPa。

（3）粉質黏土礫卵石雙層土體：上部粉質黏土，褐黃色，土質不均，根據(jù)可研報告，該層土體天然密度1.86g/cm3～2.03g/cm3，天然含水率19.8%～29%，干密度1.44g/cm3～1.67g/cm3，孔隙比0.63～0.89，壓縮系數(shù)0.064MPa-1～0.124MPa-1，濕陷系數(shù)0.001～0.020，自重濕陷系數(shù)0.001～0.017，具有Ⅰ級（輕微）自重濕陷，最大濕陷深度為3m。承載力特征值為120kPa～150KPa。下部礫卵石層，厚度3m～5m，承載力特征值為400kPa～450kPa。

4. 地質災害危險性現(xiàn)狀評估

根據(jù)評估區(qū)所處的地質環(huán)境條件和地質災害分布發(fā)育特征，結合災種的引發(fā)因素、發(fā)育程度和危害程度，采用地質歷史分析法、工程地質條件類比法綜合分析，在此基礎上按照地質災害可能造成的損失與可能性綜合判定危險性大?。ū?），按大、中等、小三級對各類地質災害危險性現(xiàn)狀進行評估。

根據(jù)評估區(qū)地質環(huán)境條件和已取得資料，依據(jù)“評估規(guī)程”要求，首先對黃土濕陷形成的充分程度進行判定（表2），再按照地質災害可能造成的損失與可能性綜合判定危險性大小，按大、中、小三級對黃土濕陷危險性現(xiàn)狀進行評估。

評估區(qū)土層主要為馬蘭黃土，具有濕陷性，根據(jù)可研報告，馬蘭黃土的濕陷系數(shù)在0.011～0.059之間，自重濕陷系數(shù)在0.008～0.024，具有Ⅱ—Ⅲ級（中等）自重濕陷，最大濕陷深度為18m，所以確定評估區(qū)黃土濕陷發(fā)生的可能性較大。該項目風機基礎采用鉆孔灌注樁，樁長22m，持力層為下部不具有濕陷性的離石黃土層，所以黃土濕陷對風機基礎的影響較小。而每臺風機所配備的箱變采用天然地基，基礎埋深2.9m，基礎持力層為濕陷性黃土層，可能引起擬建建（構）筑物基礎局部地段的不均勻沉降、地面沉陷、裂縫等。

5. 工程建設引發(fā)地質災害危險性預測評估

評估區(qū)內(nèi)濕陷性土層主要為馬蘭黃土（Q3eol），具有嚴重自重濕陷性。根據(jù)工程特點，在風機部位雖不會布設用水管道，但隨著近些年極端天氣的增多，突降大暴雨或者到雨季時，連續(xù)陰雨天氣，可能會加劇建設場地產(chǎn)生陷坑、陷穴，造成地基土下陷，威脅施工人員、設備以及工程本身的安全，另外由于濕陷性土層的濕陷量及濕陷厚度較大，若對地基處理不當，一旦發(fā)生黃土濕陷，可能引起擬建建（構）筑物基礎不均勻沉降、地面沉陷、裂縫等。但由于風機的基礎持力層為下部不具有濕陷性的離石黃土層，所以工程建設加劇黃土濕陷災害的可能性小，可造成的損失小，危險性小。

6. 地質災害防治措施建議

根據(jù)評估區(qū)地質環(huán)境條件，地質災害危險性現(xiàn)狀評估和預測評估結果，針對地質災害的分布特點及其對工程的危害程度和危害方式，按照“以防為主、防治結合”的原則，達到保護地質環(huán)境，避免和減少地質災害損失為目的，對評估區(qū)地質災害隱患提出以下防治建議：

（1）基礎開挖時，基坑邊坡應設置合理的坡率，并采取臨時支護措施，防止崩塌、滑坡的發(fā)生。

（2）場區(qū)道路施工過程中，路線應盡量選在斜坡坡度較緩的地段通過，若形成挖方或填方邊坡，必要時應采取護坡等方式進行坡面防護。

（3）建議對地基處理時應嚴格按照相關規(guī)范實施，并在擬建建（構）筑物周圍做好地表防排水措施，防止基礎下沉。施工期盡可能避免大量施工用水漫流的情況發(fā)生，并設置排水溝等措施，避免造成大量施工用水或降水入滲，引發(fā)黃土濕陷。

（4）工程建設中，場地平整產(chǎn)生棄土，可就地攤平處理，但風機基礎施工時將會產(chǎn)生大量的棄土，應拉出場外集中處理，不得堆放在溝谷中或斜坡上，以免引發(fā)泥石流、崩塌、滑坡等災害。

（5）場地平整時盡量減少開挖量及開挖幅度。施工及運營過程中做好地質災害監(jiān)測預警，確保工程安全運營。

參考文獻：

[1] 彭滿華， 張海順， 唐祥達. 滑坡地質災害風險分析方法[J]. 巖土工程技術， 2001（4）：235-240.

[2] 張梁. 地質災害災情評估理論與實踐[M]. 地質出版社， 1998.

[3] 甘肅省地質礦產(chǎn)局. 中華人民共和國地質礦產(chǎn)部地質專報：區(qū)域地質.19，甘肅省區(qū)域地質志[M]. 地質出版社， 1989.

[4] 李佳洋， 李艷龍， 李雪嬌，等. 阿爾山地區(qū)地質災害評價與分析[J]. 西部資源， 2015（6）：56-57.