安徽壽縣江黃輸變電工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估研究

摘要：地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估是工程建設(shè)項(xiàng)目中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，在防災(zāi)減災(zāi)方面有著重要作用。本文在系統(tǒng)收集、分析資料的基礎(chǔ)上，通過野外地質(zhì)調(diào)查和綜合研究，對評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀、工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害、建設(shè)工程本身可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了評估，進(jìn)而對建設(shè)用地適宜性進(jìn)行了評價(jià)，提出了針對性防治措施，為工程設(shè)計(jì)和建設(shè)提供了基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；危險(xiǎn)性；膨脹土；安徽壽縣

1.引言

地質(zhì)災(zāi)害是指在自然因素或者人為因素的作用下形成的對人類生命財(cái)產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質(zhì)現(xiàn)象[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人為地質(zhì)災(zāi)害不斷增多，因此在工程建設(shè)前進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估十分必要。

江黃35kV輸變電工程位于安徽壽縣江黃村，場地面積約2300m2。本工程的建設(shè)有利于優(yōu)化江黃地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高供電能力、解決該地區(qū)長期存在的低電壓問題。為避免因工程活動(dòng)引發(fā)或工程本身遭受的地質(zhì)災(zāi)害給工程建設(shè)造成損失，本文在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，對安徽壽縣江黃35kV輸變電工程進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估，以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

2.地質(zhì)概況

2.1區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域上位于淮河以南，屬于江淮波狀平原區(qū)[2]。地層劃屬華北地層大區(qū)徐淮地層分區(qū)淮南地層小區(qū)，區(qū)內(nèi)除奧陶系中統(tǒng)至石炭系中統(tǒng)、三疊系、侏羅系和白堊系缺失外，其余地層均有不同程度的發(fā)育。在構(gòu)造位置上隸屬于華北板塊的東南緣[3]，處中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣的淮河臺(tái)坳與江淮臺(tái)隆的復(fù)合部位[4]。評估區(qū)附近無全新世活動(dòng)斷裂，地質(zhì)構(gòu)造簡單。

2.2氣象、水文

評估區(qū)地處亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)和暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)的過渡地帶，氣候溫和，四季分明。多年平均降水量969mm，年最大降水量1722.5mm（1954年），最小降水量471.9mm（1966年）。評估區(qū)以東約3.7km為瓦埠湖，湖泊正常水位18.0m，湖底高程15.5m；評估區(qū)所處地面最低高程為28.96m，高于50年一遇洪水和內(nèi)澇水位。

2.3地形地貌

區(qū)內(nèi)主要為農(nóng)田，地面高程為28.96m～29.15m，總體地勢較為平坦，場地基本為原始地形；地貌類型主要為河湖平原，地表巖性為第四系全新統(tǒng)豐樂鎮(zhèn)組粉質(zhì)粘土，地貌類型單一。

2.4地層巖性

區(qū)內(nèi)地層較為單一，主要為第四系全新統(tǒng)豐樂鎮(zhèn)組、上更新統(tǒng)戚咀組和白堊系下統(tǒng)新莊組地層。第四系在評估區(qū)內(nèi)全區(qū)分布，巖性主要為粘土、粉質(zhì)粘土、中粗砂等，厚度約20m；白堊系為本區(qū)下伏地層，巖性主要為泥質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，薄—厚層結(jié)構(gòu)，厚度大于500m，區(qū)內(nèi)巖性巖相變化不大。

2.5巖土類型及工程地質(zhì)性質(zhì)

區(qū)內(nèi)巖土體主要?jiǎng)澐譃槎鄬咏Y(jié)構(gòu)土體和層狀碎屑巖巖組兩類。多層結(jié)構(gòu)土體在評估區(qū)內(nèi)全區(qū)分布，以第四系全新統(tǒng)粘土、粉質(zhì)粘土、砂礫石層及上更新統(tǒng)粘土為主，一般具雙層或多層結(jié)構(gòu)；層狀碎屑巖巖組隱伏分布于評估區(qū)所在地區(qū)，巖性以白堊系泥質(zhì)粉砂巖為主，薄—厚層狀，砂巖巖質(zhì)堅(jiān)硬。巖土體結(jié)構(gòu)簡單，工程地質(zhì)性質(zhì)良好。

2.6水文地質(zhì)條件

評估區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。松散巖類孔隙水賦存于第四系松散巖類中，主要受大氣降水及地表水影響，富水性中等；基巖裂隙水賦存于白堊系砂巖、粉砂巖等巖性的陸相及淺水湖相沉積物中，富水性主要受裂隙發(fā)育程度影響，富水性貧乏。水位年變幅1m～2m左右，水文地質(zhì)條件良好。

3.地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評估

根據(jù)野外調(diào)查，評估區(qū)現(xiàn)狀條件下無崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生；區(qū)內(nèi)無隱伏碳酸鹽巖等可溶巖分布，不存在巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害；區(qū)內(nèi)及其附近無大強(qiáng)度開采地下水的集中供水水源地，地下水基本上處于自然循環(huán)狀態(tài)，不存在地面沉降地質(zhì)災(zāi)害。評估區(qū)外圍2000年以前所建的部分房屋墻體出現(xiàn)不同程度的開裂，裂縫多呈鋸齒狀（長約3.0m，寬1.0cm～2.0cm），多形成于房屋建成3年～5年后，該些房屋基以夯土基礎(chǔ)為主，基礎(chǔ)埋置深度在0.50m左右；新近采用碎石圈梁基礎(chǔ)建設(shè)的房屋則不易開裂。

調(diào)查期間在評估區(qū)內(nèi)采取土樣，取樣深度1.3m～2.6m，為上更新統(tǒng)戚咀組（Qp3q）粘土，根據(jù)測試結(jié)果，土樣自由膨脹率（δef）為53.0%～64.0%（表1）。根據(jù)《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50112—2013），土樣自由膨脹率在40≤δef<65范圍內(nèi)，具弱膨脹潛勢（表2）；經(jīng)調(diào)查及訪問，膨脹土對當(dāng)?shù)厮こ?、民房以及道路建設(shè)施工造成了一定影響，但危害程度較小，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

4.地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測評估

4.1工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測評估

江黃35kV輸變電工程所處地勢較為平坦，主要土體為第四系粘土、粉質(zhì)粘土。擬建物主要包括開關(guān)室、二次設(shè)備房、機(jī)動(dòng)用房、安全工具間等，均為低層建筑。其中開關(guān)室、二次設(shè)備房均為兩層平房建筑，基礎(chǔ)型式為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋置深度1.50m～2.00m；機(jī)動(dòng)用房、安全工具間等采用天然地基。擬建物基礎(chǔ)開挖深度淺，引發(fā)基坑崩塌可能性小、崩塌量小，不作為綜合評估時(shí)的災(zāi)害種類。因此，本工程建設(shè)不易引發(fā)或加劇基坑崩塌及其他地質(zhì)災(zāi)害。

4.2建設(shè)工程本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測評估

根據(jù)野外調(diào)查及現(xiàn)場取土樣測試結(jié)果，建設(shè)工程本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性主要來自評估區(qū)內(nèi)的膨脹土變形對擬建工程的危害。根據(jù)《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50112—2013）第5.2.11條公式（式1）[3]計(jì)算區(qū)內(nèi)濕度系數(shù)，并根據(jù)第5.2.12、5.2.13條查得大氣影響深度、大氣影響急劇層深度。

ΨW=1.152-0.726a-0.00107c（式1）

式中：ΨW—濕度系數(shù)；

a-當(dāng)?shù)?月至次年2月的月份蒸發(fā)力之和與全年蒸發(fā)力之比值；

c-全年中干燥度大于1.0且平均氣溫大于0℃月份的蒸發(fā)力與降水量差值之總和（mm）；干燥度為蒸發(fā)力與降水量之比值。

經(jīng)計(jì)算區(qū)內(nèi)濕度系數(shù)為0.85，大氣影響深度為3.25m、大氣急劇深度為1.45m。評估區(qū)地基在大氣影響深度范圍內(nèi)（3.25m以淺），地基土體在含水量受大氣影響發(fā)生變化時(shí)，土的力學(xué)性質(zhì)也隨之發(fā)生變化，膨脹土吸水膨脹和失水收縮的特征容易造成其上的建筑物變形、開裂，將影響地面建筑物的正常使用。預(yù)測在每年降水量變化較大的季節(jié)，以膨脹土作為基礎(chǔ)持力層的建筑物淺基礎(chǔ)易因膨脹土變形產(chǎn)生破壞，但因區(qū)內(nèi)分布的均為弱膨脹土，其危害程度小，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。因此本工程遭受膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等，危害程度小，危險(xiǎn)性小。

5.地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)評估及防治措施

5.1地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)評估

5.1.1綜合評估原則及量化指標(biāo)確定

根據(jù)“區(qū)內(nèi)相似，區(qū)際相異”的原則，采用定性、半定量分析法[6]，對評估區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級進(jìn)行分區(qū)；根據(jù)各區(qū)存在的和可能引發(fā)的災(zāi)種、規(guī)模和發(fā)育程度等，按“就高不就低”的原則綜合判定評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的等級區(qū)。

評估區(qū)依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估的結(jié)果，并充分考慮區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件、潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患特征，并結(jié)合膨脹土膨脹潛勢分級標(biāo)準(zhǔn)，確定自由膨脹率為判別區(qū)內(nèi)危險(xiǎn)性的量化指標(biāo)（表3）

5.1.2綜合分區(qū)評估

根據(jù)上述評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的分級原則和評估方法，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種類型和工程建設(shè)類型，將評估區(qū)劃分為一個(gè)區(qū)，即膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)（Ⅰ）。

該區(qū)地勢平坦、地貌單一，上覆第四系粘土、粉質(zhì)粘土，下部隱伏白堊系下統(tǒng)砂巖等，地層巖性巖相變化不大，地質(zhì)構(gòu)造簡單；工程地質(zhì)性質(zhì)良好、水文地質(zhì)條件簡單；人類工程活動(dòng)一般。經(jīng)野外調(diào)查，評估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀條件下發(fā)育膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害，危害程度小，危險(xiǎn)性??；區(qū)內(nèi)建設(shè)工程本身遭受膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等，危害程度小，危險(xiǎn)性小。

5.2建設(shè)用地適宜性分區(qū)評估

評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為簡單；現(xiàn)狀條件下發(fā)育膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害，危害程度小，危險(xiǎn)性小；工程建設(shè)不會(huì)引發(fā)和加劇地質(zhì)災(zāi)害；建設(shè)工程本身遭受膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害的危害程度小，危險(xiǎn)性??；區(qū)內(nèi)膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害易于處理。依據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估規(guī)范》（DZ/T0286—2015），建設(shè)場地適宜性評價(jià)為適宜。

5.3地質(zhì)災(zāi)害防治措施

地質(zhì)災(zāi)害的防治應(yīng)貫徹“以防為主，防治結(jié)合”的原則，以達(dá)到保護(hù)地質(zhì)環(huán)境，避免和減少災(zāi)害損失的目的[4]，結(jié)合本工程情況提出如下防治措施：

（1）開關(guān)室、二次設(shè)備房等重要建筑物基礎(chǔ)較深，建議采用圈梁地基，其他重要構(gòu)筑物采用混凝土澆筑地基，避免膨脹土變形的影響；

（2）建筑物基礎(chǔ)施工前應(yīng)完成場區(qū)的護(hù)坡及排水溝等工程，避免或減輕地表水對建筑物及道路的沖擊；

（3）建筑物基礎(chǔ)施工時(shí)增加砂石墊層，盡量消除或減弱膨脹土的危害強(qiáng)度。

6.結(jié)論

通過對評估區(qū)開展詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)環(huán)境條件分析工作，查明了評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型、分布特征及危害程度，完成了區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估，劃分了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)，評估了建設(shè)用地的適宜性，并針對區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害提出了行之有效的防治措施，對項(xiàng)目的建設(shè)及后期使用有著重要意義。

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