韶關(guān)市甘棠工業(yè)園某地塊地質(zhì)災(zāi)害危險性評估及防治措施研究

王 玨

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，廣東 廣州 510800）

1 地質(zhì)環(huán)境條件

位于南嶺緯向構(gòu)造帶北部新華夏系隆起帶的粵北山字型構(gòu)造核部，經(jīng)歷了加里東、華力西-印支、燕山及喜馬拉雅期多期次的構(gòu)造活動。新構(gòu)造運動不活躍，地震稀少且多屬微震，未發(fā)生過7級以上的強震，地震烈度屬Ⅵ度區(qū)，地震加速度為0.05g，特征周期為0.35 s，區(qū)域地殼穩(wěn)定[1]。

1.1 地層與構(gòu)造條件

評估區(qū)位于江背向斜的西南端北西翼，區(qū)內(nèi)為一單斜構(gòu)造，離區(qū)域性深大斷裂較遠，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育。出露地層較少，主要為下石炭統(tǒng)梓門橋組，地層傾角較平緩，呈隱伏分布于評估區(qū)，上覆主要為第四系沖洪積層。巖性主要為灰、深灰、灰黑色中厚層—塊狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾粉砂巖、細粒石英砂巖及泥巖。野外調(diào)查和鉆探施工未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造經(jīng)過評估區(qū)，但巖石風(fēng)化強烈，節(jié)理裂隙和溶蝕極發(fā)育，均揭露有溶洞?？傊u估區(qū)構(gòu)造簡單，地層巖性條件中等，對工程建設(shè)影響中等。

1.2 工程地質(zhì)條件

評估區(qū)地表被第四系土層覆蓋，覆蓋土層厚度為11.00～17.10 m，下伏基巖為梓門橋組砂巖（夾層）和灰?guī)r，上覆土層與基巖分界較明顯。巖土體可分為松散土類和較硬巖兩大類，前者主要為人工填土層黏性土和沖洪積土層粉質(zhì)黏土與卵石；后者主要為強風(fēng)化砂巖和微風(fēng)化灰?guī)r。

填土壓縮性較高、強度低、工程力學(xué)性質(zhì)差，未經(jīng)處理，不宜作基礎(chǔ)持力層。沖洪積粉質(zhì)黏土呈可塑～硬塑狀，土質(zhì)較均勻、工程力學(xué)性質(zhì)較好、強度較高，為較好的基礎(chǔ)持力層；卵石呈密實狀，工程力學(xué)性質(zhì)好、強度高，為良好的基礎(chǔ)持力層。強風(fēng)化砂巖及微風(fēng)化灰?guī)r，工程力學(xué)性質(zhì)好、強度高、埋藏深度較大，系良好樁基礎(chǔ)持力層，但強風(fēng)化砂巖與微風(fēng)化灰?guī)r強度差異大，巖溶、溶洞發(fā)育。

總之，區(qū)內(nèi)巖土體類型較少，力學(xué)性質(zhì)差異較大，地下巖溶發(fā)育，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，對工程建設(shè)影響較大。

1.3 水文地質(zhì)條件

評估區(qū)地下水類型主要有松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖裂隙溶洞水兩類。地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，為地下水補給提供了良好的條件。地下水的徑流排泄與地形地貌、地層構(gòu)造及巖性密切相關(guān)。地下水位受季節(jié)的影響波動較大，水量豐富，巖溶發(fā)育區(qū)地下水對場地穩(wěn)定性的影響大，地下水的動態(tài)變化易引發(fā)巖溶地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，對工程建設(shè)影響大。

1.4 人類工程活動

評估區(qū)處于河流一級階地地貌，地形起伏較緩，人類工程活動較強烈，對自然地形地貌的改變較大，人類工程活動對區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境影響處于中等水平。

2 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

2.1 地質(zhì)災(zāi)害類型及特征

通過資料的收集和野外實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)：評估區(qū)發(fā)育崩塌兩處（南水河岸邊）和地面沉降兩處（科控環(huán)保材料有限公司廠房內(nèi)），地質(zhì)災(zāi)害特征及危險性如表1所示。

2.2 工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險性的預(yù)測

預(yù)測工程建設(shè)過程中和建成后，可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為巖溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3種。

（1）巖溶地面塌陷。梓門橋組灰?guī)r富水性強，水量豐富；穩(wěn)定混合地下水位埋深為2.80～5.80 m；灰?guī)r上覆層厚度為11.00～32.80 m；鉆孔均揭露有溶洞，溶洞垂高為0.60～4.80 m，溶洞頂板厚度為0.40～2.20 m，溶洞內(nèi)半充填黏性土或砂礫?？傊?，梓門橋組灰?guī)r屬巖溶強發(fā)育區(qū)，淺層溶洞、土洞發(fā)育，灰?guī)r溶洞上覆土層在地下水溶蝕、沖刷作用下，在自然狀態(tài)下就會發(fā)生巖溶地面塌陷。此外，工程施工振動、建構(gòu)筑物荷載打破了上覆土層相對自然的平衡狀態(tài)，加劇誘發(fā)了巖溶地面塌陷。

表1 地質(zhì)災(zāi)害特征及危險性

（2）地面沉降。填土層最大厚度約為3.80 m，壓縮性高，工程力學(xué)性質(zhì)差，強度低，埋藏于淺表部，在外部荷載作用下，易出現(xiàn)較大沉降變形，對建構(gòu)筑物的危險性亦會較大。

（3）岸堤崩塌。南水河河岸邊坡坡高為1.50～2.00 m，坡度為30°～45°，主要由第四系粉質(zhì)黏土、卵石構(gòu)成，常年受河水沖刷，易導(dǎo)致岸堤崩塌，危險性小、危害性小。

2.3 工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

根據(jù)評估區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件和工程特征，工程建設(shè)可能遭受巖溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3種類型地質(zhì)災(zāi)害的危害和破壞：

（1）巖溶地面塌陷。區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)計和地基基礎(chǔ)施工方式不當(dāng)，都易引發(fā)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，對工程建設(shè)潛在的危害大、危險性大。

（2）地面沉降。上覆土層因自身固結(jié)或在外部荷載作用下，會發(fā)生壓縮變形而引起地面沉降，以填土所產(chǎn)生的沉降量為主，對工程建設(shè)潛在的危害小、危險性小。

（3）岸堤崩塌。建筑材料或建筑垃圾有可能在岸邊堆載，同時在地表水及地下水水位變化的情況下，岸堤土層可能發(fā)生側(cè)向滑移，使岸堤發(fā)生崩塌，對工程建設(shè)潛在的危害小、危險性小。

總之，工程建設(shè)可能引發(fā)與加劇的地質(zhì)災(zāi)害類型有巖溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3種。其中，巖溶地面塌陷可能性大，危害大、危險性大；地面沉降的沉降量值較小，危害小、危險性??；岸堤崩塌發(fā)生的可能性較大，但危害小、危險性小。

2.4 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)評估

結(jié)合地質(zhì)環(huán)境條件、已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害和潛在地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征、危害程度和分布范圍等，將評估區(qū)分為1個危險性大區(qū)和1個危險性中等區(qū)[2]。

2.4.1 危險性大區(qū)

危險性大區(qū)位于評估區(qū)的規(guī)劃建設(shè)用地紅線范圍內(nèi)，綜合復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件，現(xiàn)狀為地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害有巖溶地面塌陷及地面沉降。預(yù)測巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性大，對工程建設(shè)潛在的危害大、危險性大；預(yù)測地面沉降的沉降量值較小，對工程建設(shè)潛在的危害小、危險性小。危害對象主要為施工人員、企業(yè)員工、擬建建筑物、室內(nèi)外地坪、物料堆場、道路及地下管線等設(shè)施。該區(qū)巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害防治難度大，處理費用高。

2.4.2 危險性中等區(qū)

危險性中等區(qū)位于危險性大區(qū)范圍外，綜合復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件，現(xiàn)有兩處微型崩塌、兩處地面沉降，發(fā)育程度弱，危險性小，危害程度小。預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害有巖溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌。預(yù)測巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性大，預(yù)測地面沉降的沉降量值較小，對工程建設(shè)潛在的危害小、危險性小。預(yù)測岸堤崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性大，對工程建設(shè)潛在的危險性小、危害性小。

3 地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議

為做好減災(zāi)防災(zāi)工作，執(zhí)行“預(yù)防為主，避讓與治理相結(jié)合”的方針，減輕地質(zhì)災(zāi)害對工程本身及周邊環(huán)境的危害，參考經(jīng)濟技術(shù)條件，對不同災(zāi)種采取不同的治理方法和防護措施。

3.1 巖溶地面塌陷防治措施

（1）在工程建設(shè)前，采用物探、鉆探等綜合勘查手段，查明場地巖溶埋藏、分布情況和發(fā)育規(guī)模等，并根據(jù)勘查情況采取相應(yīng)的工程措施。對基礎(chǔ)影響深度內(nèi)的土洞、溶洞，采用以砂礫、碎石、混凝土等充填或注漿等有效的工程措施進行地基處理。

（2）建筑物結(jié)構(gòu)應(yīng)采取防塌設(shè)計，主要建筑物應(yīng)采用樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)施工前必須采用一樁一孔或一樁多孔進行超前鉆探，并確保樁端坐落在安全厚度的完整基巖之上。

（3）為防止樁基施工誘發(fā)地面塌陷，施工時采用優(yōu)質(zhì)黏土造漿、導(dǎo)管護壁、填入級配較好的碎石等措施，防止因樁基施工而誘發(fā)地面塌陷；在發(fā)生巖溶地面塌陷時，根據(jù)巖溶的具體情況，分別采取清除填堵法、跨越法、灌注填充法、深基礎(chǔ)法（樁基）等進行處理。

（4）在項目建設(shè)過程中和建成后，在主要建筑物處設(shè)置監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測建筑物的水平及垂直位移情況。

（5）加強地下水監(jiān)測和隱伏巖溶發(fā)育規(guī)律性研究，建立并完善地面塌陷預(yù)警、預(yù)報系統(tǒng)，為科學(xué)預(yù)防地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害提供技術(shù)支持。

3.2 地面沉降防治措施

（1）根據(jù)場地詳細勘察工程地質(zhì)，按照地基巖土條件，合理進行建筑物布局規(guī)劃。對填土進行分層密實處理，防止室內(nèi)外地坪沉降過大而進行后期加固處理。

（2）合理布置抽排水點，控制好抽排水量、間歇期，防止地下水位長時間大幅下降。

（3）對于道路、物料堆場等軟弱土地基，采用加密法或置換法進行處理；加強對軟弱地基處理施工質(zhì)量的控制以及沉降、地下水動態(tài)觀測。

3.3 岸堤崩塌防治措施

（1）對擬建場地內(nèi)已經(jīng)有擋土墻等支護措施的邊坡進行定期監(jiān)測；同時對各坡體周邊截排水溝進行定期清查，確保截排水溝通暢。

（2）針對場地內(nèi)尚未支護的邊坡，建議補充截排水溝的建設(shè)，并進行坡面清理排查和定期監(jiān)測。

（3）構(gòu)建坡頂截洪、坡面排水系統(tǒng)。

（4）對填方邊坡進行監(jiān)測，特別是在強降雨期間，及時發(fā)現(xiàn)、及時防治，最大限度地減少填方邊坡崩塌/滑坡的危害，防止擬建場地發(fā)生洪澇災(zāi)害。

（5）對于永久性防護措施，建議河岸采用鋼筋混凝土擋墻進行防護，地面進行必要的綠化工作，避免近岸布設(shè)主要建筑。

4 結(jié)語

（1）評估區(qū)地層巖性條件中等、地質(zhì)構(gòu)造簡單、新構(gòu)造運動微弱、水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件復(fù)雜、人類工程活動較強烈等，故評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜。

（2）評估區(qū)現(xiàn)有微型崩塌兩處、地面沉降兩處，發(fā)育程度弱，危險性及危害性均小。

（3）工程建設(shè)引發(fā)和可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型主要有巖溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3種。其中，巖溶地面塌陷發(fā)生的可能性大，對工程建設(shè)潛在的危害大、危險性大。

（4）評估區(qū)防治災(zāi)種主要為巖溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3種，宜采用以預(yù)防為主、避讓與治理相結(jié)合的方式，分別采取工程措施及監(jiān)測措施進行防治。