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安徽寿县江黄输变电工程地质灾害危险性评估研究

2021-12-20刘璐

西部资源 2021年5期
关键词:粘土危险性变形

摘要:地质灾害危险性评估是工程建设项目中的一项基础工作,在防灾减灾方面有着重要作用。本文在系统收集、分析资料的基础上,通过野外地质调查和综合研究,对评估区地质灾害现状、工程建设可能引发或加剧的地质灾害、建设工程本身可能遭受的地质灾害进行了评估,进而对建设用地适宜性进行了评价,提出了针对性防治措施,为工程设计和建设提供了基础资料。

关键词:地质灾害;危险性;膨胀土;安徽寿县

1.引言

地质灾害是指在自然因素或者人为因素的作用下形成的对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质现象[1]。随着社会经济发展,人为地质灾害不断增多,因此在工程建设前进行地质灾害危险性评估十分必要。

江黄35kV输变电工程位于安徽寿县江黄村,场地面积约2300m2。本工程的建设有利于优化江黄地区电网结构、提高供电能力、解决该地区长期存在的低电压问题。为避免因工程活动引发或工程本身遭受的地质灾害给工程建设造成损失,本文在调查分析的基础上,对安徽寿县江黄35kV输变电工程进行地质灾害危险性评估,以达到防灾减灾的目的。

2.地质概况

2.1区域地质背景

区域上位于淮河以南,属于江淮波状平原区[2]。地层划属华北地层大区徐淮地层分区淮南地层小区,区内除奥陶系中统至石炭系中统、三叠系、侏罗系和白垩系缺失外,其余地层均有不同程度的发育。在构造位置上隶属于华北板块的东南缘[3],处中朝准地台南缘的淮河台坳与江淮台隆的复合部位[4]。评估区附近无全新世活动断裂,地质构造简单。

2.2气象、水文

评估区地处亚热带湿润季风气候区和暖温带半湿润季风气候区的过渡地带,气候温和,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)。评估区以东约3.7km为瓦埠湖,湖泊正常水位18.0m,湖底高程15.5m;评估区所处地面最低高程为28.96m,高于50年一遇洪水和内涝水位。

2.3地形地貌

区内主要为农田,地面高程为28.96m~29.15m,总体地势较为平坦,场地基本为原始地形;地貌类型主要为河湖平原,地表岩性为第四系全新统丰乐镇组粉质粘土,地貌类型单一。

2.4地层岩性

区内地层较为单一,主要为第四系全新统丰乐镇组、上更新统戚咀组和白垩系下统新庄组地层。第四系在评估区内全区分布,岩性主要为粘土、粉质粘土、中粗砂等,厚度约20m;白垩系为本区下伏地层,岩性主要为泥质砂岩、泥质粉砂岩,薄—厚层结构,厚度大于500m,区内岩性岩相变化不大。

2.5岩土类型及工程地质性质

区内岩土体主要划分为多层结构土体和层状碎屑岩岩组两类。多层结构土体在评估区内全区分布,以第四系全新统粘土、粉质粘土、砂砾石层及上更新统粘土为主,一般具双层或多层结构;层状碎屑岩岩组隐伏分布于评估区所在地区,岩性以白垩系泥质粉砂岩为主,薄—厚层状,砂岩岩质坚硬。岩土体结构简单,工程地质性质良好。

2.6水文地質条件

评估区地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。松散岩类孔隙水赋存于第四系松散岩类中,主要受大气降水及地表水影响,富水性中等;基岩裂隙水赋存于白垩系砂岩、粉砂岩等岩性的陆相及浅水湖相沉积物中,富水性主要受裂隙发育程度影响,富水性贫乏。水位年变幅1m~2m左右,水文地质条件良好。

3.地质灾害危险性现状评估

根据野外调查,评估区现状条件下无崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生;区内无隐伏碳酸盐岩等可溶岩分布,不存在岩溶地面塌陷地质灾害;区内及其附近无大强度开采地下水的集中供水水源地,地下水基本上处于自然循环状态,不存在地面沉降地质灾害。评估区外围2000年以前所建的部分房屋墙体出现不同程度的开裂,裂缝多呈锯齿状(长约3.0m,宽1.0cm~2.0cm),多形成于房屋建成3年~5年后,该些房屋基以夯土基础为主,基础埋置深度在0.50m左右;新近采用碎石圈梁基础建设的房屋则不易开裂。

调查期间在评估区内采取土样,取样深度1.3m~2.6m,为上更新统戚咀组(Qp3q)粘土,根据测试结果,土样自由膨胀率(δef)为53.0%~64.0%(表1)。根据《膨胀土地区建筑技术规范》(GB50112—2013),土样自由膨胀率在40≤δef<65范围内,具弱膨胀潜势(表2);经调查及访问,膨胀土对当地水利工程、民房以及道路建设施工造成了一定影响,但危害程度较小,地质灾害危险性小。

4.地质灾害危险性预测评估

4.1工程建设可能引发或加剧地质灾害危险性的预测评估

江黄35kV输变电工程所处地势较为平坦,主要土体为第四系粘土、粉质粘土。拟建物主要包括开关室、二次设备房、机动用房、安全工具间等,均为低层建筑。其中开关室、二次设备房均为两层平房建筑,基础型式为钢筋混凝土独立基础,基础埋置深度1.50m~2.00m;机动用房、安全工具间等采用天然地基。拟建物基础开挖深度浅,引发基坑崩塌可能性小、崩塌量小,不作为综合评估时的灾害种类。因此,本工程建设不易引发或加剧基坑崩塌及其他地质灾害。

4.2建设工程本身可能遭受地质灾害危险性的预测评估

根据野外调查及现场取土样测试结果,建设工程本身可能遭受地质灾害的危险性主要来自评估区内的膨胀土变形对拟建工程的危害。根据《膨胀土地区建筑技术规范》(GB50112—2013)第5.2.11条公式(式1)[3]计算区内湿度系数,并根据第5.2.12、5.2.13条查得大气影响深度、大气影响急剧层深度。

ΨW=1.152-0.726a-0.00107c(式1)

式中:ΨW—湿度系数;

a-当地9月至次年2月的月份蒸发力之和与全年蒸发力之比值;

c-全年中干燥度大于1.0且平均气温大于0℃月份的蒸发力与降水量差值之总和(mm);干燥度为蒸发力与降水量之比值。

经计算区内湿度系数为0.85,大气影响深度为3.25m、大气急剧深度为1.45m。评估区地基在大气影响深度范围内(3.25m以浅),地基土体在含水量受大气影响发生变化时,土的力学性质也随之发生变化,膨胀土吸水膨胀和失水收缩的特征容易造成其上的建筑物变形、开裂,将影响地面建筑物的正常使用。预测在每年降水量变化较大的季节,以膨胀土作为基础持力层的建筑物浅基础易因膨胀土变形产生破坏,但因区内分布的均为弱膨胀土,其危害程度小,地质灾害危险性小。因此本工程遭受膨胀土变形地质灾害的可能性中等,危害程度小,危险性小。

5.地质灾害危险性综合分区评估及防治措施

5.1地质灾害危险性综合分区评估

5.1.1综合评估原则及量化指标确定

根据“区内相似,区际相异”的原则,采用定性、半定量分析法[6],对评估区内主要地质灾害危险性等级进行分区;根据各区存在的和可能引发的灾种、规模和发育程度等,按“就高不就低”的原则综合判定评估区地质灾害危险性的等级区。

评估区依据地质灾害危险性现状评估和预测评估的结果,并充分考虑区内地质环境条件、潜在的地质灾害隐患特征,并结合膨胀土膨胀潜势分级标准,确定自由膨胀率为判别区内危险性的量化指标(表3)

5.1.2综合分区评估

根据上述评估区地质灾害危险性的分级原则和评估方法,结合地质灾害灾种类型和工程建设类型,将评估区划分为一个区,即膨胀土变形地质灾害危险性小区(Ⅰ)。

该区地势平坦、地貌单一,上覆第四系粘土、粉质粘土,下部隐伏白垩系下统砂岩等,地层岩性岩相变化不大,地质构造简单;工程地质性质良好、水文地质条件简单;人类工程活动一般。经野外调查,评估区内现状条件下发育膨胀土变形地质灾害,危害程度小,危险性小;区内建设工程本身遭受膨胀土变形地质灾害的可能性中等,危害程度小,危險性小。

5.2建设用地适宜性分区评估

评估区地质环境条件复杂程度为简单;现状条件下发育膨胀土变形地质灾害,危害程度小,危险性小;工程建设不会引发和加剧地质灾害;建设工程本身遭受膨胀土变形地质灾害的危害程度小,危险性小;区内膨胀土变形地质灾害易于处理。依据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286—2015),建设场地适宜性评价为适宜。

5.3地质灾害防治措施

地质灾害的防治应贯彻“以防为主,防治结合”的原则,以达到保护地质环境,避免和减少灾害损失的目的[4],结合本工程情况提出如下防治措施:

(1)开关室、二次设备房等重要建筑物基础较深,建议采用圈梁地基,其他重要构筑物采用混凝土浇筑地基,避免膨胀土变形的影响;

(2)建筑物基础施工前应完成场区的护坡及排水沟等工程,避免或减轻地表水对建筑物及道路的冲击;

(3)建筑物基础施工时增加砂石垫层,尽量消除或减弱膨胀土的危害强度。

6.结论

通过对评估区开展详细的野外地质调查和地质环境条件分析工作,查明了评估区地质灾害类型、分布特征及危害程度,完成了区内地质灾害危险性现状评估和预测评估,划分了地质灾害危险性分区,评估了建设用地的适宜性,并针对区内地质灾害提出了行之有效的防治措施,对项目的建设及后期使用有着重要意义。

参考文献:

[1]严玮.中山市翠亨新区翠微道地质灾害危险性评估分析[J].西部资源, 2019,(3): 81-82.

[2]刘璐,蒋少杰,靳清增.等;淮南市寿县江黄35KV输变电工程地质灾害危险性评估报告[R].安徽省地质环境监测总站, 2016.

[3]陈希泉,黄熙龄,朱玉明,等;膨胀土地区建筑技术规范(GB50112-2013)[S].住房和城乡建设部, 2013.

[4]刘必良.青海省东旭二级水电站建设工程地质灾害危险性分区评估[J].资源信息与工程, 2020, 35(3): 90-92.

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