近黄河南岸某小区建设场地地质灾害评估及防治措施

2011-01-27李再兴郑盛明刘淑丽

地下水 2011年6期

关键词：危险性黄河基坑

李再兴，郑盛明，刘淑丽，徐伟

(1.河南省地质测绘总院，河南郑州 450006;2.江苏省淮安市地质队，江苏淮安 223001;3.河南省灵宝市五亩乡村建设发展中心，河南灵宝 472500)

近黄河南岸某小区建设场地地质灾害评估及防治措施

李再兴1，郑盛明2，刘淑丽1，徐伟1

(1.河南省地质测绘总院，河南郑州 450006;2.江苏省淮安市地质队，江苏淮安 223001;3.河南省灵宝市五亩乡村建设发展中心，河南灵宝 472500)

为了减灾防灾、降低经济损失，对拟建在黄河南岸附近的小区建设场地进行了地质灾害危险性评估，讨论工程建设可能引发和遭受的各种地质灾害，重点分析了黄河岸边崩塌灾害对工程建设的影响，并提出了相应的防治措施。

黄河南岸;地质灾害评估;黄河岸边崩塌

减少地质灾害造成的各种损失是我国经济社会可持续发展工作中必不可少的一项工作，对于我国经济社会发展有着重要的意义。通过地质灾害评估及危险性评价有效预防、减轻和避免地质灾害对工程设施、工业、经济造成的直接危害、降低经济损失是地质灾害评估的重要职能之一［1］。

地质灾害评估，首先是通过野外调查，分析评估现状条件下地质灾害的发育情况;预测拟建工程项目在建设过程中可能引发的地质灾害，预测项目建设过程中和建设成可能遭受的地质灾害。在现状评估和预测评估的基础上，进行综合分区评估，从而对建设场地适宜性作出评价，为项目审批、防灾减灾提供依据。

1 工程概况

拟建小区位于三门峡市黄河南岸，距离黄河南岸约328 m。该小区拟建26层住宅楼6幢、30层住宅楼5幢、32层住宅楼2幢、3层商业楼3幢、26层综合楼1幢及配套设施，建筑面积约 21.55 ×104m2。

本工程建成后室内外高差为0.45 m，地下室部分层高4.2 m;工程用地面积约72亩;地下车库拟采用预应力管桩或钻孔灌注;高层住宅基础采用承台及拉梁。本工程合理使用年限为50年。

2 地质环境条件

2.1 气象、水文

本区属暖温带半湿润季风气候，四季分明。多年平均气温 13.9℃，极端最高温 41.6℃，极端最低气温－12.8℃。历年平均降水量559.4 mm，最大年降水量863.4 mm(1984年)，最小年降水量 393.9 mm(1997年)，月最大降水量239.9 mm，日最大降水量108.3 mm(1984年8月3日)。降水主要集中在7、8、9三个月，三个月降水量占全年降水量的51.7%，且多暴雨、大暴雨。多年平均蒸发量1 893.6 mm。全年盛行东风，年平均风速2.4 m/s。最大冻土深度32 cm。

评估区属黄河流域，评估区北侧328 m处为自西向东径流的黄河，评估区无河流通过。

2.2 地形地貌

评估区属黄河冲积平原二级阶地，阶面平坦，西宽东窄，阶面高程345～354 m;阶地前缘缺失一级阶地及河漫滩，陡坎与河床直接相接，陡坎高40～50 m，坡度大于45°，局部近于直立;二级阶地后缘与三级阶地相接，坡度相对较缓。

拟建场地地面高程345.6～346.0 m，相对高差0.4 m。

2.3 地层岩性

评估区位于灵宝－三门峡中新生代断陷盆地的东部黄河南岸，新生界沉积厚度500～1 000 m，基底主要为中生界和上元古界。地表出露地层为第四系。评估区主要为第四系中更新统(Qp3al+pl+eol)黄土状土。

2.4 地质构造与区域地壳稳定性

评估区大地构造部位属中朝准地台华熊台塬凹陷崤山－鲁山断束的灵宝－三门峡断陷，燕山运动以来，强烈的断裂活动使南部台塬上升，北部盆地下降接受沉积。评估区内无活动断裂通过。

评估区位于汾渭地震带的南部，是中强地震多发区，历史上曾发生过4次5级地震。据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306－2001)地震动峰值加速度为0.15 g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。

根据中国区域地壳稳定性研究成果，参照原地质矿产部《工程地质调查规范(1∶10万～1∶20万)》(ZBD14002－89)第8.5.2条规定，区域地壳稳定性级别为较稳定。

2.5 水文地质条件

评估区地下含水层主要为黄河沉积的砂、砾石层，本区地下水划分为两个水文地质单元:

(1)二级阶地富水区(Ⅱ)，砂砾石厚9 m左右，地下水位埋深大于30 m，三门峡水库蓄水期将直接补给二级阶地含水层，泄水期地下水向黄河侧向排泄，含水层富水性较好，单井出水量2 000～3 500 m3/d。

(2)三门峡市三级阶地富水性较差区(Ⅳ)，以三门峡市为中心，呈西北－东南向展布，该区含水层富水性较差，单井出水量500～1 000 m3/d。

地下水流向由南向北，一级阶地和漫滩区黄河蓄水入渗是地下水的主要补给源，南部地区大气降水和侧渗是地下水的主要补给源。

前些年来三门峡由于地下水的过量开采，在三里桥至师家渠老水厂一带已形成降落漏斗，中心水位降25 m，降落漏斗面积25～32 km2，漏斗边缘已扩展到评估区南部一带。近几年，随着地表水厂的建成和运行，地下水开采量逐渐减小，地下水位有恢复的趋势。未发现水位下降引起的地面沉降问题。

因此，评估区水文地质条件良好。

2.6 工程地质条件

评估区位于Ⅱ级自重、非自重湿陷性黄土工程地质区，土体属于Ⅱ级自重、非自重湿陷性黄土。由于黄土的湿陷变形，易引起地基不均匀沉降，使建筑物遭受变形破坏，因此，评估区土体工程地质性质较差。

2.7 人类工程活动对地质环境的影响

评估区内的人类活动主要有道路工程、房屋、游泳池以及其他建筑物的建设。因此，评估区破坏地质环境的人类工程活动一般。

3 评估范围及评估级别的确定

3.1 评估范围

依据国土资源部《关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》(国土资发［2004］69号文)附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)，5.6条规定“在已进行地质灾害危险性评估的城市规划区范围内进行工程建设，建设工程处于已划定为危险性大—中等的区段，还应按建设工程项目的重要性与工程特点进行建设工程地质灾害危险性评估”。

拟建工程位于《规划区灾评报告》［2］中的地面沉降(黄土湿陷变形)灾害危险性中等区和黄河塌岸灾害危险性大河岸段，故需进行建设工程地质灾害危险性评估。

拟建工程位于地面沉降(黄土湿陷变形)灾害危险性中等亚区和黄河塌岸灾害危险性大河岸段。根据《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)，结合建筑特性及场地周围地形地貌等环境地质条件，确定本次评估的范围为，北边以黄河南岸为界，东、西、南边以征地边界为界，评估面积约0.09 km2。

3.2 评估级别

依据豫国土资发［2004］123号附表二及国土资发［2004］69号及附件《地灾害危险性评估技术要求》(试行)第5.8.2条建设项目重要性分类表5～3中规定“建筑面积＞12×104m2的住宅小区”为重要建设项目。该项目建筑面积为21.55×104m2，属重要建设项目。

该项目建设场地地质环境条件复杂程度中等。依据国土资发［2004］69号文件附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)第5.8条的规定，确定本工程建设场地地质灾害危险性评估工作级别为一级

4 地质灾害危险性现状评估

经野外调查，评估区内未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝及黄河塌岸等地质灾害。现状评估认为，现状条件下评估区地质灾害不发育，地质灾害危险性小。

5 地质灾害危险性预测评估

5.1 工程建设引发地质灾害的可能性预测

拟建工程建设场地地层岩性为亚砂土及砾石层，质地疏松。上部属Ⅱ级自重、非自重湿陷性黄土工程性质较差，基坑开挖施工过程中，在机械震动、降雨水作用下有引发基坑边坡崩塌的可能性，危及施工人员及设备的安全。由于拟建高层建筑多采用桩基础，基坑开挖深度较小，因此基坑开挖施工过程中引发基坑边坡崩塌地质灾害可能性较小。

5.2 工程建设遭受地质灾害的危险性预测

5.2.1 工程建设遭受基坑边坡崩塌、黄土湿陷及地面沉降地质灾害的危险性预测

如前所述，基坑开挖施工过程中引发基坑边坡崩塌地质灾害可能性较小。因此，基坑开挖施工过程中遭受基坑边坡崩塌地质灾害的危险性小。评估区黄土具有湿陷性，由于黄土的湿陷变形，易引起地基不均匀沉降，使建筑物遭受变形破坏。因拟建工程多采用桩基础，工程建设过程中和建成后遭受黄土湿陷变形地质灾害危险性小。随着地表水水厂的建成和投产，地下水开采量逐年减小，地下水位有回升趋势，未发现地面沉降灾害，且评估区位于降落漏斗的北部边缘，工程建设过程中和建成后工程本身遭受地面沉降的危险性小。

5.2.2 工程建设遭受黄河岸边塌岸地质灾害的危险性预测

评估区内的塌岸主要发生在黄河岸边二级阶地前缘。历史上黄河岸边塌岸连续不断，随着三门峡水库的修建蓄水，库水浸泡岸边和风浪吹打，使塌岸日趋严重。本次评估收集了1955年1:1万地形图、1972年1:5万地形图及1997年1:1万地形图，绘制了评估区一带河岸线变迁图(图1)。

以评估区东边界线延长线与1955年、1972年、1997年河岸线交与d、c、b三点，以此三点为计算点，d、c两点距离为236 m，17年平均年塌岸宽度约13.88 m。1972年河岸线距1980年治理后河岸线(1997年河岸线)cb距离为29 m，8年平均年塌岸宽度约3.6 m。河流塌岸主要发生在1960年建成蓄水至1973年期间，1973年改为蓄清排浑后，河流塌岸速率大大降低，年平均塌岸宽度仅约3.6 m。

图1 黄河河岸线变迁示意图(1955－1997)

自1980年治理后至今，虽局部地段出现过小范围的塌岸，但马上都进行了修复。经过治理的1 067 m河段(评估区黄河岸边一带)，河岸基本趋于稳定状态。

以评估区东边界线延长线与1980年治理后河岸线交点为计算点，评估区距1980年治理后河岸线距离约328 m。

拟建工程合理使用年限为50年。按50年计算，在无防治措施条件下，按年平均塌岸宽度约3.6 m计，50年后，塌岸宽度可达180 m，河岸线距建设场地北边界仍有148 m。即使在无防治措施条件下，建设场地遭受黄河塌岸的可能性也比较小。因此，建设场地工程本身遭受黄河塌岸的危险性小。

据2003年调查，黄河公路大桥东边坡后缘9～15 m处发现有地裂缝，此裂缝有可能构成崩、滑面。该段河岸有发生边坡崩滑的可能性。由于该段边坡总高度40～50 m(从河床底部算起)，如果发生塌岸灾害，坡顶影响宽度按边坡一倍距离考虑，可达80～100 m。因此，黄河岸边向南100 m范围内遭受黄河塌岸危害的可能性较大，其危险性中等。

6 地质灾害危险性综合分区评估及防治措施

6.1 地质灾害危险性综合分区评估

根据地质灾害危险性现状评估和预测评估，综合分区评估认为，黄河岸边向南100 m范围内为地质灾害危险性中等区，评估区其它区为地质灾害危险性小区。

6.2 建设场地适宜性评价

建设场地适宜性评价认为，建设场地为地质灾害危险性小区，适宜工程建设。

6.3 地质灾害防治措施

为了防止地质灾害发生，避免造成各种经济社会损失，针对工程建设可能引发或遭受的地质灾害提出以下防治措施。

(1)对于基坑边坡治理措施有二，一是基坑边坡支护和以合适的坡度放坡，二是回填和衬砌。

(2)为消除这些地段黄土的湿陷性，可采用桩基或复合地基对地基土进行处理，并做好地基防水措施。

(3)黄河岸边塌岸主要是河(库)水浸泡、冲蚀河岸坡角使坡岸变陡，边坡失稳造成的，治理的办法是保证河岸不受侵蚀破坏。在该河段300～328 m高程已经过浆砌片石治理，自80年到现在该河段一直属于侵蚀岸，遭受洪水、库水的冲蚀，所以，洪水季节及蓄水期应对该河段加强观测，发现险情及时采取治理对策，进行加固和修复。防护工程的存在和安全是拟建工程安全的必备条件，因此，应确保防护工程的安全，才能避免崩塌灾害的危害。