北京某地鐵線路地質災害危險性預測評估分析

史守強

(中煤建筑安裝工程集團有限公司第六十九處，河北 邯鄲 056200)

0 引言

地質災害評估是城市建設和規(guī)劃中的一項重要內容，其任務是根據(jù)現(xiàn)狀評估和預測評估的結果，綜合評估地質災害的危險程度，對土地適宜性做出評估，并提出防治地質災害的措施。北京存在著大量的地災隱患，其不同地貌單元的環(huán)境地質背景、水文工程地質條件、人類活動強度、地質災害種類及災害發(fā)生發(fā)展趨勢均有所不同。本次評估區(qū)位于海淀區(qū)，通過對該場地地災危險性做出評估，并提出相應的防治措施和建議。評估范圍按照評估區(qū)四周外延1 km作為最終評估區(qū)域，由此確定評估區(qū)總面積約60 km2。

城市軌道交通工程線路長、規(guī)模大、風險高，施工經(jīng)常會誘發(fā)地質災害，地質災害對地鐵建設帶來巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。所以，地質災害的危險性預測對保障軌道交通工程的順利實施和安全運營至關重要。筆者以地鐵某線路為例，預測該項目在建設中及建成后，可能引發(fā)或加劇地質災害的危險性，并有針對性的提出工程防治對策，以期為防災減災、應急救援及類似工程地質災害危險性評估提供參考。

1 工程概況與地質環(huán)境條件

1.1 工程和規(guī)劃概況

該線路全長26 km，全部為地下線，共設車站17座，其中換乘車站10座。平均站間距1.53 km，終點設置停車場一處。地鐵工程為大型的城市基礎設施項目，屬于重要建設項目，沿線的地質環(huán)境復雜程度為簡單～中等，評估等級為一級。

1.2 地質環(huán)境條件

綜合考慮地鐵沿線地貌單元部位、地層分布規(guī)律等影響因素，將沿線劃分為三個工程地質區(qū)，分別描述如下:

工程地質Ⅰ區(qū)(里程K0+000～K5+615.000)，本區(qū)自然地面標高約在45.47 m～53.45 m之間。該段第四系沉積物以古清河故道沉積為主;工程地質Ⅱ區(qū)(里程 K5+615.000～K15+067.000)，本區(qū)地形北高南低，自然地面標高約在43.43 m～48.02 m之間。該段第四系沉積物以古金溝河故道及古漯水河故道沉積為主。本段基巖埋深較淺;工程地質Ⅲ區(qū)(里程K15+067.000～終點)，本區(qū)自然地面標高約在44.50 m ～54.20 m 之間。該段第四系沉積物以古漯水河故道沉積為主。

1.3 現(xiàn)狀地質災害及潛在災害類型

北京城區(qū)屬沖洪積平原區(qū)，其主要地質災害有地面沉降、砂土液化、活動斷裂、地裂縫等;北京城周邊山區(qū)(含山前地帶)主要地質災害有泥石流、活動斷裂、崩塌、滑坡、地面塌陷等;山間盆地主要有活動斷裂、砂土液化、泥石流、崩塌、滑坡等地質災害。

通過沿線踏勘及對已有資料分析可知，擬建線路較長，線路經(jīng)過地區(qū)人類活動較強烈，對地形地貌的改造很大，總體來說評估區(qū)內地形較平坦，起伏不大;第四系厚度在0 m～200 m之間。

根據(jù)野外地質調查的結果，結合所收集的建設場地及其所在區(qū)域的地質、水文地質、工程地質、地震地質、環(huán)境地質等資料，將本區(qū)的地質災害類型分析確定如下:

1)根據(jù)區(qū)域資料，擬建線路穿越兩條斷裂帶:黃莊～高麗營斷裂帶和車公莊～德勝門斷裂帶。有必要對上述斷裂的活動性進行評估。2)擬建線路分布有新近沉積的粉土、砂土層，在飽水加地震的情況下有發(fā)生液化的可能。3)根據(jù)相關資料，評估區(qū)內地面沉降量均小于50 mm，屬于無危險區(qū)，本次評估不對地面沉降進行評估。4)根據(jù)相關資料，評估區(qū)距已發(fā)現(xiàn)的地裂縫帶相距較遠，經(jīng)地質調查，未發(fā)現(xiàn)由地裂縫造成的破壞現(xiàn)象，因此，評估區(qū)內無地裂縫災害。

綜上所述，評估區(qū)內目前存在的地質災害種類主要有活動斷裂、砂土液化。

2 地質災害危險性預測

2.1 工程建設引發(fā)或加劇地質災害危險性的預測

1)活動斷裂。對潛在的活動斷裂而言，工程建設的活動程度相對于引起斷裂活動的地殼應力來講是微不足道的，因此本工程建設不會引發(fā)或加劇斷裂的活動，工程建設引發(fā)、加劇活動斷裂地質災害的危險性小。2)砂土液化。對潛在的砂土液化而言，由于砂土液化的產(chǎn)生主要由地震引起，本工程施工引起的震動較之構造活動引起的震動是微不足道的;工程施工中的抽、排地下水，不會對場地水文地質條件產(chǎn)生較大影響。因此，擬建工程建設引發(fā)或加劇砂土液化災害的危險性小。

2.2 工程建設可能遭受地質災害危險性的預測

1)通過預測評估，該線路的建設引發(fā)或加劇活動斷裂、砂土液化災害危險性小。2)擬建線路在里程K4+130.000～K27+980附近有北東—南西向的黃莊～高麗營斷裂通過;里程K9+590.000～K33+340以及里程K20+940附近有北東—南西向的車公莊斷裂通過。以上斷裂全新世以來未再活動，活動斷裂危險性小。3)經(jīng)判別，評估區(qū)內的飽和砂土、粉土在地震烈度為8度，地下水位按歷史最高水位考慮時，砂土液化預測評估危險性小。

3 地質災害防治措施

地質災害防治應貫徹“以防為主，防治結合”的原則，在設計和施工過程中建立和健全地質災害防治和應急救援體系，加強管理和控制，以人為本，安全第一，才是預防軌道交通遭受地質災害的重要保證。針對已有地質災害和潛在的地質災害類型、危害性等級，建議施工過程中采取一系列工程防治措施及對策。結合本項目的特點將防治措施簡述如下:

1)活動斷裂。

工程進行抗震設防設計和施工時，應嚴格按《鐵路工程抗震設計規(guī)范》進行，除此以外還應適當加強基礎及建筑結構的剛度和強度，并采取必要的結構措施，提高結構和接頭處的整體抗震能力。

2)砂土液化。

本評估區(qū)在局部地段出現(xiàn)了液化點，液化等級輕微。在地鐵建設和運行期間，要加強地下水位的長期監(jiān)測，做好應對緊急情況的準備。

4 結語

1)城市軌道交通工程線路長、規(guī)模大、風險高，大規(guī)模工程施工及運營期間會面臨著各種地質災害的潛在威脅，地質災害對地鐵建設帶來巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。項目實施前進行地質災害危險性評估對保障軌道交通工程安全是至關重要的。2)近年來北京新建軌道交通工程發(fā)生坍塌事故呈上升趨勢，施工經(jīng)常會引發(fā)的突發(fā)災害應是軌道交通工程地質災害危險性評估的重點。并應對地質災害的危險程度有針對性的提出防治措施，同時，在施工過程中也應重視施工環(huán)境的調查評估，加強監(jiān)控和管理，出現(xiàn)異常情況應有完善的應對措施，預測與預防是北京軌道交通建設規(guī)避地質災害的重中之重。3)地質災害危險性評估是一項關鍵技術環(huán)節(jié)、研究性強的新型技術工作。加強軌道交通工程地質災害危險性評估及技術創(chuàng)新，既能有效提高軌道交通的綜合防災應急能力，又能提高北京市軌道交通的安全性和可靠性。

[1] 北京市建設用地地質災害危險性評估技術要求(暫行)[S].

[2] GB 50011－2010，建筑抗震設計規(guī)范[S].

[3] GB 50111－2006，鐵路工程抗震設計規(guī)范[S].