城鄉結合部建設項目地質災害危險性評估

段鵬飛

（山西省煤炭地質資源環境調查院，山西太原030006）

城鄉結合部建設項目地質災害危險性評估

段鵬飛*

（山西省煤炭地質資源環境調查院，山西太原030006）

針對城鄉結合部的區位特征，選取了太原市城鄉結合部的一個工業建設項目為研究對象，通過對該建設項目的工程概況及地質環境復雜程度進行分析，確定了建設項目評估區的范圍和地質災害危險性評估級別，在現狀評估的基礎上，結合地質災害及地質災害隱患的特征及發生發展規律，進行了地質災害危險性預測評估，然后根據現狀評估和預測評估結果進行了綜合分區和建設場地適宜性評估，并提出了具體可行的防治措施。通過對一個典型實例的詳細分析，為地質災害技術人員在城鄉結合部開展地質災害危險性評估工作提供了思路、技術路線和評估方法，具有一定的借鑒意義。

城鄉結合部；地質災害；預測評估；防治措施

隨著城市人口的增長、產業的發展以及經濟結構的調整，鑒于城市土地的稀缺性，城市在不斷地向其外緣擴張。城鄉結合部逐漸成為接納產業轉移、新興產業和外來人口的重要集聚地。根據城市的總體發展規劃和各片區的區位功能，有的片區定位為特色產業園區，有的納入城市發展的近景規劃區，有的距離市區較遠的片區納入城市的遠景規劃區。由于市區土地供應的有限性，大量的工業、商業及住宅建設項目涌入供給相對充足、地價相對低廉的城鄉結合部。國土資源部《建設用地地質災害危險性評估技術要求》中明確規定，城市建設、有可能導致地質災害發生的工程項目建設和在地質災害易發區內進行的工程建設，在申請建設用地之前必須進行地質災害危險性評估。地質災害危險性評估就是通過對地質災害活動程度以及對地質災害各種活動條件的綜合分析，評價地質災害的危險程度，確定地質災害活動的密度、強度（規模）、發生概率（發生速率）以及可能造成的危害區的位置、范圍。對于建設用地來說，地質災害危險性評估的災種主要包括地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡、泥石流和地面沉降等災種。下面以山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設項目為例，來闡述城鄉結合部新建工程地質災害危險性評估的思路、技術路線和評估方法。

1　工程概況

山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設項目總體規劃用地約300畝，產品包括：燒成鎂鈣磚：7×104t/a；高爐炮泥：1.2×104t/a；預制件：1×104t/a。同步建設滿足生產需要的能源動力、設備維檢、化檢驗、行政辦公等公輔設施。擬建廠區按照功能及所屬區域可分為生活辦公區和生產區。生活辦公區主要布置于擬建場地的北部，布置有：辦公樓、綜合服務樓、鍋爐房。生產區場地布置有：預制件車間、炮泥車間及供油站、加工車間、檢驗樓、鎂鈣車間、澡堂和開關站。

山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設項目為冶金行業建設工程，參照建設部《工程設計資質標準》的規定確定本建設工程為大型建設項目，對照《技術要求》建設項目重要性分類標準，本工程屬“重要建設項目”。

2　評估范圍與級別的確定

首先需要確定建設項目與陽曲煤炭普查區以及山西冀能青龍煤業有限公司的位置關系。利用MAPGIS軟件坐標投影、圖層疊加功能分析可知，建設項目位于陽曲煤炭普查區，在其東南方向897m處設置有山西冀能青龍煤業有限公司井田。其次需要確定建設項目與太原市民營開發區陽曲工業新區的相對位置關系，若其處于太原市民營開發區陽曲工業新區范圍內，由于工業新區下伏煤層禁止開采，建設項目地質災害危險性預測評估就不需要考慮因未來煤層開采引起的地裂縫、地面塌陷地質災害。經過坐標投影、圖形疊加可知，建設項目西南方向約1.4km處為太原市民營開發區陽曲工業新區東北邊界，建設項目不在太原市民營開發區陽曲工業新區范圍內。

根據區域地質資料及實地調查，項目區及周邊現狀條件下無地質災害發育，確定本次地質災害危險性評估范圍為煤層采動影響范圍與圍護帶范圍之和(煤層采動影響半徑為182.43m，工業場地圍護帶寬度為15m)，即以擬征場地范圍外擴197.43m（或大于197.43m）作為評估范圍（涵蓋第一斜坡帶），由此評估區范圍約為0.747366km2。

建設項目評估區地質環境復雜程度為“中等”類型，建設項目重要性屬“重要建設項目”類型，確定本次地質災害危險性評估級別為“一級”評估。

3　地質環境條件

通過實地調研和資料收集，查清了評估區的地質環境條件。主要結論為：項目區所處的地貌類型屬于黃土臺垣區，地貌類型單一。該地區松散層沉積厚度431.76m左右，基底為奧陶系灰巖；建設場地地基土濕陷等級為Ⅱ級（中等），工程地質條件較差。松散層孔隙水水位埋深80m左右，水文地質條件良好。破壞地質環境的人類工程活動一般。綜合判定項目區地質環境條件復雜程度為“中等”類型。

4　地質災害危險性現狀評估

評估區所處的地貌類型屬于黃土臺垣區，地表由第四系上更新統黃土覆蓋，據本次調查場地大部分區域平坦開闊，地形簡單。現狀條件下評估區崩塌、滑坡地質災害不發育。

評估區東北角發育一條近南北向的黃土沖溝，沖溝橫斷面呈U形，溝寬5～10m左右，邊坡高度2～10m，坡度50°～70°，邊坡地層巖性為第四系上更新統粉土，孔隙及裂隙較發育，現狀條件下評估區中小型黃土沖溝邊坡未發生崩塌、滑坡地質災害。該溝谷規模很小，匯水范圍極為有限，即便在雨季也幾乎沒有流水，現狀條件下泥石流地質災害不發育。

評估區位于陽曲普查區內，下伏太原組可采煤層為9、13、15中、15下四層煤。評估區目前無礦權設置，下伏煤層尚未開采，無地裂縫、地面塌陷災害。

綜上分析，評估區現狀條件下崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂縫、泥石流等地質災害均不發育。

5　地質災害危險性預測評估

5.1工程建設引發或加劇地質災害危險性的預測

評估區地貌類型屬黃土臺垣區，建設場地內無高陡邊坡分布。在建設場地東北部存在一處小型黃土沖溝，工程建設前將對場地內沖溝進行填平，填平后將在場地邊界處形成兩處填方邊坡，邊坡高度4～8m。預測建設項目場地整平形成的填方邊坡有引發崩塌、滑坡的可能性，崩塌、滑坡對建設工程危害程度小—中等，地質災害危險性小—中等。

5.2建設工程本身可能遭受地質災害的危險性預測評估

5.2.1建設工程遭受崩塌、滑坡、泥石流地質災害預測

評估區及周邊總體地形相對開闊、平緩，僅在建設場地東北沖溝兩側存在潛在的不穩定邊坡，工程建設過程中將對沖溝填平，潛在的不穩定邊坡臨空面將充填黃土，建設工程遭受崩塌、滑坡地質災害的可能性小，地質災害危險性小；評估區無溝谷及河流分布，建設工程遭受泥石流地質災害的可能性小，地質災害危險性小。

5.2.2建設工程可能遭受采空塌陷、地裂縫地質災害危險性預測評估

評估區下伏9、13、15中、15下號煤層，下伏煤層一旦開采，產生的地表變形將對建設工程造成破壞。依據《建筑物、水體、公路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中的經驗公式，預測評估區下部9、13、15中、15下號煤層開采后對地表的影響程度。

（1）最大下沉值：

（2）最大曲率值：

（3）最大傾斜值：

（4）最大水平移動值：

（5）最大水平變形值：

式中：q——下沉系數；

M——煤層采空區厚度，m；

r——主要影響半徑，r=H/tanβ；

α——煤層傾角；

b——水平移動系數。

按上述公式計算，其結果見表1。

表1　煤層采空后地表變形預測結果表

將表1中計算數值與《三下規程》中規定的地表變形對地面建筑物破壞程度進行對比，第二次重采15中煤層后，采空區地表水平、傾斜變形值均達到Ⅳ級。15下煤層重復采空后，采煤影響半徑最大為182.43m，擬建建(構)筑物圍護帶寬度為15m，采煤影響半徑與圍護帶寬度之和為197.43m。

根據上述計算可知，評估區煤層開采后地表變形劇烈。預測采空引發地裂縫、地面塌陷地質災害威脅對象為整個建設工程、生產設施以及生產工人，可能威脅人數大于100人，可能造成的經濟損失大于500萬元，預測其地質災害危險性大。

6　地質災害危險性綜合評估及防治措施

6.1綜合分區及建設場地適宜性評估

6.1.1綜合分區評估

評估區地貌類型為黃土臺垣區，現狀條件下崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷地質災害不發育。工程建設形成填方邊坡有引發崩塌、滑坡地質災害的可能性，崩塌、滑坡對建設工程危害程度小—中等，地質災害危險性小—中等；建設工程遭受地面塌陷、地裂縫地質災害的可能性大，地質災害危險性大。將山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司易地搬遷建設項目評估區定為地質災害危險性大區。

6.1.2建設場地適宜性評估

對工程建設形成的填方邊坡地質災害隱患，其防治措施簡單易行；煤層開采造成地裂縫、地面塌陷地質災害可以通過為建設工程留設保護煤柱予以避免，防治措施比較簡單易行，且技術手段較為成熟。通過對建設場地的地質災害危險性及治理難度綜合分析，對照建設用地適宜性分級標準，在對建設場地留設保護煤柱的前提下，其建設用地適宜性為“基本適宜”。

6.2防治措施

根據評估區地質災害（隱患點）的發育特征及地質災害危險性評估結果，地質災害的防治措施是：對填方邊坡土體分層壓實，對黃土沖溝邊坡修建漿砌護坡，在斜坡前緣修建擋墻；同時布設截排水溝，加強地質災害（隱患點）及周邊排水；為建設場地按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》（國家煤炭工業局，2000年6月發布）規定留設保護煤柱，嚴禁在保安煤柱范圍內進行采礦活動。

7　結束語

國內外專家學者對地質災害危險性評估進行了大量深入的研究，但以城鄉結合部作為研究區域的成果極少見于文獻。筆者在充分參考前人研究成果的基礎上，通過選取太原市城鄉結合部的一個建設工程實例進行分析，為地質災害技術人員在同類地區開展地質災害危險性評估工作提供了思路和技術方法。研究成果為全面反映城鄉結合部災情特點，確定減災目標，優化防護措施，進行科學地減災決策提供了重要依據。

[1] 中華人民共和國地質礦產行業標準.DZ 0245-2004建設用地地質災害危險性評估技術要求[S].2004.

[2] 王輝,張峰,茍甲有,等.陜西府谷新建煤礦建設工程地質災害危險性評估[J].中國煤炭地質，2010，22（11）：51-56.

[3]孫慶先.煤礦建設工程地質災害危險性評估[J].中國煤炭地質，2012，24（4）：47-51.

[4]中華人民共和國國土資源部.地質災害危險性評估技術要求（試行）（國土資源部關于加強地質災害危險性評估工作的通知（國土資發[2004]69號）附件1）[S].

[5]國家煤炭工業局.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程（煤行管字[2000]第69號）[S].北京：煤炭工業出版社，2000.

P642.2

A

1004-5716(2015)07-0139-03

2014-07-06

段鵬飛（1981-），男（漢族），山西長子人，工程師，現從事地質災害治理工作。