林口縣煙草水源工程建設項目地質災害危險性評估

周學雷

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

1 工程概況

林口縣煙草水源工程由三部分組成：第一部分為水庫，位于大馬當河上游，水庫分為上、下兩個壩址，上、下壩址間距為3km，壩型為混凝土溢流壩，設計庫容13.41萬m3，為小型供水水源地。第二部分為隧洞，上壩址隧洞長6.215km，下壩址隧洞長5.028km，洞徑2.0m。第三部分為輸水管線，起點為隧洞出口，終點為林口縣凈水廠，長度17.096km，管徑0.80m，引水流量1.0 m3/s，輸水管道輸水能力為326.4萬m3(引水流量1.0 m3/s為依據進行換算)。工程位置見圖1。

圖1 工程位置示意圖

2 環境地質條件

2.1 氣象、水文及地形地貌

林口縣境內屬中溫帶大陸性季風氣候，在復雜地形影響下，形成了”冬季嚴寒少雪，春季少雨干旱，夏季降雨分段集中，并常伴有階段性的低溫和伏旱發生，多短時的局部暴雨、冰雹災害，秋季涼爽，初霜偏早”的氣候特點。本區地處老爺嶺中部，北靠那丹哈達嶺南端，西傍張廣才嶺東麓，地勢呈西南高東北低的趨勢，海拔高程在150-660m，地形起伏較大。烏斯渾河由東南部流向西北部，牡丹江自南向北流經本區。區內低山縱橫，溝壑眾多，植被一般。地貌類型主要有侵蝕剝蝕低山丘陵、剝蝕堆積山前傾斜臺地、沖積堆積河漫灘。

2.2 地層巖性

本區出露的地層主要有下元古界麻山群-黑龍江群，古生界志留系、泥盆系、二迭系，中生界三疊系、侏羅系、白堊系，新生界第三系和第四系。在區域的中部，牡丹江以東的鍋盔山、大楚山一帶，分布有元古代侵入巖(γ2)，其巖性為花崗閃長巖；華力西晚期花崗巖(γ43)主要分布于牡丹江以西的廣大地區。

2.4 地質構造與區域地殼穩定性

本區位于老爺嶺中段，大地構造單元屬老爺嶺地塊—佳木斯隆起帶—八面通隆起區。

大鍋盔斷裂37：為區域性大斷裂，走向NE，切割張廣才嶺期、印支期花崗巖及牡丹江巖石圈斷裂，為一剪性斷裂。

根據“中國地震動參數區劃圖”(GB18306--2015)，區內地震動峰值加速度為0.05g，相當于地震烈度值Ⅶ度，區域構造穩定性較好。

2.5 工程場區巖土體類型及工程地質特征

工程區場地分為水庫區,隧洞區，輸水管線區。水庫區位于低山丘陵之河谷區； 隧洞區位于低山丘陵；輸水管線位于低山丘陵、臺地及漫灘區。工程場地地形起伏較大。主要巖性為花崗巖、花崗閃長巖，中細粒結構，塊狀構造，節理裂隙發育。表部巖體風化程度較高，一般呈全風化—強風化狀態，新鮮巖體巖芯硬脆，一般呈長柱狀、柱狀、塊狀。部分基巖上部為強風化，弱風化單軸抗壓強度27-63MPa，地基承載力350-2000kPa。巖性主要為坡積和現代河流堆積的粉質黏土和砂礫等。含砂低液限黏土，黃色，稍濕，可塑，無搖震反應，干強度及韌性中等，屬于中低壓縮性，地基承載力120kPa。砂礫石，稍密—密實，飽水，地基承載力160-280kPa。

2.6 水文地質條件

本區地下水分為漫灘區松散層孔隙潛水及基巖裂隙水兩類。漫灘區地下水為松散層孔隙潛水，含水層巖性為級配不良細礫、中礫及卵石混合土，為中等透水-強透水土體，地下水水化學類型為HCO3-- Ca2+，總礦化度116.11g/L-546.034g/L之間，總硬度在88.63 mg/L。基巖裂隙水分布于兩岸低山基巖裂隙中，受地形地貌、風化程度、構造發育的制約，含水層分布和富水性不均勻，豐水期補給主要靠大氣降水滲入，排泄于河谷松散層中。

2.7 人類工程活動對地質環境的影響

擬建林口縣煙草水源工程水庫區位于大馬當河的上游；隧洞區位于低山區；輸水管線區位于低山丘陵、臺地及漫灘之間。水庫區主要是低山間的河谷；隧洞區主要是次生針闊混交林林地，植被覆蓋較好；輸水管線區地表主要為耕地。人類工程活動主要以農業耕種、植樹、林業養殖為主，人類工程活動強度較弱，未見由于人類工程活動而引起的不良工程地質現象，人類工程活動對工程建設場地區無不良影響。

3 地質災害危險性現狀評估

3.1 地質災害類型的確定

評估區雖然地形起伏較大，但地層條件簡單，人類工程活動對地質環境的影響較輕微，不具備產生崩塌、滑坡、泥石流等突發性的地質災害的地質條件；評估區地處地殼較穩定區，無地下采礦，無巖溶地層發育，水文地質工程地質條件較好，不具備發生地裂縫、地面沉降、地面塌陷的必要地質條件要素。根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2002)，確定該項目地基土標準凍深為2.2m。該地區凍土為季節性凍土，評估區內分布廣泛。由于受氣候影響，地表土層隨季節呈周期性凍結、融化(冬季凍結、夏季融化)，一般情況下每年的11月中旬開始凍結，翌年4月開始融化，凍土凍融災害具有凍脹性和融陷性，由于土的凍脹和在凍脹的作用下，攔河壩、輸水管線有一定影響，如能采取有效的防凍處理，對本工程危害程度小，現狀評估危險性小；位于低山區的工程場址，山體表部植被條件較好，有集中地表定向流水地段易產生水土侵蝕(沖溝)現象；工程場址輸水管線區有多條小河經過，水位上漲時坡體被淹，軟弱土體浸水后飽和軟化，導致斜坡后移；水位下降時，產生巨大的動水壓力，也容易導致斜坡變形破壞。這種動力活動造成河流沿岸地帶坍塌災害。

綜合分析林口縣煙草水源工程的工程特點和工程場地環境地質條件，確定將凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌作為本次評估的評估要素。

3.2 地質災害危險性現狀評估

3.2.1 凍土凍融

該地區屬于季節性凍土區，本區最大凍結深度為2.00m，勘察場地中2.20m深度內的土層為低液限黏土層，全、強風化花崗巖層，根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2011)，低液限黏土層符合W≤WP+2，其凍脹類別為弱凍脹土。建設工程在建設過程中及建成使用后，可能遭受表部土體季節凍土凍脹融陷地質災害的危害。擬建工程可能遭受季節性凍土凍脹融陷地質災害的危險性較小。

3.2.2 水土侵蝕(沖溝)

評估區由于人類的活動影響，植被遭到破壞，地表在定向水流的作用下，形成了小規模的沖溝。地質災害現狀為對農田、田間道路具有一定破壞作用，影響土地的平整。但其發展速度小、危害小，危險性小。評估區-水庫區的上壩址庫區上游有多條沖溝，隧洞出口處有一條沖溝，但沖溝發展速度小，危害不大。

3.2.3 河岸坍塌

水位漲落也對災害活動具有激發作用，水位上漲時坡體被淹，軟弱土體浸水后飽和軟化，導致斜坡后移；水位下降時，產生巨大的動水壓力，也容易導致斜坡變形破壞。這種動力活動是造成江河沿岸地帶崩塌(坍塌)災害多發的原因之一。

工程區(輸水管線)河谷由第四系全新統沖積洪積物構成。呈連續條帶狀分布于河床兩側，漫灘一般高出河床1m-2m。寬度一般30m-80m。由黏土、砂、礫石組成，結構松散，汛期時水位上漲，河岸產生坍塌危害，對輸水管線有一定的危害，現狀評估危險性小。

4 地質災害危險性預測評估

4.1 工程建設可能引發或加劇的地質災害危險性預測

地質災害危險性預測評估是指工程建設可能誘發或加劇地質災害危險性評估。依據工程項目類型，規模，預測工程項目建設過程中，建設后對地質環境的改變和影響，評價是否會誘發加劇地質災害發育程度。

林口縣煙草水源工程輸水管線區開挖后產生的殘土主要用來回填，施工產生的部分棄土在強降水等外動力作用下也不會誘發地質災害。但為了保持水土和環境，還是應該對棄渣進行合理處理。綜上所述，林口縣煙草水源工程的建設誘發加劇地質災害的可能性小。

凍土凍融災害僅對攔河壩有一定影響，隧洞進出口開挖可能對邊坡穩定產生一定的影響，若按有關規程規范要求設計及施工，不會加劇其危害程度。

4.2 工程建設可能遭受的地質災害危險性預測

評估區現狀地質災害不發育，且林口縣煙草水源工程場址地層條件簡單，不具備產生崩塌、滑坡、泥石流等突發性的地質災害的地質條件。

該地區屬于季節性凍土區，本區最大凍結深度為2.00m，勘察場地中2.00m深度內的土層為低液限黏土層，全、強風化花崗巖層，根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2011)，低液限黏土層符合W≤WP+2，其凍脹類別為弱凍脹土。建設工程在建設過程中及建成使用后，可能遭受表部土體季節凍土凍脹融陷地質災害的危害。擬建工程可能遭受季節性凍土凍脹融陷地質災害的危險性較小。

評估區植被遭到破壞地段，在定向水流作用下容易產生地面侵蝕地質災害，但該災害易于治理且不會對山頂上的擬建工程構成威脅。所以水土侵蝕(沖溝)地質災害的危險性小。

在河岸產生坍塌的工程地段輸水管線埋深位于河床底部，發生地質災害的危險性小。

攔河壩壩肩、溢洪道邊坡、引水隧洞進出口邊坡在施工開挖時，可能存在邊坡穩定問題，局部庫岸在庫水波浪作用下，可能產生局部崩塌破壞，但范圍和規模小，地質災害危險性小。

5 地質災害危險性綜合評估

5.1 地質災害危險性綜合評估原則

根據《地質災害危險性評估規范》DZ/T 0286-2015地質災害危險性分級表的內容，綜合分析區內地形、地貌、水文氣象、植被、地質環境等評價要素，以及地質災害現狀及將來發育程度，對建設場地地質災害危險性進行綜合評估。地質災害危險性分級考慮的因素概括如下：①地質災害形成的地質環境條件；②地質災害類型、分布發育特征、穩定狀態及其對建設工程的危害程度；③地質災害在采取工程防治措施時的難易程度；④工程建設及運行過程中由于人類工程活動對地質環境條件的改變，引發或加劇原有的地質災害對建設工程的危害程度。

5.2 地質災害危險性綜合評估

在充分考慮了評估區地質環境條件、災害種類及對工程的危害損失程度、人類活動的影響等因素，對工程建設用地進行地質災害危險性綜合評估。評估區地質環境條件簡單，僅水土侵蝕現狀地質災害局部輕微發育，地質災害危險性預測評估預測工程建設誘發地質災害的可能性小；工程建設可能遭受的地質災害主要為凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌地質災害。水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌地質災害較易于采取工程措施進行防治，地質災害對工程建設危害程度小，故將評估區總體確定為地質災害危險性小區。

5.3 建設用地土地適宜性評估

工程建設場區為丘陵低山和山間臺地、漫灘，工程場址區內巖土體工程地質條件較好，凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌地質災害對輸水管線可能構成一定的危害，但此類地質災害易于采取工程措施進行防治，因此，該工程建設用地區土地適宜性為適宜[1-2]。

5.4 地質災害防治措施

工程建設要在巖土工程勘察的基礎上，確定表部巖土體的水土侵蝕等級，采取相應的工程措施。

集中施工時的臨時棄渣。在防治措施上采取集中堆置，土堆下部用填土草袋攔擋，遇大風大雨天氣用防雨布苫蓋。在大風干燥的季節必要時采用灑水車進行噴灑，防止風蝕。施工結束后在風塔基礎外圍空地，覆土綠化植草，使植被得到恢復。注意植被的保護，保持水土，避免產生地面水土侵蝕。

在現有的沖溝發育地段，應對沖溝的溝源及沖溝兩岸進行工程治理或根孽性強的植物覆蓋，保持沖溝附近的場地穩定性，控制沖溝地朔源侵蝕的發展。

6 結 論

一是擬建林口縣煙草水源工程位于黑龍江省林口縣。評估區地處地殼較穩定區，水文地質工程地質條件較好，地質環境復雜程度為中等、擬建工程為一般建設項目，因此確定本次評估工作為三級評估。二是評估區現狀地質災害僅有水土侵蝕，其規模小、危險性小。三是工程建設中誘發或加劇地質災害的可能性小；工程建設可能遭受的地質災害為凍土凍融、水土侵蝕(沖溝)、河岸坍塌。地面水土侵蝕易于采取工程措施進行防治，危險性小。四是經綜合分析論證，評估區總體確定為地質災害危險性小區。五是工程建設場區的土地適宜性為適宜。