全州縣病死畜禽無害化處理中心地質災害特征及防治措施

馬龍飛，利奐章，崔鈺，楊珺茹

全州縣病死畜禽無害化處理中心地質災害特征及防治措施

馬龍飛，利奐章，崔鈺，楊珺茹

（桂林理工大學地球科學學院，桂林 541006）

通過對廣西全州縣病死畜禽無害化處理中心項目地段地質災害發育狀況，結合該建設項目的地質環境條件、工程概況及規劃設計方案等的分析預測，評估地質災害對建設項目的影響，有針對性地提出了防滲排泄、擋土墻、灌漿加固以及對擬建建筑地基采取換填法處理等一系列防治措施。

地質災害；防治措施；廣西全州

全州縣病死畜禽無害化處理中心項目總用地面積為13368.7m2（折合20.05畝），項目中心地理坐標：東經110°59′39.8″，北緯25°55′24.9″。項目擬建全州縣病死畜禽無害化處理中心1座，以及配套的2棟框架結構廠房（2F）、1棟框架結構綜合樓（4F）、1棟磚混結構發電機房（1F）、1棟磚混結構水泵房（1F）、2棟框架結構庫房（2F）、1棟框架結構廢水處理站（1F）、2棟磚混結構門衛室（1F）、1棟磚混結構消毒間（1F）、垃圾收集點、停車場等等（圖1）。

1 建設項目基本概況及地質環境條件

1.1 建設項目基本概況

該處理中心位于桂林市全州縣西工業園區，行政區劃屬桂林市全州縣管轄，場地標高+204.61 m～+212.12 m，用地面積為13368.7m2，年處理能力為18120噸。項目場地北邊約20 m區域由于其他工程建設，存在有一處現狀邊坡。

1.2 建設項目氣象水文條件

項目所在全州縣屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫和，雨量充沛。據氣象局資料顯示，本區多年平均氣溫18.1 ℃，最高氣溫為40.4℃，最低氣溫-6.6 ℃。區內雨量充沛，多年平均降雨量1565.9 mm。

萬鄉河為項目附近最大水體， 位于項目北部約3.5 km處。該河自北西向南東流經評估區南西側，最終流入湘江，屬于湘江水系。河流常年水位標高+163.0 m，常年最高洪水水位165.8 m，低于本項目場地標高211 m，且位置距離本項目場地遠，

因此洪水對本項目場地影響小。

圖1 項目平面設計圖

1.3 地形地貌

本區屬于峰叢谷地地貌區地貌類型單一。區內原始地形標高為+203.75～212.12 m，地形相對高差約8.37m，總體地勢北東高，南西低，地形坡度5°～15°。本區為第四系粘土覆蓋，未見基巖出露。根據地形地貌、巖性等判斷該區域地質環境復雜程度為中等（李源亮，2020）。

1.4 地質特征

區內出露的地層巖性主要有下石炭統（C1）中-厚層微晶灰巖和第四系（Q）填土（Q4）、粘土（Q4）覆蓋層（地質部廣西壯族自治區地質局，1969）。

項目位于蜈蚣嶺向斜北西翼，該向斜北東方向展布，延伸長約15 km，寬3～5 km，核部地層為石炭系，兩翼地層為泥盆系。區內巖層呈單斜構造，產狀為128°∠55°，總體傾向南東東（圖2）。

1.5 巖土體工程地質類型及特征

根據評估區巖土體工程地質性質，結合巖性、結構、組合關系和強度等，以及現場調查和該項目巖土工程勘察報告，將評估區巖土體劃分粘性土單層結構土體和中層狀弱巖溶化堅硬灰巖巖組兩大巖土體類型。

1.5.1 粘性土單層結構土體

評估區土體主要為粘土，為溶余殘積成因，土體呈暗黃色、黃褐色。該層層厚0.9 ～8.80 m，平均厚度約6.7 m，土體呈硬塑性狀態，切面有光澤，韌性高，干強度強，無搖振反應。該層重度g為18.5 kN/m3，黏聚力Ck為28.8 kPa，內摩擦角k為13.2°，壓縮模量Es1-2為9.0，屬中壓縮性土，承載力特征值ak為180 kPa，力學性質良好，具有一定地基強度，滿足低層建（構）筑地基承載力要求（常士驃，張蘇民2019）。

此外，評估區北部約20 m處，即P1現狀邊坡處存在人工填土，為人為建設堆填形成，屬高壓縮性土，地基承載力特征值fak一般＜80 kPa，不宜作為基礎基礎持力層。

1.5.2 中層狀弱巖溶化堅硬灰巖組

建設場地下伏基巖由下石炭統寺門組、羅城組并層（C1）灰巖構成。灰巖呈灰黑色，中層狀構造，晶粒結構，中層狀構造。該層根據其狀態可分為破碎灰巖和較完整灰巖兩個亞層。

圖2 評估區構造綱要圖

（1）破碎灰巖：呈灰色，微風化，主要礦物成分為方解石，裂隙極其發育，方解石脈充填，較硬。勘察鉆孔巖芯破碎，溶蝕現象明顯，巖芯多呈碎塊狀，破碎灰巖中裂隙、半邊巖發育。該層厚度一般介于0.20～4.50 m，承載力特征值ak800～1000 kpa，不適宜作為樁端持力層。

（2）較完整灰巖：呈灰黑色，主要礦物成分為方解石，晶粒結構，中層狀構造。巖芯較完整，裂隙發育一般，巖芯采取率大于85%。該層單軸飽和抗壓強度平均值范圍為59.25～75.7MPa，平均值為66.42MPa，標準值為61.32 MPa，為堅硬巖，巖體基本質量等級為II級。該層巖石承載力特征值6000 kpa，一般可作為優良的地基持力下臥層，工程地質性能和工程力學性能良好。但該組巖石具有可溶性，在水的化學、物理風化作用下，可能發育有規模不等的溶洞、溶隙，且巖面起伏亦較大，可能產生巖溶塌陷等地質災害，對地基及建（構）筑物的穩定性具有一定的危害（雷俊巖，2019）。

1.6 地下水類型及巖溶發育特征

本區分為兩個不同富水性的含水帶，第四系溶余殘積松散巖類孔隙水，儲存、運移在第四系溶余殘積的粘土中；碳酸鹽巖、碎屑巖互層裂隙水主要賦存于評估區下伏基巖下石炭統（C1-）灰巖中（廣西水文地質工程地質隊，1983）。地下水位低于本項目最低基礎施工部位，區內可能發生不穩定斜坡地質災害的區段地勢高于地下水水位，且地下水水位在巖體中活動，對不穩定斜坡和巖溶塌陷地質災害影響小。

1.7 人類活動對地質環境的影響

評估區海拔標高+203.75 m～+212.12 m，高差約8.37 m，區內地形呈北東高，南西低，地形坡度5°～15°。建設場地西部緊挨村道，北部為全州醫療廢物集中處理中心廠房和錳礦提純廠房。根據現場調查，評估區北部存在一處現狀邊坡P1，坡高1.5～1.8m，由前期修建全州醫療廢物集中處理中心項目廠房填方形成，現狀影響地質環境的人類工程活動一般。本項目未來建設平整場地需進行開挖回填，最終在項目四周形成3處填方邊坡，高1.0～8.2 m，邊坡體主要為粘土，預測人類工程活動對原有地質環境造成的影響較強烈。

2 建設項目現狀地質災害發育特征

項目北西部存在1處人工邊坡P1，由于前期進行工程建設形成，邊坡寬70m，高1.5～1.8m，坡向280°，坡度40°，現狀已經采用漿砌石擋墻進行防護，并設置有排水孔和沉降縫，未發現墻體開裂現象，現狀穩定。項目場地內部現狀為耕地，未發現有高陡邊坡及地面塌陷現象。區內未發現現狀地質災害，現狀地質災害發育程度弱，危害程度小，危險性小（廣西壯族自治區地方標準《地質災害危險性評估規程》，2017）。

３ 建設項目地質災害發育預測評估

在工程建設過程中，要進行場地平整、開挖等人類工程活動，將改變評估區內的原有地形地貌，特別是巖土體中的力學平衡狀態和不穩定斜坡的穩定性，如不及時采取防護措施或防護措施不當，則容易引發地質災害。根據區內地形地貌、地層巖性、地質構造、巖土體工程地質特征、水文地質條件和工程建設對地質環境的影響等要素，結合野外現狀調查和地質災害發育規律及形成條件及該場地建設特點分析，預測工程建設中可能引發或加劇的地質災害為不穩定斜坡和巖溶塌陷；預測工程建成后可能引發或加劇的地質災害為不穩定斜坡和巖溶塌陷。

3.1 工程建設中可能引發或加劇的地質災害預測

工程建設中可能引發或加劇的地質災害為不穩定斜坡和巖溶塌陷。

3.1.1 不穩定斜坡

未來工程建設平整場地將在項目西部、南部和東部形成3處填方邊坡（TP1、TP2、TP3），這些填方邊坡在工程建設開挖擾動中變成不穩定斜坡，預測可能會發生滑坡、崩塌地質災害。

3.1.2 巖溶塌陷

評估區巖溶弱發育，第四系土層厚度0.9～8.8 m，平均厚度6.7 m，地下水位變動位置主要位于巖面-基巖中。野外現場調查未發現有巖溶洼地、落水洞、地下河、溶洞等巖溶現象，勘察也未發現有土洞、溶洞等巖溶現象，但不排除除勘察區域外存在土洞、溶洞的可能性，上述因素為評估區巖溶塌陷的發生提供天然條件。工程建設中可能引發或加劇巖溶塌陷的誘發因素主要為平整場地開挖擾動，擬建建筑獨立基礎施工、車輛運輸震動，以及擬建建筑、施工機械重力加載等。首先是平整場地過程中的開挖回填擾動，可能破壞地下可能存在的溶洞、溶隙或土洞的支撐平衡，形成塌陷。其次是擬建建筑獨立基礎施工和車輛運輸震動，基礎施工和車輛運輸產生大的震動，可能破壞地下可能存在的溶洞、土洞的支撐平衡，形成巖溶塌陷。最后是在建建筑、施工機械重力加載，也可能破壞地下存在的或可能存在的溶洞、土洞的支撐平衡，形成巖溶塌陷。巖溶塌陷主要危害本項目建設施工人員、機械設備，以及項目附近工廠廠房、工作人員，道路、車輛和行人，威脅人數10～60人，可能造成的直接經濟損失200～300萬元。根據巖溶塌陷可能性分級表，本區地下水位在巖體中波動，施工加載、震動影響塌陷較大；土體為硬塑性粘土，且覆蓋土厚度小于10m；本區地貌為峰叢谷地地貌區，巖溶弱發育。巖溶塌陷可能性綜合得分為75分。因此，預測工程建設中可能引發或加劇巖溶塌陷可能性中等，危害程度中等，危險性中等。

3.2 工程建成后可能引發或加劇的地質災害預測

工程建成后可能引發或加劇的地質災害為不穩定斜坡和巖溶塌陷。

3.2.1 不穩定斜坡

現狀調查發現，工程建成后形成的不穩定斜坡仍然存在，在未來可能發生崩塌地質TP1，TP2，TP3災害。因此，預測工程建成后可能引發或加劇不穩定斜坡發生滑坡、崩塌地質災害的可能性中等—大，危害程度中等，危險性中等—大。

3.2.2 巖溶塌陷

預測工程建成后可能引發或加劇巖溶塌陷地質災害主要發生在評估區項目擬建建筑物非以灰巖為基礎持力層的區段，即門衛室、發電機房、水泵房、燃料庫房、廢水處理站等。評估區巖溶弱發育，第四系土層厚度0.9～8.8m，平均厚度6.7m，地下水位變動位置主要位于巖面—基巖中。雖然勘察沒有發現溶洞、土洞等不良巖溶現象，但不排除除勘察區域外存在土洞、溶洞的可能性。工程建成后可能引發或加劇巖溶塌陷地質災害的誘發因素為本項目建（構）筑物、行駛車輛重力持續加載，以及自然因素下的區域地下水位變化、降雨。首先是本項目建（構）筑、運輸車輛重力持續加載，在車輛和其他附屬設施的重力加載作用下，可能使地下隱形土洞、溶洞發生變形并塌陷。其次是自然地下水水位反復變化、自然降雨，促使本場地土洞、溶洞的形成，進而產生巖溶塌陷。工程建設后可能引發或加劇的巖溶塌陷主要危害本項目內部非獨立基礎建筑物，如道路、回車場，及本項目場地人員和車輛等，威脅人數10～20人，可能造成的直接經濟損失200～300萬元。根據巖溶塌陷可能性分級表，本區地下水位在巖體中波動，建筑物和運輸車輛加載、震動影響塌陷較大；土體為硬塑性粘土，且覆蓋土厚度小于10 m；本區地貌為峰叢谷地地貌區，巖溶弱發育。巖溶塌陷可能性綜合得分為75分。因此，預測工程建成后可能引發或加劇巖溶塌陷可能性中等，危害程度中等，危險性中等。

4 建設項目地質災害防治工程措施

4.1 不穩定斜坡發生滑坡、崩塌的防治措施

（1）對于填方不穩定斜坡（TP1—TP3），建議在放坡到45°的基礎上采用漿砌石或者鋼筋混凝土擋墻進行防護，在坡頂、坡底設置排水溝，在坡面上植草，防止雨水和地表水沖刷產生崩塌、滑坡（滑坡防治工程勘察規范，2006）。

（2）工程施工過程中盡量控制、減少施工震動和重力加載，防止不穩定斜坡發生崩塌、滑坡。

（3）工程建成后在坡頂盡量控制、減少重力加載，防止不穩定斜坡發生崩塌、滑坡。

（4）始終加強巡視和監測，對不穩定斜坡發生變形進而產生滑坡、崩塌做出有效預判。

（5）建議將不穩定斜坡進行回填土分層碾壓及檢查壓實質量。

（6）建議將擬建建筑建在距離5 m以上不穩定斜坡兩倍坡高外區域（滑坡防治工程設計與施工技術規范，2006）。

4.2 巖溶塌陷的防治措施

（1）本項目未進行巖土工程勘查工作，建議主體建筑施工前應采取巖土工程勘察手段詳細查明場地隱形土洞、溶洞的分布、規模等情況，特別是基巖面附近的巖溶情況，若發現巖溶土洞、溶洞，可考慮采取灌漿、碎石充填等方法進行治理。場地完成后應在土體覆蓋區進行釬探工作，進一步查明基坑底部以下地基土中是否存在土洞及軟弱土層等不良地質現象。

（2）建筑物基礎施工盡量做好地下水防水工作，做好區內地下水動態監測，即橫向上地下水的補徑排特征，特別是水量變化，以及垂向上地下水水位的變化規律，為準確預測土洞的形成和改變進而發生巖溶塌陷提供參考依據。

（3）工程建設基礎施工過程中，要嚴格按照施工步驟來進行，盡量避免基礎同時施工，防止大規模的震動引發巖溶塌陷。

（4）工程建設中控制好機械和車輛在場內工作時間，盡量避免同時施工，產生大規模震動，同時機械設施、建材的堆放應控制單位面積內堆放物品的重量，或統一堆放在指定穩定位置，避免重力加載引發巖溶塌陷（地質災害防治工程監理規范，2006）。

（5）加強巡視和監測，特別暴雨季節或嚴重干旱季節，應加強巡視工作，發現巖溶塌陷應設置警示標志并及時治理，以防止地質災害的擴大（廣西地質學會，2014）。

5 結語

由之前的論述可以得到，確定一個區域的地質災害類型不僅需要清楚現狀已經存在的地質災害現象，也要通過對該區域地質環境條件的調查，找到施工過程中或工程完成后可能會引發的工程地質問題。而對于地質災害的防治應從長遠安全考慮，力爭將所有可能引發或加劇地質災害的因素進行提前防范。本文可供周邊工程項目進行地質災害勘察及防治時采用工程地質類比法，對于臨近區域工程建設具有重要參考意義。

根據地形地貌、巖性等判斷該區域地質環境復雜程度為中等（李源亮，2020）。區內出露的地層巖性主要有下石炭統（C1-）中-厚層微晶灰巖和第四系（Q）填土（Q4）、粘土（Q4）覆蓋層（地質部廣西壯族自治區地質局，1969）。力學性質良好，具有一定地基強度，滿足低層建（構）筑地基承載力要求（常士驃和張蘇民，2019）。但該組巖石具有可溶性，在水的化學、物理風化作用下，可能發育有規模不等的溶洞、溶隙，且巖面起伏亦較大，可能產生巖溶塌陷等地質災害，對地基及建（構）筑物的穩定性具有一定的危害（雷俊巖，2019）。碳酸鹽巖、碎屑巖互層裂隙水主要賦存于評估區下伏基巖下石炭統（C1）灰巖中（廣西水文地質工程地質隊，1983）。現狀地質災害發育程度弱，危害程度小，危險性小（廣西壯族自治區地方標準《地質災害危險性評估規程》，2017）。建議在放坡到45°的基礎上采用漿砌石或者鋼筋混凝土擋墻進行防護，在坡頂、坡底設置排水溝，在坡面上植草，防止雨水和地表水沖刷產生崩塌、滑坡。始終加強巡視和監測，對不穩定斜坡發生變形進而產生滑坡、崩塌做出有效預判。建議將擬建建筑建在距離5m以上不穩定斜坡兩倍坡高外區域。加強巡視和監測，特別暴雨季節或嚴重干旱季節，應加強巡視工作，發現巖溶塌陷應設置警示標志并及時治理，以防止地質災害的擴大。

地質部廣西壯族自治區地質局，1969，1：20萬桂林幅區域地質測量報告書[R]．

常士驃，張蘇民．2006，工程地質手冊[K]．北京：中國建筑工業出版社．

雷俊巖．2019，淺談巖土工程地質災害防治技術及預控措施[J]．科學技術創新，(11)：10-11．

李源亮，任光明，范榮全，王猛，李惠民;李暢．2020，區域地質環境復雜程度評價[J]．四川地質學報，40（01）：86-92．

廣西水文地質工程地質隊，1983，1：20萬桂林幅區域水文地質普查報告[R]．

Characteristics of Geohazard and Control Measures in the Quanzhou Disease and Death Animal and Poultry Harmless Treatment Center, Guangxi

MA Long-fei LI Huan-zhang CUI Yu YANG Jun-ru

(School of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006)

This study deals with characteristics of geohazard at site of construction project of the Quanzhou Disease and Death Animal and Poultry Harmless Treatment Center, Guangxi and makes suggestion on control measures of seepage prevention and discharge, retaining wall, grouting reinforcement and replacement filling method for the foundation of the proposed building based on geological conditions.

geohazard; control measure; Quanzhou, Guangxi

P694

A

1006-0995（2022）01-0092-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.01.018

2021-04-24

馬龍飛（1997— ），男，河南南陽人，在讀研究生，研究方向：地質工程