某企業火工區搬遷建設項目地質災害危險性評估與防治建議

王振海，周之勛，劉 濤

(1.自然資源部地裂縫地質災害重點實驗室，江蘇 南京 210018；2.江蘇省地質調查研究院，江蘇 南京 210018；3.蘇源集團江蘇房地產開發有限公司，江蘇 南京 210000)

0 引言

為提升企業工作效率，加快企業發展，擬開展宜興某公司火工區搬遷建設項目。此工程位于地質災害易發區[1-2]，由于地質災害的發生具有突發性和不確定性的特點[3]，為避免項目建設引發或遭受地質災害，防患于未然[4-5]，需對本工程可能引發或遭受的地質災害進行評估，并提出相應防治措施與建議。

1 工程概況和地質災害危險性評估級別

1.1 工程概況

此工程用地面積約0.51 km2，評估區范圍為：山坡處自用地紅線外擴至分水嶺，其他區域外擴100 m，評估區總面積約0.72 km2。

擬建項目主要建設內容為廠房和辦公用房，無地下室，預計擬建工程基坑開挖深度小于3 m。由于項目位置地形起伏較大，需進行場地平整，預計人工切坡可能形成5～20 m高差的邊坡。另外，項目建設無地下水開采計劃。

1.2 評估級別

擬用項目屬于重要建設項目，評估區地質環境條件復雜程度為中等類型，因此，評估級別確認為一級[6]。

2 地質環境條件

2.1 氣象水文

本區屬亞熱帶季風氣候區，溫和濕潤，四季分明，多年平均氣溫為15.7 ℃，年均降水量為1 387.5 mm。

區域水系屬太湖流域的蠡河水系，評估區附近主要水體為南側的黃墅水庫，位于祝陵河的上游，1974年建成，總庫容425萬m3，可灌溉善卷的農田266.67 hm2。另外，評估區附近分布多個大小不一的水塘。

2.2 地形地貌

評估區地處低山丘陵區，地面高程為60～106 m，地形起伏較大，原始地貌坡度為5°～30°，地表植被茂盛。受人類工程活動影響，西側存在采石宕口(見圖1)，宕口邊坡高差為30～50 m，坡度為75°～90°，宕口內有積水。近地表廣泛分布含碎石粉質黏土。

2.3 地層巖性

評估區前第四紀地層主要發育青龍組可溶性碳酸鹽巖、龍潭組粉砂質泥巖、觀山組石英礫巖、茅山組石英砂巖，局部伴有火山巖侵入，巖性為花崗斑巖，區內基巖出露條件一般，山坡上覆蓋有厚度5 m左右的殘坡積土層。基巖分布情況如圖2所示。

評估區第四系主要發育分布殘坡積含碎石粉質黏土，厚度一般在5 m左右，由低山丘陵向谷地方向逐漸增大。

圖1 采石宕口現狀

圖2 評估區基巖地質

2.4 地質構造與區域穩定性

評估區斷裂構造較為發育，主要發育NE，NW向兩組斷裂。評估區位于銅官山NNE向斷裂的W盤，受區域構造影響，區內地層傾向有變化[7]。

根據GB 50011—2010《建筑抗震設計規范》，評估區抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05 g，評估區屬區域地殼較穩定區。

2.5 土體工程地質條件

擬建項目場地淺部土層可劃分為兩個工程地質層，各層組工程地質特性簡述如下：

(1)雜填土：局部分布，黃褐、灰褐色，松散，為新近沉積土，層厚0.5～1.5 m。

(2)含碎石粉質黏土：廣泛分布，黃褐色、棕紅色，可塑，為坡體殘積土，切面稍有光澤，無搖震反應，干強度及韌性中等，中等壓縮性，含有鐵、錳質結核，層厚一般3.5～5.0 m。

2.6 水文地質條件

按含水介質劃分，評估區地下水類型主要為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類裂隙溶洞水(巖溶水)兩種類型。

2.6.1 松散巖類孔隙水

孔隙水主要為潛水，分布在谷地區的含碎石粉質黏土中。其富水性較差，單井涌水量一般小于100 m3/d，水位埋深受大氣降水和地形地貌控制，一般在2～4 m，年變幅1.5～2.0 m。

2.6.2 碳酸鹽巖類裂隙溶洞水(巖溶水)

賦存在三疊系下統青龍組(T1q)灰巖中，其中：上部主要為粉晶、礫狀粉晶灰巖，質地較純，單井涌水量一般大于1 000 m3/d；下部為泥質灰巖，夾有薄層鈣質頁巖，質地不純，單井涌水量500～1 000 m3/d。

2.7 人類工程活動

評估區內對地質環境影響較大的人類工程活動主要為開山采石。采石過程實際上是對巖質邊坡進行切坡開挖，其結果一是使原有巖體的應力平衡遭到破壞；二是形成高陡臨空面，提高了巖體的下滑可能性，從而影響巖體的穩定。此外，采石中的爆破對巖體所施加的震動、瞬時荷載，也不同程度地破壞了巖體的完整性，尤其是宕口邊緣巖石破碎，或產生危石，易產生崩塌災害。綜上所述，評估區人類工程活動對地質環境影響、破壞較強烈。

3 地質災害危險性現狀評估

3.1 地質災害類型

擬建項目局部下伏三疊系青龍組灰巖，具備發生巖溶塌陷的條件。另外，評估區地處低山丘陵區和谷地區，地形起伏較大，部分地區由于人工采石形成了高陡邊坡，有可能發生崩塌滑坡災害。因此，評估區地質災害類型主要是巖溶塌陷和崩塌滑坡災害。

3.2 現狀評估

3.2.1 巖溶塌陷

評估區灰巖質地不純，現場調查未見地表變形、開裂等現象，巖溶水無開采，地下水水位變幅不大，覆蓋層為致密碎石土，巖溶發育程度弱。現狀評估巖溶塌陷災害危險性小。

3.2.2 崩塌、滑坡

評估區地形起伏較大，受開山采石影響形成大型采石宕口，宕口邊坡處于欠穩定-不穩定狀態，邊坡巖石破碎，裂隙較發育，局部已經發生崩滑跡象，采石宕口附近崩塌發育程度強，現狀評估采石宕口附近崩塌災害危險性中等。

除采石宕口外，評估區自然邊坡坡度較緩，坡面及后緣均無裂隙發育，植被茂盛，且無變形跡象。崩塌滑坡災害的危險性小。

4 地質災害危險性預測評估

4.1 巖溶塌陷災害危險性預測評估

工程建設無開采巖溶地下水計劃，故而工程建設中及建成后都不會改變目前區內巖溶地下水的開采現狀及水動力條件。根據擬建工程特性，建筑物高度不大，增加的地面荷載有限，產生的垂向壓力不大，且區內巖溶發育一般，野外調查也未見巖溶塌陷現象，因此，預測評估工程建設引發巖溶塌陷災害的危險性小。

評估區下伏三疊系青龍組(T1q)泥質灰巖，淺埋藏分布，局部裸露，隱伏巖溶區可溶巖埋深在5 m左右，巖溶發育一般，巖溶水位處在巖土接觸面之下2～3 m，孔隙水富水性較差，巖溶水與孔隙水有少量聯系。周圍巖溶水開采井稀少，外圍分布的巖溶水開采井距離較遠，對評估區巖溶水的動態影響較小。評估區巖溶水動態主要受降水影響，在雨季強降水的情況下，水位短期抬升到巖土界面之上，會使巖溶水位對巖土界面的土體產生影響，可能發生巖溶塌陷，因此，工程建設遭受巖溶地面塌陷災害的危險性中等。

4.2 崩塌、滑坡災害危險性預測評估

采石宕口附近，其邊坡較陡，坡度大于75°，高差較大，坡面巖石較破碎，裂隙較發育，局部分布有危石，野外調查多處見崩滑跡象，目前穩定性較差。擬建項目主要的工程活動為基坑開挖和坡面平整，工程建設將進一步破壞其穩定性，同時增加了坡頂的荷載量，在遇降雨等不利因素影響下極有可能發生崩塌災害，影響擬建項目的安全。綜上分析，在采石宕口附近，工程建設引發或遭受崩塌災害的危險性大。

除采石宕口外，評估區自然邊坡坡度較緩，一般在5°～30°，地面高程為60～106 m。根據工程概況分析，擬建項目基坑開挖深度小于3 m，同時需要進行場地平整，預計人工切坡可能形成5～20 m高差的邊坡，開挖后的邊坡在地下水浸潤、降水等因素作用下，可能引發崩塌滑坡災害。因此，預測評估認為，除采石宕口附近外，其他區域工程建設引發或遭受崩塌滑坡災害的危險性中等。

5 地質災害危險性綜合評估和場地適宜性評估

5.1 綜合評估

針對評估區地質災害現狀特征和發展趨勢，結合其現狀和預測評估結果，綜合評估認為：在采石宕口附近(Ⅰ區)地質災害危險性大，面積約0.13 km2；其他區域(Ⅱ區)地質災害危險性中等，面積約0.59 km2(見圖3)。

5.2 場地適宜性評估

根據綜合評估結論，評估區Ⅰ區地質災害危險性大，建設用地適宜性差，防治難度大。Ⅱ區地質災害危險性中等，建設用地適宜性為基本適宜，可采取措施予以處理(見圖3)。

圖3 評估區地質災害危險性綜合分區

6 防治建議

6.1 巖溶塌陷防治建議

(1)利用鉆探、物探等綜合手段查明隱伏巖溶發育情況，如發現較大的溶洞，應采取充填、注漿等措施進行處理。

(2)做好地面排水工作，防止地表水滲漏誘發巖溶地面塌陷。

6.2 崩塌、滑坡防治建議

(1)進行詳細的工程地質勘察工作，查明場地內巖、土體的分布、產狀及物理力學性質(包括土的膨脹性)，對切坡和填筑形成的邊坡進行地質災害專項勘查和穩定性評價工作，為工程設計和施工提供依據。

(2)合理設計建筑和場地平整施工方案，避免對地質環境造成不必要的破壞，盡量避免形成高陡人工邊坡。

(3)在切坡、削坡和填筑邊坡部位必須采取支擋和坡面防護措施，并修筑完善的截、排水系統，防止雨水大量滲入坡體，確保邊坡穩定。

(4)必須在開展工程建設的同時進行地質災害治理工作。地塊內工程建設凡是形成邊坡的地段應按建筑邊坡工程技術規范和地質災害防治工程相關規范的要求進行勘查、穩定性評價和支護設計，且地質災害治理應遵循動態設計和信息化施工的原則。

(5)施工過程中加強監理和監測工作，確保邊坡防護工程的施工質量。工程建成后，要加強監測和巡查，發現險情及時處理。

7 結語

(1)擬用項目屬于重要建設項目，評估區地質環境條件復雜程度為中等類型，因此，評估級別為一級。

(2)評估區存在地質災害類型主要為巖溶塌陷和崩塌滑坡災害。

(3)現狀評估結論：巖溶塌陷災害的危險性小；采石宕口附近現狀評估崩塌災害危險性中等；其他區域崩塌滑坡災害危險性小。預測評估結論：工程建設引發或遭受巖溶塌陷災害的危險性中等；在采石宕口附近，工程建設引發或遭受崩塌災害的危險性大；其他區域引發或遭受崩塌滑坡災害的危險性中等。綜合評估認為：Ⅰ區地質災害危險性大，面積約0.13 km2，建設用地適宜性差；Ⅱ區地質災害危險性中等，面積約0.58 km2，建設用地適宜性為基本適宜。

(4)地質災害防治工作是一個動態管理過程，工程建設過程中和建成后要加強地質災害監測工作，定期進行巡查，發現險情及時處理。