銅陵經開區地質環境條件與地質災害危險評估分析

［關鍵詞］地質條件；銅陵經開區；地質災害危險評估；地質災害防治

銅陵經開區按規劃部署為國家級高新區，園區面積約為39.13 km2。結合上級要求以及工程建設的需要，對銅陵經開區（西部園區）用地范圍內進行地質災害危險性區域評估，促進工程建設與地質環境相協調，減少因不合理工程、不合規施工活動引發的災害，優化環境的同時避免建設工程遭受地質災害的危害。

1. 評估區概況

銅陵經開區（西部園區）位于銅陵市北部，北至鐘倉河、小夾江，東至泰山大道、秀水河一線，南抵翠湖一路、環天井湖地區，西至長江。本次評估用地范圍內主要規劃為居住用地、公共管理與公共服務設施用地、商業服務業設施用地、工業用地、道路與交通設施用地、綠地與廣場用地。本次評估工作按未報批地塊、批而未供地塊及散亂污企業地塊等32個地塊展開，本次評估用地范圍3.998 km2。包含未報批地塊面積2.1028 km2（編號WB1-WB10），批而未供地塊面積1.6556 km2（編號WG1-WG21），散亂污企業地塊面積0.2397 km2（編號SW1）。

2. 銅陵經開區地質環境條件

2.1水文、氣象條件

評估區氣候特征明顯傾向于亞熱帶季風氣候，評估區春夏多雨，每年7、8月，表現為盛夏炎熱，但冬季溫和，一年四季節氣分明。根據氣象觀測數據（銅陵經開區1955～2019 年觀測資料）可知，氣象要素特征主要表現為：（1）溫度、濕度：銅陵經開區平均氣溫16.2℃，很少出現極端氣溫，最高氣溫40.2℃。夏季平均氣溫較高（出現在每年7月）可以達到31.6℃，冬季整體天氣溫和，平均氣溫0.46℃，年平均潮濕系數0.95。（2）降水量、蒸發量：該區域多年平均降水量最大值不會超過2173.7 mm（1983），遇到干旱年份，年最小值為788.5 mm（1978）。年平均蒸發量1359.8 mm。除此之外，區內降水的多年變化特征鮮明，具有明顯的周期性，規律是每隔6～8年，會有一次豐水年出現。降水受季節控制，因為淺層巖土強度降低，該期間為地質災害多發期，特別是滑坡、巖溶塌陷等地質災害。

評估區及周邊地表水系較為發育，區內有秀水河等主要河流穿過，周邊水體有長江、西湖、天井湖等。

2.2 地形、地貌

區域屬沿江丘陵平原區，總的地形南高北低，北部為長江河漫灘，地形平坦低洼，標高8～10 m；南部為二級階地，標高15～50 m。評估區原始地貌類型為沖溝、二級階地。沖溝主要分布在評估區西部，地勢相對較低，地面標高一般5～8 m。成因類型為沖積成因，地表組成物質為第四系全新統蕪湖組的棕黃色、灰黃色粉質黏土。二級階地在評估區大部分分布，地面標高一般10～25 m，地形略有起伏。地形坡度一般5°～10°，地表主要組成物質為第四系中更新統戚家磯組的粉質黏土、粉質黏土夾礫石。

2.3地層巖性

地表土質較特殊，為第四系土層覆蓋，基巖地層僅在局部出露。

評估區下伏基巖地層為三疊系下統和龍山組、三疊系下統南陵湖組、白堊系上統宣南組。由老至新分述如下：（1）三疊系下統和龍山組（T1h）分布于評估區東部。下部為黃綠色鈣質頁巖、青灰色條帶狀石灰巖，夾中厚層石灰巖；中部為灰黃—灰黃綠色鈣質頁巖和青灰色條帶狀石灰巖互層，夾中厚層石灰巖、透鏡狀石灰巖及似礫狀石灰巖；上部為灰—青灰色條帶狀石灰巖、薄層石灰巖及泥質石灰巖。層厚160.83 m，與下伏地層為整合接觸。（2）三疊系下統南陵湖組（T1n）分布于評估區東部，分上、下段。南陵湖組上段下部為淺灰-深灰色薄層蠕蟲狀石灰巖，夾中厚層狀石灰巖，底部有一層淺灰色巨厚層狀同生礫巖；中部為淺灰-深灰色薄-中層石灰巖；上部為灰-灰黑色中厚層狀石灰巖。南陵湖組下段下部為淡灰－青灰色頁片狀、薄層狀灰巖，夾中厚層灰巖。中部為淡灰－深灰色薄層、中厚層灰巖，夾少量黃褐色鈣質頁巖。上部為淡灰－灰色頁片狀、薄層狀灰巖、中厚層灰巖。厚度457.38～706.0 m。與下伏地層為整合接觸。（3）白堊系上統宣南組（K2x）分布于評估區西部，零星出露。下段巖性為鈣質中礫巖，含姜結核鈣質粉砂質細砂巖，鈣質雜砂巖，雜砂巖。該段層厚362.58 m，與下伏地層為不整合接觸。

評估區第四紀地層自上而下為①人工填土（Qml）②全新統蕪湖組（Q4w）粉質黏土、③中更新統戚家磯組（Q2q）粉質黏土、粉質黏土混礫卵石、④下更新統馬沖組（Q1m）砂卵礫石，西部第四紀地層整體厚度4.5～31 m，東部第四紀地層整體厚度12～20 m。

評估區巖漿巖：評估區東南部有謝家壟巖體分布，評估區內未出露，呈狹長條帶狀，為北東-南西向，北西-南東兩側向北西傾，傾角較陡，為一巖墻。圍巖為三疊紀南陵湖組、和龍山組灰巖。巖性為花崗閃長巖，主要礦物為斜長石、角閃石和石英。巖體蝕變為碳酸鹽化、綠泥石化。

3. 銅陵經開區地質危害現狀評估

3.1評估工作方法

評估工作在建設項目初步分析和現場踏勘的基礎上，全面搜集和研究了評估區內已有的基礎地質、水工環地質資料，開展了評估區地質環境與地質災害調查。在上述工作基礎上開展綜合研究。①收集利用資料：共收集資料16份，其中氣象和水文資料2份，地形圖（1∶10000）1份，區調報告1份，綜合性水工環地質報告4份，區域地質災害調查報告2份，地質災害危險性評估報告2份，巖土工程勘察報告4份。為了解場地內巖土體分布、厚度、物理力學性質等，本次收集了工作區內工程地質鉆孔共9孔，總進尺197.5 m。②地質環境與地質災害調查：調查了評估區及周邊地形地貌、地質構造、巖土體工程地質特征、水文地質特征及人類工程活動情況，重點調查了環境地質問題及地質災害類型、分布、規模、發育規律。調查面積10 km2。本次評估用地范圍內可能引發或遭受的地質災害類型主要為巖溶塌陷、崩塌、滑坡。評估區周邊地勢較為平坦，周邊無礦山機井疏排地下水，上述地質災害的危險性僅限于用地范圍內，故本次評估范圍不外擴，即以用地范圍為界，評估區總面積為3.998 km2。調查工作以1∶10000地形圖做手圖，采用GPS衛星定位儀定點，對每一調查點編號記錄。③綜合研究：研究評估區地質環境條件基本特征。實踐中，結合項目情況分析論證評估區地質，重點是實施災害的危險性等級劃分，進行現狀評估的同時，落實好預測評估和綜合評估，保障地質開發合理。在上述技術手段基礎上，對建設場地適宜性（關鍵指標）進行評估，明確核心任務，提出防治災害措施與環境優化的合理化建議，為后續工作提供指導。

3.2 評估的結果分析及主要地質災害問題

經野外調查和對收集資料的綜合研究分析，評估區內原始地貌為二級階地和沖溝，人類工程活動局部形成切坡，存在發生崩塌、滑坡的可能性。評估區東部下伏基巖為三疊系南陵湖組灰巖，存在產生巖溶塌陷地質災害的地質背景條件。

評估區地貌為二級階地及沖溝，地形坡度在10°以內，崩塌、滑坡等災害目前尚未出現[1]。評估區周邊道路、廠房、住宅樓建設較多，局部工程建設形成3～4m切坡，坡體主要由第四系中更新粉質黏土組成，硬塑，簡易擋土墻支護甚至無支護下仍較穩定，未出現滑坡、崩塌現象。評估區東部下伏基巖為三疊系南陵湖組灰巖，為可溶性巖，存在巖溶塌陷背景條件，但未開采巖溶地下水，調查未發現評估區及周邊產生巖溶塌陷地質災害。因周邊無礦山或機井開采地下水，調查未發現巖溶塌陷地質災害。評估區內無礦山開采，不存在采空區，沒有采空塌陷地質災害。結合上述分析結果，該區域狀況良好，評估區現狀地質狀態理想，地質災害不發育。圖1為道路切坡示意圖；圖2為WG11、WG12、SW1地塊示意圖，WG 12號地塊局部標高10～22 m，地形坡度10°左右。

4. 地質災害危險性綜合分區評估

4.1評估原則與量化指標

4.1.1綜合評估原則

（1）評估實踐中，需明確評估對象，依據地質災害危險性（參照標準）實施現狀評估和預測評估，并得出科學的數據。考慮評估區的地質環境，掌握重要的差異性，同時找出潛在的地質災害，預測其危險程度等。“區內相似，區際相異”是主要指導原則，需采用定性+半定量分析，實施危險性等級分區[2]。

（2）災害危險性綜合評估至關重要，牽扯的內容較多，需結合各區實際，對可能引發的災種規模和數量分析，同時評估出規模、穩定性等，輔助災害危險性等級分區，確保分區的合理性。

4.1.2綜合評估量化指標

地質災害危險性分級根據《地質災害危險性評估規范》及有關規范，按照地質災害發育程度、危害程度，根據評估結果進行量化評估。（1）地質災害發育程度，量化評估指標為：強發育，危險性中等到大，危害性大；中等發育危險性小到大，危害性中等；弱發育，危險性小到中等，危害性小。（2）承災對象的經濟屬性，量化評估指標為：死亡人數10人以上，直接經濟損失500萬元以上的災情，受威脅人數100人以上，經濟損失500萬元以上的險情，為危害程度大；死亡人數3～10人，直接經濟損失100～500萬元的災情，受威脅人數10～100人，經濟損失100～500萬元的險情，為危害程度中等；死亡人數3人以下，直接經濟損失100萬元以下的災情，受威脅人數10人以下，經濟損失100萬元以下的險情，為危害程度小。

4.2 地質災害危險性綜合分區評估

根據上述分區原則，制定合理的規劃，在技術保障下結合評估區地形地貌等綜合性指標，囊括了基礎地質、水工環地質等，對地質災害危險性綜合分區評估，為后續工作提供保障。需重視工程建設中、后引發災害危險性的預測評估，在此基礎上，應用科學的流程，完成綜合分區工作。評估區地質災害類型為巖溶塌陷、基坑崩塌、滑坡、崩塌，根據地質環境條件、地質災害類別、危險性大小將評估區分為3個區。

（1）翠湖二路沿側WB8號、WB9號、WG13-WG17號、WG19號、WG20號地塊巖溶塌陷、基坑崩塌地質災害危險性中等區（Ⅱ）

位于評估區東南部，面積為0.3184 km2，占評估區總面積7.96%。地貌類型為長江二級階地，地面標高12.8～25.2 m，地勢平坦略有起伏。地表基本被第四系全新統、中更新統粉質黏土覆蓋，未見基巖出露。現狀條件下地質災害不發育；規劃為二類居住用地地塊工程建設中可能存在基坑開挖現象，開挖深度約6.5 m，基坑邊坡主要由粉質黏土組成，工程建設中可能引發基坑崩塌地質災害，危害程度小、危險性小；下伏基巖為三疊系南陵湖組灰巖，巖溶發育程度中等，區內無采礦及機井疏排水，地下水水位年變幅小，地下水活動弱，工程建設中、工程建設后可能引發、加劇、遭受巖溶塌陷地質災害，危害程度中等、危險性中等。

（2）翠湖二路沿側WB10 號、WG18 號、WG21 號地塊巖溶塌陷、基坑崩塌地質災害危險性小區（Ⅲ-1）

位于評估區東南部，面積為0.0692 km2，占評估區總面積1.73%。地貌類型為沖溝，地面標高8.6～10 m，地勢較為平坦。地表基本被第四系全新統粉質黏土覆蓋，未見基巖出露。現狀條件下地質災害不發育；規劃為二類居住用地地塊工程建設中可能存在基坑開挖現象，開挖深度約6.5 m，基坑邊坡主要由粉質黏土組成，工程建設中可能引發基坑崩塌地質災害，危害程度小、危險性小；下伏基巖主要為三疊系和龍山組條帶狀灰巖，巖溶發育程度弱，區內無采礦及機井疏排水，地下水水位年變幅小，地下水活動弱，工程建設中、工程建設后可能引發、加劇、遭受巖溶塌陷地質災害，危害程度小、危險性小。

（3）五松山大道沿側WB1號-WB7號、WG1號-WG12號、SW1號地塊滑坡、崩塌地質災害危險性小區（Ⅲ-2）

位于評估區西部，面積3.6104 km2，占評估區總面積90.31%。區內地貌主要為二級階地，局部為沖溝。地表主要由第四系中更新統粉質黏土組成，硬塑狀，下伏基巖為白堊系宣南組砂礫巖。現狀條件下地質災害不發育。后期規劃為一類二類工業用地，預計工程建設過程中場地平整無放坡條件下進行開挖可能引發滑坡、崩塌地質災害，危害程度小，危險性小。

4.3 建設場地適宜性分區評估

依據地質災害危險性、易發生性、防治難度和生態防治效益等，在現實中可對建設用地適宜性（關鍵內容）作出評估。地質環境復雜性低，災害形成可能性小，在工程建設期間，加劇地質災害的結果不明顯，且形成的災害危險性小、易于處理為適宜。不良地質較發育，存在直接的威脅，地質構造相對復雜且地層巖性變化不可控；在此區域實施工程建設威脅性強，遭受地質災害可能性不容忽視，施工會誘發連鎖的地質問題，危險性中等，需配套工程管理措施為基本適宜。地質災害發育強烈，在此區域中存在軟弱結構層發育區；這樣的地質特點，造成災害的可能性大，稍有不慎會引發嚴重災害，危險性大，不容易預防和治理為適宜性差[3]。

（1）翠湖二路沿側WB8 號、WB9 號、WG13 號-WG17號、WG19號、WG20號地塊巖溶塌陷、基坑崩塌地質災害危險性中等區（Ⅱ）

評估區工程建設中、工程建設后引發、加劇、遭受巖溶塌陷地質災害，危險性中等，建筑物可采用樁基礎，防治難度小。工程建設中可能引發基坑崩塌地質災害，危險性小，基坑崩塌滑坡地質災害僅存在于工程建設中，工程建設后即不存在，且根據地質條件的差異性可采取放坡、支護樁等措施予以處理，防治難度小，該區作為建設用地適宜性為基本適宜。

（2）翠湖二路沿側WB10 號、WG18 號、WG21 號地塊巖溶塌陷、基坑崩塌地質災害危險性小區（Ⅲ-1）

該區工程建設中、工程建設后引發、加劇、遭受巖溶塌陷地質災害的可能性小、危險性小，建筑物宜選擇合理基礎形式，防治難度小。工程建設中可能引發基坑崩塌地質災害，危險性小，基坑崩塌滑坡地質災害僅存在于工程建設中，工程建設后即不存在，且根據地質條件的差異性可采取放坡、支護樁等措施予以處理，防治難度小，該區作為建設用地適宜性為適宜。

（3）五松山大道沿側WB1號-WB7號、WG1號-WG12號、SW1號地塊滑坡、崩塌地質災害危險性小區（Ⅲ-2）工程建設引發滑坡、崩塌地質災害的可能性小，危險性小。且工程建設場地平整過程中只要放坡開挖或整體夷平，就可以避免引發滑坡、崩塌地質災害，防治難度小，該區作為建設用地適宜性為適宜。

4.4 預測評估結論

經預測評估：評估區WG13 號-WG17 號、WG19 號-WG21號地塊、WB8號- WB10號地塊后期工程建設引發、加劇巖溶塌陷地質災害的可能性小，危險性小；評估區WB1號- WB2號、WG1號、WG 9號- WG 12號地塊后期工程建設可能引發滑坡、崩塌地質災害，危險性小；評估區東部WG15號、WG19號-WG21號、WB8號- WB9號地塊后期工程建設中可能引發基坑崩塌地質災害，危險性小；評估區WG13 號-WG17 號、WG19 號- WG 20 號、WB8 號-WB9號地塊后期工程建設可能遭受巖溶塌陷地質災害，危險性中等；評估區WG21號、WB10號地塊后期工程建設可能遭受巖溶塌陷地質災害，危險性小。

5. 地質災害誘發因素

根據預測評估結論，僅東部場地部分下伏基巖地層為三疊系南陵湖組灰巖，遭受的災害危險性小，評估區東部第四系土體厚10～20 m，地貌類型為沖溝、二級階地。構造上位于銅官山背斜北東傾伏端北西翼，無斷層通過，巖溶發育受外圍構造影響較小。但根據評估區東部緊鄰的商品房、安置房等地塊工程勘察和地災評估等資料，評估區東部場地巖溶發育強烈，特別處于可溶巖與閃長巖巖體接觸帶，巖溶最為發育。收集施工的鉆孔中有21 孔見有溶洞，鉆孔見洞率為42.0%，巖溶率為4.8%，溶洞高0.2～0.8 m 不等，全充填，充填物為全風化巖質碎屑，呈砂土狀，中密狀態。易誘發巖溶塌陷地質災害[4]。

巖溶塌陷發育特征體現在以下幾個方面：（1）塌陷和地下水位潛在變化關系特征。從這一點來分析，首先可以看出塌陷均產生于特定區域，例如人工抽排地下水降落漏斗區，除此之外，地下水在天然狀態下誘發的塌陷介質目前尚未發現。其次，塌陷多發生在地下，特別是水位快速下降時期。塌陷規律性十分鮮明，主要原因是開采井在建井初期，會誘發地下水位下降，因為速度較快，穩定的漏斗尚未形成，實踐證明，塌陷均在此階段產生，所以可以在這方面嚴加控制[5]。最后，在暴雨期間，地質災害（塌陷）較多發。（2）塌陷和底層結構的潛在關系特征。首先，均為土層塌陷，且尚未發現基巖塌陷。其次，塌陷多發區關聯度高，多在土層較薄的地段。再次，地下巖溶發育地段，比較容易出現塌陷。最后，地勢低洼的地段，同樣易發生塌陷。（3）塌陷的時空分布特征。一是持續性。主要表現在大中型塌陷區內，這種塌陷持續性非常明顯。二是陣發性。陣發性體現在短時間內塌陷集中產生，平時情況下，塌陷不易發生。三是繼承性。繼承性的表現是原來產生的老塌陷，隨著時間推移以及影響因素的變化，很容易再次塌陷（復活）[6]。

6. 地質災害防治措施

6.1巖溶塌陷

關于巖溶塌陷預防的科學方法如下：（1）針對大氣降水滲漏誘發的嚴重塌陷，需要在項目規劃時，通過有效勘察，掌握地下水分布情況，在此前提下，完善地表排水系統，激活整個水循環系統，防止大氣降水影響，避免工業及生活污水下滲。實踐證明，借助這樣的方法，可以將大氣降水滲漏誘發的嚴重塌陷問題從源頭規避。（2）在工程建設前，引進先進技術，注重作業人員培訓，應采用鉆探、物探等高效率手段，對地質情況進行查明，重點是擬建區內的溶洞發育程度以及呈現出的分布、規模、埋深等特殊情況，在此基礎上，完成穩定性綜合評價，在形成評價后，采取適宜的工程措施，可以進行有效治理。（3）在地基基礎施工中，為了不破壞地質，必須進行鉆探。這是基本保障，不容忽視。在現實施工中，鉆探密度及深度選擇至關重要，應該以能查明有無潛伏土洞為宜（建筑物荷載影響范圍內），若發現土洞，在現實施工中，必須進行有效的治理，在治理結束后，才能繼續施工。（4）對土洞和淺層溶洞，在處理時可以采用清除填堵法，對其進行治理[7]。

6.2基坑崩塌

針對基坑崩塌的處理，需要采取以下措施：（1）施工前應進行嚴謹、周密的巖土工程勘察，在勘察基礎上查明巖土體分布特征，針對特殊的不良地段完成專項支護設計。（2）在施工中，做好基坑開挖技術交底，聘請專業單位，開展高質量的基坑開挖形式研究，做好防水、止水等措施，強化支護工程效果，在上述措施基礎上進行詳細設計，并實施施工的精細化管理。（3）基坑開挖的棄土，應及時運走，切忌將其堆放在基坑周邊，因為這樣很容易造成棄土崩滑，增加隱患發生概率[3]。（4）基坑周邊應設置和合理安排截、排水溝，同時在項目建設中的基坑開挖應避免雨天，從而減少基坑崩塌可能性。（5）加強對基坑側壁保護，同時時刻關注建筑物位移監測情況。（6）在工程建設期間，深基坑開挖時，放緩邊坡角、支護保護等措施必不可少，需要積極保障施工安全。

6.3滑坡、崩塌

滑坡、崩塌在防治時，對策有：（1）建設過程中，應控制切坡坡度和高度，并及時進行工程護坡加固，避免滑坡。（2）對于存在滑坡、崩塌等可能性的斜坡，需要進行護坡加固，確保斜坡的穩定性。同時進行定期觀測，掌握坡面變形動態，雨季應加密監測。坡體表面做好排水工作，防止雨水下滲引發滑坡。

7. 結論

綜上所述，銅陵經開區自然地質條件良好，對產業帶的規劃十分有利。區域地質背景復雜程度中等，地形地貌復雜程度簡單，再加上巖土體結構較單一，由此可得出現狀條件下地質災害不發育的結論。綜合分區評估巖溶塌陷、基坑崩塌地質災害分別為危險性中等區（Ⅱ）和危險性小區（Ⅲ），在后期工程建設過程中，需加強地表截排水系統建設，基坑開挖前開展專項支護設計并及時支護，加強基坑及周邊構筑物變形監測。工程建設挖方量較大時，按規范要求選擇合適的開挖坡度和高度，加強重型設計以及挖方堆砌管理，避免次生災害的發生。對位于負面清單內的重化工項目、垃圾填埋場項目、液（氣）罐場站項目，抽排巖溶地區地下水等項目單獨進行地質災害危害性評估。