义马化工厂建设场地地质灾害危险性评估

2011-08-15黄超杰

科技传播 2011年12期

黄超杰，杨杰

1.中国地震局地球物理勘探中心，河南郑州 450002

2.华北水利水电学院，河南郑州 450011

0 引言

根据《地质灾害防治条例》及国土资发[2004]69号文件精神，为减少或避免地质灾害给人民生命财产造成的损失，本文义马化工厂为例，分析了评估区的地质环境条件和地质灾害特征，对其进行地质灾害危险性评估及建设场地适宜性评价，并提出相应的防治措施及建议。

1 工程概况与评估级别

该工程位于河南省义马市，为2×4.5万吨/年1，4丁二醇工程。主要包括甲醛装置、乙炔站、PSA制氢装置、丁二醇装置、公用工程和辅助生产设施等。其中，甲醛装置主要为甲醛框架；乙炔站主要由破碎及斗式提升输送、碎电石料仓及输送、乙炔发生、气柜和压滤及澄清等组成；PSA制氢装置主要为PSA制氢厂房；丁二醇装置主要由丁二醇装置、901、902、903、904单元等组成；公用工程主要由酸碱站、冷冻及压缩联合装置及低压配电室等组成；辅助生产设施主要由甲醛原料及成品罐区、丁二醇中间罐区及成品罐区组成。评估总面积为0.12km2。

该工程为重要建设项目，地质环境条件复杂程度中等。依据《地质灾害危险性评估技术要求》（试行）第5.8条“地质灾害危险性评估分级表”中的规定，本次地质灾害危险性评估为一级评估。

2 地质环境条件

2.1 气象、水文

评估区属北温带大陆性季风气候区。据有关气象资料，评估区历年平均气温12.4℃，平均月最高气温为25.5℃，最低气温为-2.1℃，绝对最高气温为41.8℃，最低气温-18.5℃。年平均降水量为666.9mm，年差极大，最多年份为1 013.6mm，最少年份为456.1mm。最长连续降水日为79天，一次连续最大降水量为214.5mm；日最大降雨量138.1mm； 7、8、9三个月的降雨量占全年降雨量的57.7%。多年平均蒸发量为1 949.9mm，属半干旱区。全年无霜期216天；冰冻期最大冻土厚度34cm。多年平均风速3.3m/s，瞬时极大风速为20m/s。

评估区及邻区河流属黄河水系。涧河平时水量很小，在评估区以南约5km通过。石河为涧河一级支流，为季节性山区河流，在评估区以东约0.5km通过。

2.2 地形地貌

评估区属山前坡洪积斜地地貌。浅层堆积物主要为第四系黄土状粉质粘土、粉质粘土和卵石层等。调查时场地已整平，高程474m～475m。原始地势中西部较高，高程475m～479m；南部和东部较低，南部高程469m～470m，东部高程471m～472m。地貌类型单一，地形简单。

2.3 地质构造与区域地壳稳定性

评估区位于豫皖断块的西部，据有关地质资料，场区内无活动断裂通过，地质构造简单。

根据《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）附录A，义马市抗震设防烈度为6度。区域地壳稳定性属于稳定区。

2.4 地层岩性

依据工程地质勘察和有关地质资料，评估区被第四纪沉积物覆盖，岩性岩相不稳定。地层从老至新概述如下：

1）侏罗系（J）：下统义马组（J1y）岩性下部为灰色粉砂岩夹中细粒石英砂岩和厚煤层，上部主要为灰黑色粘土岩夹粉砂岩和薄煤层，底部多为砂砾岩层，厚26.1m～136m。中统马凹组（J2m）下段为灰黄、灰绿、灰白色砂质粘土岩及粘土岩，夹砂及砾岩，底部为厚层状砾岩；上段为砖红色砂质粘土岩夹灰绿、灰黄色砂质粘土岩及砾岩，厚190.9m；

2）新近系上新统潞王坟组（N21）：分布于义马西北、西南、东南等处。岩性主要为灰白色泥灰岩与灰色砾岩、砂砾岩、砂岩互层，厚7m～70m；

3）第四系中更新统（Q2）分布于涧河北岸，主要为棕黄色亚砂土、棕红色粘土、亚粘土、灰黄色砂层、砂砾石层。厚10m～40m ；

4）第四系上更新统冲洪积层（Q3a1-pl）：为浅褐红黄色、浅褐黄色粉质粘土局部分布，厚度0.60m～3.00m，平均厚度为1.89m；杂色卵石层卵石粒径4cm～20cm，含量约占60%～80%，卵石骨架间充填粉质粘土及少量砂和小砾石，全场地分布，厚度10m～20m ；

5）第四系全新统（Q4）：分人工填土层（Q4ml）、坡洪积层（Q4d1-pl）。其中人工填土层（Q4ml）主要分布在场地东部和南部，以黄褐色、暗褐色粉质粘土为主，均匀性较差。坡洪积层（Q4d1-pl）：为黄褐色、浅黄褐色黄土状粉质黏土和杂色卵石（含泥）层，卵石岩性以石英岩、石英砂岩及火成岩为主。评估区地表为该套地层，厚度为10m。

2.5 工程水文地质条件

评估区土体岩性不稳定，地基土承载力不高，局部为填土地基或湿陷性黄土地基，工程地质条件较差。主要工程地质问题是地基稳定性及围墙边坡和基坑边坡稳定性。

根据地下水介质特征和埋藏赋存条件，评估区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，赋存于第四系黄土状土和黏性土中，地下水位埋深一般大于30m，富水性差。据岩土工程勘察资料，评估区20m深度内未见地下水。工程建设水文地质条件良好。

2.6 人类工程活动对地质环境的影响

经调查询证，评估区附近无采矿活动，评估区不受采矿活动影响。人类工程活动主要是将原始地表进行整平，评估区内破坏地质环境的人类工程活动一般。

3 地质灾害危险性现状评估

根据《地质灾害危险性评估技术要求（试行）》规定，结合该工程建设特点，增加地面不均匀沉陷和黄土湿陷灾种的评估。通过调查，评估区内现状条件下，未发现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害。现状条件下，评估区地质灾害危险性小。

4 地质灾害危险性预测评估

4.1 工程建设引发、遭受崩塌灾害危险性的预测

该工程场地平整时，东部和南部填土厚度达5m～6m，最厚处6.8m，在东部和南部围墙处形成高约6m的人工填土边坡，稳定性较差，围墙周围和围墙外易遭受崩塌危害。场地大部分表层土为填土，土质疏松，稳定性较差，开挖埋深为2.5m基坑可能引发崩塌。因基坑边坡高度较小，可认为工程建设引发、遭受崩塌灾害危险性为小。

4.2 工程建设引发、遭受地面不均匀沉陷灾害危险性的预测

该工程建构筑物平面面积较大，对地基沉降较敏感。工程场地大部分为填土地基，浅层地基土均匀性较差，地基持力层承载力低。当填土地基质量不高或均匀性差时，建构筑物可能遭受地面不均匀沉陷灾害。在评估区填土厚度2m以内的中西部地带，工程建设引发、遭受地面不均匀沉陷灾害危险性小；而在填土厚达6.8m的其他地带，工程建设引发、遭受地面不均匀沉陷灾害危险性中等。

4.3 工程建设引发、遭受黄土湿陷灾害危险性的预测

据岩土工程勘察资料及《湿陷性黄土地区建筑规范GB50025-2004》，该场地地基湿陷等级为I级（轻微）。在工程上易于处理，工程建设引发、遭受黄土湿陷灾害危险性小。

4.4 工程建设引发、遭受地裂缝灾害危险性的预测

评估区被第四系松散堆积物覆盖，填土面积及厚度较大，地基持力层承载力低，另外具有湿陷性，因此工程建设本身可能遭受地裂缝灾害，其危险性小。

5 地质灾害危险性综合分区评估和建设场地适宜性评价

综合分区评估认为，评估区主要地质灾害类型为崩塌、地面不均匀沉陷、地裂缝、黄土湿陷等，可将评估区划分为地质灾害危险性小区和中等区。

地质灾害危险性小区（I区）：位于评估区中西部地带，现状条件下尚未发现地质灾害。区内填土厚度较薄，工程建设将引发或遭受崩塌、地裂缝、地面不均匀沉陷、黄土湿陷等地质灾害。综合分区评估认为该区为地质灾害危险性小区，建设场地适宜该工程建设。但应针对工程建设引发或遭受的地质灾害采取必要的防治措施。

地质灾害危险性中等区（II区）: 位于评估区除了中西部地带以外的其他地带，现状条件下尚未发现地质灾害。区内填土厚度较厚，工程建设将引发或遭受崩塌、地裂缝、黄土湿陷等地质灾害，灾害危险性小；可能遭受地面不均匀沉陷灾害危险性中等。该区综合分区评估为地质灾害危险性中等。建设场地基本适宜该工程建设。应采取工程措施和监测预警措施进行防治。