南水北调中线中牟移民新址地质灾害危险性评价

李国权，张书光，孙万里，潘林山

(1.黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003;2.河南省地震局，河南 郑州450016)

南水北调中线丹江口库区移民是继三峡大移民后中国另一大移民工程，其中郑州市中牟县安置移民近万人.为了给移民新址征地及地质灾害防治提供依据，最大限度地避免或减轻地质灾害可能造成的危害，需要查明移民新址评估区地质环境条件;查明评估区崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害的分布特征，对地质灾害进行现状评估;分析、评估工程建设引发、加剧地质灾害的危险性及工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性，并对地质灾害危险性进行预测评估;在现状评估和预测评估的基础上，综合评估地质灾害的危险性;根据综合评估结果，对工程建设场地的适宜性作出评价，并提出防治地质灾害的措施与建议.

1 评估区地质构造与地震

移民新址均位于华北大平原，属黄河冲积扇平原区，在区域上位于一级构造单元华北断块内的济源—开封坳陷北部边缘.区内广为第四系地层覆盖，主要为黄河冲积物，局部有沼湖沉积，工作区及附近全被新生界所覆盖，其构造表现形式以断裂为主，如图1所示.

紧靠移民新址南侧的是西起荥阳过郑州北到开封县、兰考县南的郑汴断裂.该断裂距移民新址最近距离3.9 km，走向NWW，长约160 km，由一组断层组成.具反扭性质，切割中生界到下第三系，控制开封断陷盆地的南边界.该断裂在太康以东线性影像明显，在中牟以西构成岗地与平原的分界，中牟以西断层南盘上升出露晚新世纪地层，北盘下降沉积全新世纪地层.索须河、须水河、贾鲁河等在断裂通过处流向均发生改变.该断裂与1970年郑州东郊的微震有关，属活动性微弱的盖层断裂［1］.

图1 评估区构造位置分布图

移民新址区北侧近东西走向的新商断裂是一条控震构造，距移民新址最近距离约37 km.该断裂既有垂直运动又有水平滑动性质，与公元前403年修武5.5级地震、公元466年虞城6级地震、1733年封丘5.25级地震有关.该断裂与汤东断裂的交汇处也是地震多发区.

近南北走向的汤东断裂具走滑性质，属正断层，其南北连通较好，断层两盘落差较大.该断裂与公元344年延津6级地震和1970年宜沟微震有关，该断裂距移民新址最近距离约19 km.

黄河断裂、长垣断裂平行展布，构成北东向次级坳陷的边界.其中黄河断裂长约100 km，属正断层，与1502年濮城6.5级地震有关，距移民新址最近距离90 km;长垣断裂长达120 km，属正断层，与1970年滑县桑村微震有关，距移民新址最近距离50 km.

聊考断裂走向NNE，是鲁西断块隆起和华北断坳的分界断裂，距移民新址最近距离约80 km.该断裂在三叠纪可能已经存在，侏罗纪—早第三纪强烈活动，晚第三纪—第四纪有继承性活动.有史以来沿聊城—兰考断裂多次发生地震:1502—1948年发生5级以上地震多达5次，1937年在菏泽发生5.9级地震，以上表明聊考断裂是在现代仍具有较强活动性的深大断裂.

中牟县处于华北地震区的邢台—河间地震带，为一个连发式地震带，自公元344年开始有地震记录，至今共记载了78次破坏性地震，本带除1209—1368年外，在华北地震区的各活跃期中均有地震活动.

移民新址地震分区均属华北地震区的许昌—淮南地震带，地震活动具有强度较弱，频度较低的特点.根据2001年中国地震局编制的1∶400万《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2001)，工程区的地震动峰值加速度为0.15 g(相应的地震基本烈度为Ⅶ度)，动反应谱特征周期为 0.40 s［2］.

2 岩土体工程地质特征

移民新址区在15 m勘探深度范围内场地区分布的地层为第四系全新统冲积层(Qal4)，岩性主要为粉细砂、粉土和粉质粘土.地层自上而下为浅黄色粉细砂;浅黄色粉土，饱和，有弱粘附性;灰黄—灰青色粘土，可塑—硬塑;灰黄—灰青色粉土，有弱粘附性，摇震反应快;灰黄—灰青色粉细砂，饱和、部分含少量黑色淤泥质，摇震反应快.

根据地质勘探地震液化判别结果，地基饱和土层在地震烈度为Ⅶ度时部分存在液化的可能，液化点一般多于50%，液化等级为轻微液化—严重液化［3］.

3 地质灾害危险性现状评估

根据国土资源部《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》(国土资发［2004］69号文附件1)第3.4条规定，地质灾害危险性评估的灾害种类主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和矿山采空塌陷)、地裂缝和地面沉降等.

地质灾害危险性现状评估是根据已发生的地质灾害形成的地质环境条件、分布、类型、规模、变形活动特征、主要引发因素与形成机制，初步评价其稳定性.根据地质灾害的稳定性及其对工程的影响程度，其危险性分为3个级别，见表1.

表1 地质灾害危险性级别判定标准

根据实际调查并结合评估区地质环境条件分析，评估区内现状条件下没有发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝灾害及地面沉降，故现状条件下地质灾害危险性无.

4 地质灾害危险性预测评估

评估区现状地质灾害不发育，在场地平整时需填、筑土以修建高约1.5 m的村台，另外基础开挖深度不大于1.6 m，开挖过程中可能产生局部小型崩塌，但其规模很小，危险性小.根据工程地质勘察成果，场地地基土层分布不均，地下水位埋藏浅，地下水位升降可能会造成地面不均匀沉陷，工程建设施工过程及施工结束以后可能会加剧地面不均匀沉陷.

工程建设可能遭受的地质灾害主要是地面不均匀沉陷和砂土液化问题，但由于建筑物为1—3层，荷载小，遭受地质灾害的规模和危险性都较小［4］.

5 地质灾害危险性综合评估

5.1 评估方法

综合考虑评估区地质环境条件和出现的环境地质问题，紧密结合工程施工特点，在现有地质灾害现状调查及周边环境地质调查成果的基础上，预测在工程建设和运行中可能对该区地质环境产生的影响及其可能形成的地质灾害情况，分析对工程及其周边地区可能产生的危害程度，以此判定该区地质灾害危险性大小.

评估办法采用“危险性积分法”，即列出与地质灾害危险性最密切的评分项目，按100分制逐项进行考核打分，分高为危险性大，分低为危险性小.最后根据评分结果，结合实际情况给出危险性不同级别的标准分值，并按这个标准综合评估地质灾害危险性等级.

5.2 评分项目与评分标准

根据评估办法，本次评估列出了与该工程地质灾害危险性密切相关的5项考核内容，并根据它们的密切程度确定了不同的分值.具体考核内容与评分标准如下.

a.依据地质环境条件对某一灾害发生支持的有利程度分为:极有利、有利、较有利、不利4个分级，满分为10分，各分级依次为10，6，3，0分.

b.依据地质灾害现状发育强度及其发展的趋势分为:强发育、中等发育、弱发育、不发育4个分级，满分为20 分，各分级依次为 20，10，5，0 分.

c.依据工程施工方法对地质环境的影响程度及引发地质灾害的可能性大小分为:影响大、影响中等、影响小、无影响4个分级，满分为10分，各分级依次为10，6，3，0 分.

d.依据周边人类工程活动对该工程安全的影响程度分为:影响大、影响中等、影响小、无影响4个分级，满分为10分，各分级依次为10，6，3，0分.

e.依据地质灾害对该工程和周边地质环境危害的程度分为:危害重大、危害中等、危害小、轻微危害4个分级，满分为50分，各分级依次为50，30，10，0分.

5.3 地质灾害危险性综合评估分级标准

经过与实际对比、调整、权衡，确定地质灾害危险性综合评估分级标准，见表2.

表2 地质灾害危险性综合评估分级标准

5.4 地质灾害危险性综合分区评估

按照前述确定的综合评估原则与量化指标，对评估区进行综合评估.根据场地地质环境条件、地质灾害发育程度、施工和运行过程中可能发生的地质灾害、施工方法、附近人类工程活动、地质灾害对工程建设和周边的危害程度几个方面的情况，进行地质灾害危险性综合评估，评估结果见表3［3］.

表3 中牟县移民新址工程地质灾害危险性综合评分结果

5.5 工程建设场地适宜性评价

按照国土资源部《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》(国土资发［2004］69号文附件1)，适宜性分级划分为适宜、基本适宜、适宜性差3级.各级分级标准见表4.

表4 建设场地适宜性分级标准

建设场地适宜性，取决于场地地质灾害危险性程度及防治工程在经济、技术上的可行性和治理上的难易程度.此次评估根据上述原则，结合该工程的承受程度，中牟县移民场址区为工程建设场地适宜区.

6 地质灾害防治措施

移民新址场地地下水位埋深较浅，场地地基需采取加高、夯实等措施处理，场地加高平整后适宜成片规划和建筑，根据地震液化判别结果，地基饱和土层在地震烈度为Ⅶ度时部分存在液化的可能，液化等级一般为轻微液化—中等液化或轻微液化—严重液化.需消除液化沉陷，建议采用桩基或加密法加固(振冲或挤密碎石桩);场址地基土多为中等压缩性，可能会存在不均匀沉陷问题，加之地下水位浅，故对移民新址地基承载力特征值建议采用100 ～ 120 kPa［5］.

随着地质环境条件的不断变化，地质灾害的发育程度也可能不断变化.因此，建议工程完工后建立一套地质环境监测机制，发现有可能引起地质灾害的环境条件变化时，及时与地质灾害主管部门联系，对其危险性进行评估，以确保工程安全运行.

［1］王学潮，向宏发.聊考—兰考断裂综合研究及黄河下游河道稳定性分析［M］.郑州:黄河水利出版社，2001.

［2］中国建筑科学研究院.GB 50011—2010建筑抗震设计规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2010.

［3］李国权，张书光.南水北调丹江口库区中牟县移民新址建设场地地质灾害危险性评估报告［R］.郑州:黄河勘测规划设计有限公司，2010.

［4］建设综合勘察研究设计院.GB 50021—2001岩土工程勘察规范(2009年版)［S］.北京:中国建筑工业出版社，2009.

［5］中国建筑科学研究院.GB 50007—2002建筑地基基础设计规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2002.