天水七里墩村委会城中村改造工程场地适宜性评价

赵旭荣

（中冶集团武汉勘察研究院有限公司，湖北武汉430080）

天水七里墩村委会城中村改造工程场地适宜性评价

赵旭荣*

（中冶集团武汉勘察研究院有限公司，湖北武汉430080）

天水七里墩村委会城中村改造项目位于玉泉镇七里墩村水家沟沟口东岸，该项目拟建3栋9层点式楼。为预防该项目在建设过程和建成运营中免受地质灾害的危害和威胁，为工程建设提供地质灾害的防治依据，对该项目地质灾害危险性进行评估。评估区发育的地质灾害主要有泥石流和黄土湿陷。泥石流属于暴雨型的沟谷型泥石流，经计算得出，在拟建场地区一带泥石流的流速为1.55m/s，泥石流通过能力为74.23m3/s，对拟建项目的危险性中等。根据场地区黄土湿陷灾害发生的可能性和可能造成的损失，评估区内黄土湿陷灾害的危险性小。结合预测评估的结果，最终综合评估该区地质灾害危险性中等。针对施工过程易引发基坑失稳形成崩塌，提出相应的防治措施。同时，对场地的适宜性作出评价，得出治理以后整个拟建场地为基本适宜的建设用地。

七里墩村；城中村改造；危险性评估；场地适宜性

2004年国土资源部发布了关于加强地质灾害危险性评估工作的通知，要求建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估，这是从源头减少地质灾害的重要举措，具有重大的现实意义［1-3］。

在地质灾害易发区内进行工程建设，必须在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估［4］。为了减少因不合理工程活动引发的地质灾害，就必须对建设项目征地范围及其周边滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害进行危险性现状评估，对建设项目可能加剧、诱发地质灾害的可能性和工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性进行预测评估和综合评估，并提出可行的地质灾害防治措施及建议［5］。

适宜性评价在城市规划中经常用到，目前主要应用于城市建设用地评价、农业用地评价、自然保护区或旅游区用地评价、区域规划和景观规划、项目选址以及环境影响评价等［6-7］。

为预防天水市秦州区玉泉镇七里墩村委会城中村改造拟建项目在建设过程和建成运营中免受地质灾害的危害和威胁，为工程建设提供地质灾害的防治依据，本文在参考前人研究资料的基础上，对天水市秦州区玉泉镇七里墩村委会城中村改造拟建项目地质灾害危险性进行评估。通过本次评估，对建设场地的适宜性做出评价，为工程的设计、施工及工程建成后的安全运营提供地质灾害治理和防治的依据，避免或减轻工程在建设过程或建成运营后因地质灾害造成的危害。

1　工程概况

天水七里墩村委会城中村改造拟建项目位于玉泉镇七里墩村水家沟沟口东岸，羲皇大道中路南侧直线距离约170m处。

拟建场地近似呈一北侧宽44.99m，南侧宽30.65m，南北长118.56m的梯形布置，总用地面积4537.85m2（6.81亩）。地形总体上呈西北高东南低的趋势。在拟建场地西侧中间设置小区入口。场地拟建3 栋9层点式楼，总建筑面积约为8173.71m2。在每栋楼北侧狭窄的条形段布置露天停车场，共设置16个停车位（图1）。

根据现场调查和资料分析，结合本区地质环境条件、地质灾害的分布和发育特征，确定本次评估工作的调查范围为拟建场地及整个水家沟流域，调查区总面积约21.8km2。

天水市秦州区玉泉镇七里墩村村民委员会城中村改造项目拟建3栋9层点式楼，总建筑面积约为8173.71m2。根据甘肃省《地质灾害危险性评估规程》的规定，该项目层数介于8～19之间，属较重要建设项目。

拟建场地地貌单元属藉河南岸Ⅱ级阶地后缘与水家沟洪积扇前缘交汇部位。场地内地形条件较复杂；岩土性质较复杂；地震抗震设防烈度为8度；地表水和地下水对土体结构的影响中等；不良地质作用较发育；破坏地质环境的人类工程活动较强烈。根据《地质灾害危险性评估规程》（甘肃省地方标准）5.4.3丘陵山区以外地区地质环境复杂程度的划分标准，对评估区进行地质环境条件判定，判定评估区地质环境条件复杂程度为较复杂。

综上，拟建项目属较重要建设项目，地质环境条件较复杂，依据甘肃省《地质灾害危险性评估规程》（DB62T1792-2009），该拟建项目地质灾害危险性评估级别属二级。

2　地质环境条件

市区一带主要河流为渭河一级支流藉河，经评估区北侧至麦积区北道埠峡口汇入渭河。水家沟是藉河右岸的一条支沟，发源于天水市南山一带，从南向北于天水市秦州区东郊汇入藉河。该沟谷为一常年性流水的沟谷，在七、八、九月雨季会形成短暂洪流。在该沟谷流域内风化剥蚀形成的小型坍滑松散固体物质及自然堆积和人工弃渣松散固体物质均较为丰富，在较大暴雨时沟谷内常形成洪水，引发泥石流灾害。水家沟是典型的泥石流灾害沟道，直接影响对象为沟口的七里墩村。

2.1地形地貌

拟建场地位于玉泉镇七里墩村水家沟沟口东岸。评估区总的地形特点是南高北低（图2），最低点位于评估区东南角海拔1149.27m（图3），最高点位于评估区南侧水家沟东岸岸坡顶部，海拔1160.5m，相对高差11.23m。根据地貌形态和成因类型，评估区内地貌类型为藉河南岸Ⅱ级阶地后缘与水家沟洪积扇前缘交汇部位。

图2　评估区场地远景

图3　评估区东侧近照

水家沟主沟大约呈南北向展布的长条状发育，宽度一般30～35m，最宽处超过40m，水家沟河水自南向北贯穿于评估区，两侧支沟汇流，形成沟床。水家沟沟床地势低平，两侧发育台地大部为玉泉镇七里墩村村民小康住宅区、主要企业用地及农田。沟谷流域内风化剥蚀形成的小型坍滑松散固体物质及自然堆积和人工弃渣松散固体物质均较为丰富，为本区泥石流提供了丰富的松散物质来源。

2.2地层岩性

评估区出露地层主要为新近系泥岩（N）和第四系（Q）。新近系泥岩为本区下伏基岩，厚度大，仅在附近冲沟沟底部少量出露。第四系按成因类型自上而下主要分为第四纪冲洪积成因的黄土状粉质粘土、角砾及圆砾等3层岩土组成。

2.3地质构造

评估区处于祁连—北秦岭造山带复合部位，区内构造线以北西、北西西向为主，主要的断裂和褶皱（图4）主要有：

天水郡—水家沟断裂（F2）：该断裂整体形态为一向北突出的弧形，长约26km。该断裂总体走向为NW60°，倾向NE，倾角约为50°。断裂在地貌上也非常清晰，构成南侧高山与山前梁状丘陵的地貌分界线。断裂活动为逆断层的特性，局部地段表现出正断层的特征。对区内的地质环境有一定的影响。

窝驼里断裂（F3）：斜切天水市窝驼里北藉河谷底。为一压扭性断层，倾向南西，倾角85°。对评估区内的地质环境影响不大。

藉河向斜：其轴线呈北西西向，大致沿藉河、渭河河谷方向伸展，为一宽阔倾伏向斜，本区位于该向斜轴部。对评估区内的地质环境有局部的影响。

在拟建场地及附近无全新世活动断裂通过，区域地质构造相对稳定。

2.4人类工程活动对地质环境的影响

人类工程活动与本区泥石流的发展有着密切关系。评估区位于天水市秦州区玉泉镇七里墩村水家沟沟口东岸，因受水家沟沟谷特殊地理条件的制约，村内人口相对密集，人类工程活动较为频繁，主要表现在滥伐森林资源和沟道内耕种、修路建房废渣废土乱弃乱堆两方面，为区内泥石流的形成储备了较为丰富的固体物质来源，破坏地质环境的人类工程活动较强烈。

3　地质灾害危险性评估

3.1现状评估

根据野外实际调查，现状条件下评估区发育的地质灾害主要有泥石流和黄土湿陷（图1）。

3.1.1泥石流

（1）泥石流沟发育特征。评估区内发育1条泥石流沟——水家沟，其沟谷地形要素特征见表1。根据评估区内水家沟沟谷的平面形态、沟谷横断面及汇水水源等特点，按其物质组成、流域的形态、规模大小和泥石流容重等划分的标准，评估区内发育的水家沟泥石流属于暴雨型的沟谷型泥石流。

水家沟泥石流的形成区、流通区较为明显。泥石流沟谷横断面呈典型的“U”字型沟谷，主沟谷长4.5km，主沟纵坡降37‰，流域相对高差360m，山坡坡度一般在40°，流域面积21.8km2，其平面形态呈“树叶形”。水家沟泥石流为稀性泥石流，在主沟道下游及沟口堆积形态不甚明显，七里墩村就位于水家沟洪积扇上。

表1　评估区发育的泥石流沟谷地形要素特征

（2）泥石流形成条件分析。水家沟泥石流沟N1位于评估区西侧，流域形态为“树叶形”，流域面积为21.8km2，主沟长度为4.5km，主沟沟床平均比降为37‰，沟道较顺直，支沟呈树枝状发育，沟谷形态呈“U”字型，山坡坡度在40°左右。其地形条件使流域内具备了良好的汇水条件，利于松散物质的汇聚和搬运，为泥石流的形成提供了有利的地形地貌条件。

评估区地处藉河南岸Ⅱ级阶地后缘与水家沟洪积扇前缘的交汇部位。流域内斜坡坍滑塌堆积物较为丰富，这些堆积物结构松散，在大量降水形成坡面地表水流的冲蚀作用下，常常形成规模不等的坍滑塌体，在地表雨洪水的冲蚀作用下坡面经常发生较为严重的水土流失现象，其堆积物直接堆积于沟道两岸的坡脚部位（图5），易被雨洪水直接冲蚀搬运，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。根据野外调查统计，水家沟流域内松散固体物质储量为57.94×104m3/km2，泥砂沿程补给长度比80%左右。

据秦州区气象资料，区内一次连续最大降水量为286.6mm，1d最大降水量为113mm，1h最大降水量为57.3mm，暴雨具有局地性、高强度的特征，具备泥石流形成的雨强条件。

（3）泥石流的灾情及防治现状。水家沟泥石流属于暴雨型沟谷泥石流，发生于降水集中的6～9月份。水家沟泥石流的爆发频率一般为6年发生一次，其规模中等，对沟道两侧的坡体，沟口两岸居住的七里墩村居民、沟口建筑设施及道路构成一定的威胁，未造成人员伤亡和重大经济损失，灾情为一般级。

图5　水家沟东岸岸坡及堆积物

1975年对水家沟泥石流进行了工程治理，下游段利用浆砌块石修建了排导堤对泥石流进行排导。排导堤宽32m，高约2m的梯形排导堤。据访问，泥石流沟防治工程防治效果良好，减灾效益显著。

采用铁一院建立的我国西北地区稀性泥石流流速经验公式校核排导堤的泄流能力，实际泄流量按下式进行计算：

式中：Q——泥石流流量，m3/s；

Vc——泥石流流速，m/s；

ω——排导堤断面面积，m2；

α——泥石流内阻力系数；

H——泥位，m，排导堤取1.5m；

B——排导堤宽度，m，场地西侧排导堤32m；

I——沟床比降，经简测，排导堤为0.037；

φ——增流系数，按φ=（γc-10）/（γh-γc）计算；

式中：γc——泥石流的重度，kN/m3，查得其值为15.48kN/m3；

γh——泥石流固体物质容重，取26.5kN/m3。

经计算得出，在拟建场地区一带水家沟排导堤中泥石流的流速为1.55m/s，泥石流通过能力为74.23m3/s。

（4）泥石流灾害危险性评估。依据甘肃省《地质灾害危险性评估规程》中“沟谷泥石流易发程度数量化评分表”对水家沟泥石流发育的15个因子逐项进行打分，结果为107分，然后根据综合评分结果划分易发程度为中易发。

经实地调查，现状条件下水家沟一般6年发生一次泥石流灾害，这与打分结果基本上一致。水家沟泥石流为稀性，在主沟道下游及沟口堆积形态不甚明显，七里墩村就位于水家沟洪积扇上。

泥石流流量采用配方法进行计算：

式中：QC（1%）——百年一遇的泥石流流量，m3/s；

QB（1%）——百年一遇的清水流量，m3/s；

φ——增流系数；

D——泥石流沟道堵塞系数，根据该沟谷的实际分别取1.78。

百年一遇清水流量按陇南地区的经验公式计算：

式中：QB（1%）——百年一遇的清水流量，m3/s；

F——流域面积，km2。

泥石流的规模按照一次最大冲出量来划分。本次采用经验径流折算法进行概算，其公式如下：

式中：WH——泥石流一次最大冲出量，m3；

QC（1%）——泥石流最大流量，m3/s；

T——泥石流过程时间，s。

评估区内泥石流沟的规模计算成果见表2，水家沟泥石流的规模为中型。

根据前面计算，目前水家沟排导堤过流能力为74.23m3/s，而该沟谷百年一遇泥石流流量为397.42m3/s，排导堤过流能力远远难以满足百年一遇泥石流的流量。若该沟谷发生百年一遇的泥石流灾害，将会掩埋淤埋整个拟建场地，将可能对正在建设或建成后运营的拟建项目及相邻的工程设施造成较大的破坏和危害。在工程建设过程中和运营期间可能对100～110人的生命财产安全造成威胁，威胁财产约1000～2200万元，因此水家沟泥石流灾害对拟建项目的建设和运营所造成的损失中等。

水家沟为一中易发的泥石流沟，其泥石流对拟建项目可能造成的损失中等。根据地质灾害危险性分级表，水家沟泥石流对拟建项目的危险性中等。

3.1.2黄土湿陷

根据现状调查，评估区范围内未发现黄土湿陷造成建筑物不均匀沉降或毁坏道路、渠道等工程设施的迹象；在工程建设或运营过程中，主要工程均处于湿陷性黄土区，若上下水管网渗漏或地表排水不畅形成的地表水渗漏，可能造成黄土湿陷危害；拟建项目建筑采取大开挖的浅基础进行施工，基础持力层以角砾层为主，黄土湿陷对拟建建筑物造成危害的可能性小。

表2　水家沟泥石流流量及规模计算结果一览表

湿陷性黄土主要对场地区建筑物因地基土湿陷产生不均匀沉降，引起基础下裂缝、墙体开裂等现象，严重时可造成结构的破坏。由于拟建项目建筑基础持力层以角砾层为主，避免了黄土湿陷对主体建筑的危害，黄土湿陷仅拟建项目区内道路、绿化等次要建筑物造成一定的危害，其危害程度较小，对拟建建筑物可能造成的损失小。

根据场地区黄土湿陷灾害发生的可能性和可能造成的损失，评估区内黄土湿陷灾害的危险性小。

3.2预测评估

（1）场地整平开挖和回填形成的人工边坡引发灾害危险性预测。根据场地竖向设计及建筑位置布局，拟建场地整平采用挖高填低的方法。

拟建场地位于玉泉镇七里墩村水家沟沟口东岸，场地自西北向东南呈三级台阶状。根据场地竖向设计及建筑布局，需对场地西北角进行开挖，对场地东南角低洼处进行回填。在拟建场地东侧边界即天河家园小区围墙外侧会回填形成一人工边坡，坡高7～7.5m，长度约120m。为了防止建筑物基础发生不均匀沉降，从而导致建筑物基础开裂破坏等，在施工过程中，势必会对回填土体进行强夯处理，加上天河家园小区围墙对形成的人工边坡坡体起到一定支护作用。所以，预测评估认为场地整平开挖和回填形成人工边坡引发灾害的可能小、损失小、危险性小。

（2）基坑开挖形成的坑壁失稳引发崩塌灾害的预测。根据建筑物特点及基础埋深要求，在施工过程中须进行基坑开挖，最大开挖深度约4～5m。若长时间施工震动，可能引发部分深基坑失稳形成崩塌，威胁施工人员的生命及设备财产安全，威胁人数小于5人，可能造成的损失小于20万元，可能造成的损失小。所以，预测评估认为基坑开挖所形成的坑壁失稳引发崩塌的可能性较大，损失小，危险性小。

（3）工程建设可能加剧泥石流灾害的危险性预测。规划区场地地形相对较为开阔，在工程建设过程中对局部地段进行土方开挖，但土方全部回填在拟建场地东南角地势低洼处，工程建设过程中不产生废渣弃土，不会给水家沟泥石流提供松散的固体物质。因此预测评估认为在工程建设过程中加剧水家沟泥石流灾害的可能性小，危害程度小，危险性小。

（4）工程建设可能加剧黄土湿陷灾害的危险性预测。评估区平整场地时破坏了原有的黄土结构，利于地表水的入渗、潜蚀、溶解并带走土体中的可溶盐成分，破坏土体的固有结构及粘结力，降低土体强度。但是施工过程中用水量较小，不会发生大面积的入渗。预测工程建设加剧黄土湿陷灾害的可能性小，危险性小。

3.3地质灾害危险性综合评估

地质灾害危险性综合评估是在各单灾种危险性现状评估和预测评估的基础上，结合评估区地质环境条件的差异和地质灾害隐患点的分布，进行地质灾害危险性综合分区评估，综合确定区内不同地段的地质灾害危险性，并对场地的使用做出适宜性评价，最后提出地质灾害防治措施意见。

根据拟建工程性质、建设工程特点和地质灾害的分布发育特征，充分考虑现状和预测评估结果，进行综合评估。若现状或预测评估结果为危险性大，则综合评估危险性大；若现状和预测评估结果均为危险性小，则综合评估危险性小；介于二者之间为危险性中等。

考虑地质灾害发育特征及场地整平对评估区的影响，危险性中等区面积为4537.85m2，占拟建项目用地面积面积的100%。

现状评估：水家沟泥石流沟发生灾害的可能性较大，对拟建项目可能造成的损失中等，危险性中等。区内黄土湿陷发生灾害的可能性小，对拟建场地可能造成的损失小，危险性小。

预测评估：场地整平开挖和回填形成人工边坡引发灾害的可能性小，损失小，危险性小；基坑开挖形成的坑壁失稳引发崩塌的可能性较大，损失小，危险性小。工程建设加剧泥石流灾害的可能性小，损失小，危险性小；工程建设加剧黄土湿陷灾害的可能性小，损失小，危险性小。

综合评估：该区地质灾害危险性中等，通过治理以后整个拟建场地为基本适宜的建设用地。工程建设可能引发的地质灾害主要是施工过程引发基坑失稳形成崩塌，现提出相应的防治措施：（1）工程建设过程中，要重视对拟建项目西侧水家沟泥石流的防洪和排导。（2）定期对水家沟沟道进行清淤疏浚，减少沟道内松散固体物质的数量。（3）在建筑物地基开挖过程中，应采取放坡、支护或支挡等临时性措施，防止引发基坑边壁发生崩塌，同时要做好场地周边范围内及建设场地内的截水、排水工作，避免黄土湿陷，引起建筑物基础产生不均匀沉陷。

4　结论

（1）拟建项目属较重要建设项目，地质环境条件较复杂，地质灾害危险性评估级别属二级。区域地质构造相对稳定，破坏地质环境的人类工程活动较强烈。

（2）评估区发育的地质灾害主要有泥石流和黄土湿陷。泥石流属于暴雨型的沟谷型泥石流，经计算得出，在拟建场地区一带泥石流的流速为1.55m/s，泥石流通过能力为74.23m3/s，对拟建项目的危险性中等。根据场地区黄土湿陷灾害发生的可能性和可能造成的损失，评估区内黄土湿陷灾害的危险性小。结合预测评估的结果，最终综合评估该区地质灾害危险性中等，通过治理以后整个拟建场地为基本适宜的建设用地。

（3）针对施工过程中易引发基坑失稳形成崩塌，提出防洪、排导、疏浚、防护等措施。

［1］国土资源部国土资发（2004）69号.关于加强地质灾害危险性评估工作的通知［A］.

［2］国务院令（2003）第394号.地质灾害防治条例［A］.

［3］刘希林.我国“地质灾害危险性评估技术要求”中的有关问题［J］.中国地质灾害与防治学报，2013，24（2）：8-16.

［4］张少锋，徐俊，李爱国，等.地质灾害危险性评估流程及相关问题讨论［J］.资源环境与工程，2014，28（5）：703-707.

［5］伍波，李波，伍良松，等.西南山区道路工程地质灾害危险性评价研究［J］.勘察科学技术，2014（1）：25-32.

［6］杨俊宴，史宜，孙欣.山水环境下的新城空间分区适宜性评价［J］.东南大学学报，2012，42（6）：1132-1138.

［7］王玉国，尹小玲，李贵才.基于土地生态适宜性评价的城市空间增长边界划定［J］.城市发展研究，2012（1）：76-82.

TU4

A

1004-5716（2016）04-0006-06

2015-04-01

赵旭荣（1974-），男（汉族），湖北武汉人，高级工程师，现从事岩土工程勘察、设计与地质灾害防治方面的研究工作。