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玉溪市通海县某物流园地质灾害特征及危险性评估

2020-10-09杨晓冬许汉华冷天星

科技风 2020年24期
关键词:危险性边坡滑坡

杨晓冬 许汉华 冷天星

摘 要:通过对通海县某物流园野外实地调查,室内资料分析,查明研究区的地质环境条件,主要包括研究区大地构造、地形地貌、地层岩性、岩土类型及工程地质性质、水文地质条件、人类工程活动等对地质环境的影响,在此基础上对已建项目进行地质灾害(包括不稳定斜坡滑坡、崩塌)危险性现状评估、危险性预测评估以及综合分区评估,将该建设场地及其可能影响范围划分为9个地质灾害危险性大区。对拟建场地进行适宜性评价,认为地质灾害危险性大区适宜性差,须采取有效的防治工程措施,方适宜建设,最后提出地质灾害防治措施,为建设场地地质灾害防治工作提供理论依据。

关键词:通海县某物流园;地质灾害特征;危险性评估;适宜性评价;防治措施

随着国家经济快速发展,新建项目越来越多,规模也越来越大,人类工程活动对地质环境的影响日益严重,引发的地质灾害也逐渐增多[1]。新建设用地的地质灾害危险性评估是自然资源部采取的一项主动防灾措施[2]。地质灾害危险性评估工作经过我国多年的发展,已日趋完善、成熟[3]。地质灾害危险性评估是有效预防、减轻或避免地质灾害对未来工程设施及其运行环境直接或间接危害的一项主动防灾措施[4]。

本文以通海县某物流园新建项目地质灾害危险性评估为例,在系统分析地质环境条件(大地构造、地形地貌、地层岩性、岩土类型及工程地质性质、水文地质条件、人类工程活动等)下的基础上进行现状评估与预测评估,确定场地的适宜性评估,并给出相应地质灾害的防治措施和建议,为国内类似工程建设项目地质灾害危险性评估提供借鉴与参考。

1 工程概况

研究区位于云南省玉溪市通海县杨广镇杞麓湖东岸,规划建设占地面积为536408m2。省道319穿境而过,且同时连接省道214和江华公路。通过省道214可以直达江川县和里山彝族乡,省道319可以直达华宁县,研究区与周边的交通联系相对紧密,对外交通相对便捷。研究区属亚热带半湿润高原季风气候区特征,在低纬度、高海拔地理条件的综合影响下,受季风气候的控制,形成了四季温差小、早晚温差大、干湿季分明、雨热同季、垂直差异显著的低纬度高原季风气候的特点,多年平均气温15.7℃,年日照时间2273.8小时;多年平均降雨量898毫米。

2 地质环境条件

2.1 大地构造

根据1∶20万叙永幅地质图及现场地表调查,研究区在区域上位于通海断陷湖盆地,通海地区位于云南省中南部,该地区地质构造复杂、新生构造运动强烈、强震活动频繁,是云南地震灾害最严重的地区之一,有一南北向推测断层位于研究区东侧,地层倾向20°~50°,倾角43°~71°。

2.2 地形地貌

研究区属构造侵蚀中低山地貌,地势整体东高西低,周围及东北较高,自然斜坡坡度为10°~25°,地形较为复杂。区内平均海拔1860米左右,最高点位于东侧陡崖顶,标高1954m,最低点为1807.5m原有公路处,最大相对高差146.5m。建设场地位于研究区东部,主要在低丘缓坡地带。建设范围内最高标高1938.5m,最低标高1816m,高差122.5m。

2.3 地层岩性

研究区内出露地层为第四系、二叠系下统倒头石组、二叠系下统茅口组与栖霞组并层和泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层,由新至老分述如下:

(1)第四系:分布于地势低洼及坡面表层上,为残坡积红、黄褐色黏土、红黏土,含少量碎石角砾,结构松散,厚度一般0~3m。

(2)二叠系下统倒头石组:出露于研究区南东部,主要为灰白色、浅灰色、灰色薄~中厚层灰岩、白云岩、灰质白云岩。区内出露厚度约450m左右。

(3)二叠系下统茅口组与栖霞组并层:出露于研究区中部,主要为灰色薄层至中页岩、砂页岩、泥灰岩夹煤层,区内厚度为9m左右。

(4)泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层:出露研究区北西部,主要为灰色、深灰色薄至中厚层灰岩夹白云岩,夹页岩,底层为石英砂岩。区内厚度为1200多米。

2.4 岩土类型及工程地质性质

根据研究区岩石的抗压强度,胶结强度及层间的组合关系,可将研究区划分为:硬质岩类和松散岩类二种工程地质岩类,岩土体工程地质性质总体为差,现分述如下:

2.4.1 松散岩组

为第四系紫红色、褐黄色黏土及红黏土,混碎石,具较强的压缩性,工程地质性质差。

2.4.2 硬质岩组

为二叠系下统倒头石组、二叠系下统茅口组与栖霞组并层和泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层,以白云岩、灰岩、砂岩为主;新鲜岩石多呈微风化,坚硬、性脆,抗压强度较高,工程性质较好,浅部节理裂隙较发育,岩石完整性较差,工程地质性质较差。

2.5 水文地质条件

根据含水介质,将研究区地下水类型划分为第四系松散层孔隙水和碳酸盐岩岩溶水。

(1)松散层孔隙水:含水层为第四系残坡积层,该层具透水性,由于厚度小,分布不均,主要为季节性的上层滞水,富水性弱。暴雨期间可急剧增加岩土体重度及湿度,不利于岩土体自身稳定性。

(2)岩溶水:含水岩组二叠系下统倒头石组、有二叠系下统茅口组与栖霞组并层和泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层,地下水赋存于白云岩的溶蚀裂隙及管道中,由于节理裂隙发育,岩溶发育的程度及地下水出露特征产生差异。研究区东部构造裂隙密集,岩溶发育,水量丰富。

区内未见地下水开采。地下水主要由大气降水补给,补给方式有面状渗透补给和集中补给,即大气降水通过溶蚀裂隙、溶洞、落水洞、漏斗等补给地下水。补给条件較好,地下水接受补给后,总体上呈由南东向北西迳流。排泄于杞麓湖。

研究区内碳酸盐岩广布,出露在整个区域内,主要为白云岩、灰岩,岩体表生节理裂隙较小,节理张开度较小,且相对较弱,溶洞、溶蚀裂隙较发育,贯通性较差,岩溶化程度相对较低,岩体较完整。总之,拟建场地附近碳酸盐岩地层广泛分布,地表岩溶发育程度表现为中等。

2.6 人类工程活动对地质环境的影响

研究区内人为工程活动表现为原建乡村公路、民房的建设、石灰石矿厂开采、高速公路建设等,其中研究区北部通海县水泥厂石灰石矿北矿山露天开采挖方规模、高度大,西侧在建高速公路挖填方规模、高度大。总体上破坏地质环境的人类工程活动表现为强烈,对地质环境的影响、破坏严重。

研究区内地质灾害一般发育;地形起伏不大,地貌类型较复杂;地质构造、地层岩性较复杂,地壳稳定性较差,岩土体工程地质性质较差;水文地质及工程地质条件较差;岩溶发育;破坏地质环境的人类工程活动强烈。地质环境条件复杂程度为复杂。

3 地质灾害危险性现状评估

3.1 不稳定斜坡滑坡

该不稳定斜坡位于研究区北东侧矿山开采处,所在地貌为构造侵蚀中低山地貌,地形坡度相对平缓,自然斜坡坡度为10°~20°,边坡开采后坡度在70°左右,局部接近直立。斜坡走向110°~120°,坡长25m,边坡宽60m,厚度约3~5m,方量约6000m3,切向坡。坡面表层为强风化灰质白云岩、白云岩,风化严重,有明显风化及卸荷裂隙,前缘有少量崩积物堆积。经野外调查,不稳定斜坡现状发育程度中等,斜坡下部无威胁对象,危险性小。

3.2 崩塌

该崩塌位于研究区北东侧矿山开采处,所在地貌为构造侵蚀中低山地貌,地形坡度相对平缓,自然斜坡坡度为20°~30°,边坡开采后坡度接近直立。崩塌崩向140°~160°,坡高8~10m,破碎带宽20m,厚度约1~2m,方量约400m3。坡面表层为强风化白云岩,风化严重,有明显风化及卸荷裂隙,节理裂隙发育。野外调查发现该崩塌体表层有多处细小裂隙发育,上部充填杂土,灌木茂盛,发育程度中等,下部无威胁对象,危险性小。

4 地質灾害危险性预测评估

4.1 危险性分级量化指标

工程建设区基岩主要为白云岩、石灰岩、砂岩,属硬质岩组,地表分布有厚度较小的第四系松散岩组,根据平场过程中的切、填方活动及边坡岩土体性质等综合采用边坡高度作为地质灾害危险性分级指标,危险性分为三级,确定地质灾害危险性分级量化指标如下:

根据永久性切、填方边坡的高度,确定地质灾害危险性分级量化指标如下:

(1)切、填方边坡高度小于3m,引发地质灾害的可能性小,危险性小;

(2)切、填方边坡高度3~6m,引发地质灾害的可能性较大,危险性中等;

(3)切、填方边坡高度大于6m,引发地质灾害的可能性大,危险性大。

4.2 工程建设中可能引发地质灾害危险性的预测

工程建设平场过程中,存在不同程度的切、填方活动,并形成临时性和永久性边坡,可能引发滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害针对该拟建工程平面布置和该工程建设特点,对该工程建设引发、加剧地质灾害的可能性及工程建设本身遭受地质灾害危害的可能性分项预测评估如下:

(1)临时性边坡。工程建设平场阶段将形成大量的临时性切、填方边坡,根据各建筑所处的地形标高及平场标高,平场过程中,各建筑场地将产生大量的临时性切、填方边坡,以切、逆向坡为主,大部分地段边坡高度普遍大于6m,最大切方高度56.8m,最大填方高度25.2m,引发边坡滑坡、崩塌的可能性大;部分地段边坡高度一般为3~6m,引发边坡滑坡、崩塌的可能性大;少部分地段边坡高度小于3m,引发边坡滑坡、崩塌的可能性小。

(2)永久性边坡。该场地地形为缓丘低山,多数拟建筑物、园区通道、厂区道路横跨缓丘,平场结束后,在不同平场标高之间及建筑物边界一带将形成永久性切、填方边坡。平场结束后将形成的梯级边坡及建筑区边界外侧的永久性边坡,边坡高度普遍大于6.0m,最大切方边坡高40.2m,最大填方边坡高173m,引发边坡滑坡、崩塌的可能性大。

(3)平场过程中将产生大量的渣石,堆放不当,在降水时节还可能引发泥石流。

4.3 预测评估结论

4.3.1 施工人员可能遭受地质灾害的危险性预测

研究区建筑编号A1~A4、A6~A14、B1~B23、C1~C6、D1~D8、D11~D22、E1~E12及道路平场中切、填方高度普遍大于6m,切方高度最大56.8m,填方高度最大25.2m,引发边坡滑坡、崩塌的可能性大,施工人员遭受边坡滑坡、崩塌等地质灾害的可能性大,危险性大。

建筑编号A5、D9、D10号及少量道路平场中切填方高度普遍3~6m,引发边坡滑坡、崩塌的可能性较大,施工人员遭受边坡滑坡、崩塌等地质灾害的可能性较大,危险性中等。

4.3.2 拟建(构)筑物可能遭受地质灾害的危险性预测

拟建工程平场结束后A2~A4、A8、A11、B1~B5、B7~B213号及建筑区边界外侧的边坡,边坡高普遍大于6m,最大切方边坡高40.2m(E2号西侧边坡),最大填方高度17.3m(D22号北西侧),工程本身遭受边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

建设场地边界附近分布有零星居民,工程建设将对其造成一定影响。开挖的渣石堆放不当,在降水时节可能引发引发泥石流,工程、施工人员等存在遭受堆积体滑坡及雨季泥石流的可能性。工程建设区基岩为碳酸盐类岩石,工程建设存在遭受岩溶塌陷的可能性。

5 危险性综合分区评估

根据前述地质灾害现状评估和预测评估结果,并结合建筑使用功能,将用地范围及其可能影响范围划为9个地质灾害危险性大区。

5.1 冷链物流中心区地质灾害危险性大区(A、B、CⅠ、CⅡ)

A区:位于场地北东部接近省道304附近,工程建设包括A1~A14及园内通道,出露地层为二叠系下统倒头石组、二叠系下统茅口组与栖霞组并层,灰白色、浅灰色、灰色薄~中厚层灰岩、白云岩、灰质白云岩、泥灰岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

B区:位于场地中部,工程建设包括B1~B23及园内通道,出露地层为泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层、二叠系下统倒头石组、二叠系下统茅口组与栖霞组并层,灰白色、浅灰色、灰色薄~中厚层页岩、泥灰岩、灰岩、白云岩、灰质白云岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

CⅠ区:位于场地南西部,工程建设包括C1~C4及园内通道,出露地层为泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层、二叠系下统倒头石组、二叠系下统茅口组与栖霞组并层,灰白色、淺灰色、灰色薄~中厚层灰岩、白云岩、灰质白云岩、泥灰岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

CⅡ区:位于场地南部,工程建设包括C1~C4及园内通道,出露地层为二叠系下统茅口组与栖霞组并层,浅灰色、灰色薄~中厚层页岩、灰岩、白云岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

5.2 农产品综合交易区地质灾害危险性大区(DⅠ、DⅡ)

DⅠ区:位于场地西部,工程建设包括D1~D21及园内通道,出露地层为泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层,浅灰色、灰色薄~中厚层页岩、灰岩、白云岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

DⅡ区:位于场地西部,工程建设包括D22,出露地层为泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层,浅灰色、灰色薄~中厚层页岩、灰岩、白云岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

5.3 配套综合商业区地质灾害危险性大区(EⅠ、EⅡ、EⅢ)

EⅠ区:位于场地南部,工程建设包括E1、E2,出露地层为二叠系下统茅口组与栖霞组并层,浅灰色、灰色薄~中厚层页岩、泥灰岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

EⅡ区:位于场地南部在EⅠ区的北侧,工程建设包括E3~E10及园内通道,出露地层为二叠系下统倒头石组、二叠系下统茅口组与栖霞组并层,灰白色、浅灰色、灰色薄~中厚层灰岩、白云岩、灰质白云岩、泥灰岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

EⅢ区:位于场地中部,工程建设包括E11、E12,出露地层为泥盆系中统、上统和石炭系下统、中统并层,浅灰色、灰色薄~中厚层页岩、灰岩、白云岩;工程建设平场过程中,多形成大于6m的临时性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;平场结束后,多形成大于6m的永久性切、填方边坡,引发切、填方边坡滑坡、崩塌的可能性大,危险性大。

6 防治措施和建议

(1)对切方边坡应采取从上至下、分级分段开挖及支护的逆作法施工,及时清除边坡上的破碎岩体,对永久性切方边坡根据边坡高度及完整性采取放坡、支挡。

(2)对填方地段,应分层铺填,分层夯实;对填方边坡应进行支挡。

(3)对产生的工程弃渣应及时运至填方区,多余弃渣应选择弃渣场进行堆放,并应根据弃渣场地形修建拦挡工程,不能乱堆乱放。以免引发堆积体滑坡及雨季泥石流。

(4)修建场区排水系统。

(5)在工程建设前应开展岩土工程详细勘察,同时对边坡进行勘察,查明边坡岩土体特征、完整性及地下岩溶发育情况,为地质灾害防治设计提供依据。

(6)根据渣石量选择弃渣场。

(7)建议根据地形条件、施工难度等综合因素对局部地段的平面位置及平场标高进行适当调整,做到经济、合理。

根据现状评估和预测评估结果,将该建设场地及其可能影响范围划分为9个地质灾害危险性大区。地质灾害危险性大区适宜性差,须采取有效的防治工程措施,方适宜建设。

参考文献:

[1]宗辉.地质灾害危险性评估的半定量评价方法[J].地质灾害与环境保护,2003(02):51-53.

[2]金德山.建设用地地质灾害危险性评估中几个问题的思考[J].中国地质灾害与防治学报,2004(04):104-106.

[3]刘衡秋,朱志刚,何维彬.地质灾害危险性评估工作发展现状及若干技术问题探讨[J].中国地质灾害与防治学报,2008,19(04):128-130.

[4]黄雅虹,吕悦军,张世民.地质灾害危险性评估及相关技术问题评述[J].震灾防御技术,2007(01):83-91.

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