甘肃红枫岭国际健康城地质灾害危险性评估及防治措施

张晓东， 张玉一

（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州730020）

1 地质概况

评估区位于甘肃省兰州市七里河区，本项目是集卫生医疗住宅一体的大型城市综合大型建设项目。 评估区地处祁吕贺山字型构造体系前弧西翼与河西系武威—兰州构造带的复合部位，不同构造体系的相互干扰或改造，使本区构造形迹十分复杂，出露的地层主要为第四系（Q）。 区内土体根据其成因类型和土体结构可分为一般土和特殊土两大类型［1］。

1.1 一般土

黄土状粉土单层土体（Q3al）：该类土体主要出露于评估区北侧，构成黄河Ⅳ级阶地，岩性为黄土状粉土，局部为砂土，稍湿，中密，其物理力学性质为：重度15.6 kN／ m3，天然含水率13. 1% ～16. 3%，具（Ⅲ-Ⅳ级）严重-很严重自重湿陷。 地基土承载力特征值160 kPa。

1.2 特殊土（Q3eol）

马兰黄土：广泛分布于评估区内，颜色为浅黄色，质地均一，具大孔隙，垂直节理发育，遇水易崩解。 根据已有成果，其重度为11.78±0.82 kN／ m3，天然含水率4.952%±0.192%，液限的平均值为28.48%±2.18%，塑限平均值为18.92%±2.74%，内聚力23.2 kPa，内摩擦角25.1°±3.45°，密度2.108±0.082 g／ cm3，孔隙率52.52%±1.58%，湿陷系数 δs＝0.016 ～0.065，自重湿陷系数 δzs＝0.015～0.132，具有（Ⅲ-Ⅳ级）严重-很严重自重湿陷。 地基土承载力特征值120 kPa。

2 水文地质特征

根据地下水的赋存条件、水理性质及水动力特征，评估区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，具体为兰州断陷盆地潜水。 地下水埋深大于20 m，含水层主要为断陷盆地沉积的砂砾石层。 其补给条件较为复杂，主要有黄河入渗、河（沟）谷潜流侧向补给、大气降水、灌溉水、污水、沟谷地表水入渗补给，且人工开采是其唯一的排泄途径。 地下水富水性较好，水化学类型为HCO3－-Ca2＋、HCO3－-Ca2＋-Mg2＋或Cl－-SO42－-Na＋-Ca2＋-Mg2＋及Cl－-Na 型，矿化度在0.5～5.0 g ／ L，单井涌水量大于1 000 m3／ d。 对混凝土及钢结构具有一定的腐蚀性，但较微弱［2］。

3 工程建设引发地质灾害危险性预测评估

区内地质环境较为脆弱，自然地质环境对人类工程活动十分敏感，环境的改变可能引发一些灾害发生。 根据工程特点，工程建设可能引发的地质灾害主要表现在场地平整和基础开挖。 地质灾害威胁对象主要为施工设备和人员，以及拟建工程。

3.1 场地平整可能引发地质灾害的危险性预测

本项目拟建物主要为房屋建筑，拟建场地自然高程1 622～1 660 m，设计地面标高为1 625 ～1 600 m，场地局部高低不平，需进行局部整平。 其中评估区南侧场地平整高度为0 ～3 m，北侧场地平整高度为0～8 m，会形成高陡斜坡，以及场地内岩土体主要为马兰黄土，其节理裂隙发育，场地平整时会使其结构破坏，引起应力重分布或应力集中效应，易发生局部崩塌、滑坡，所以场地平整引发地质灾害的可能性较大［3］。 由于南侧场地平整高度小，岩土体自身结构破坏后多会发生土溜及掉块，可能造成的损失小；北侧由于场地平整高度大，发生灾害易造成较大损失，考虑到场地平整时以机械开挖为主，主要威胁到挖掘机和装载机，会对机械造成局部损坏，以及施工人员3～5 人，设备1～2 台，经济损失在100 万内，可能造成的损失小，预测危险性小。

3.2 基坑开挖引发崩塌、滑坡灾害的危险性预测

本项目拟建物主要为房屋建筑，其中15F 以上高层建筑物基础采用桩筏基础，2 ～4F 建筑物基础采用浅基础，建筑物底下部分分布有1 ～2F 地下室，其基坑最大开挖深度4～8 m。 场地内岩土体主要为马兰黄土，马兰黄土具大孔隙，节理裂隙发育，基坑开挖时坑壁处的马兰黄土原有的应力平衡遭到破坏，引起应力重新分布或应力集中等效应，再加上施工机械产生震动、加载、降水、地震等外力作用下有可能失稳引发局部崩塌，以及基坑开挖深度较大，因此基坑开挖引发崩塌、滑坡灾害的可能性较大，主要威胁对象为挖掘机和作业人员，威胁人5 ～8 人，施工设备2～3 台，可能造成的直接经济损失约为200万元，可能造成的损失中等，预测危险性中等。

4 工程建设加剧地质灾害危险性预测评估

评估区与拟建工程有关的主要是不稳定斜坡和黄土湿陷，拟建物建设主要为房屋建筑。 对地质灾害的影响分析如下：

4.1 工程建设加剧不稳定斜坡的危险性预测

拟建工程沿不稳定斜坡坡顶、坡脚布设，直接受不稳定斜坡的威胁，工程建设可能会加剧不稳定斜坡，具体危险性评价如下。

X1 不稳定斜坡呈近直立状，组成不稳定斜坡岩土体主要为马兰黄土，马兰黄土具大孔隙，节理裂隙发育，受扰动易发生地质灾害，拟建物施工时会对X1 不稳定斜坡有加载作用，以及施工时的机械振动、建筑材料堆积等都会对不稳定斜坡有加载作用，工程建设加剧X1 不稳定斜坡的可能性较大。 可能造成的经济约300 万，可能造成的损失中等，危险性中等。

X2 不稳定斜坡稳定性较差，组成不稳定斜坡岩土体主要为马兰黄土，马兰黄土具大孔隙，节理裂隙发育，拟建物施工时会对X2 不稳定斜坡坡脚有开挖扰动现象，斜坡坡脚开挖后会使不稳定斜坡相对高度增加，以及对坡顶的加载振动作用，都可能会加剧不稳定斜坡局部地段的变形，所以工程建设加剧X2 不稳定斜坡失稳的可能性较大。 可能造成的经济约400 万，可能造成的损失中等，危险性中等［4］。

X3 不稳定斜坡稳定性较差，组成不稳定斜坡岩土体主要为马兰黄土，马兰黄土具大孔隙，节理裂隙发育，拟建物施工时会对X3 不稳定斜坡坡脚有开挖扰动现象，斜坡坡脚开挖后会使不稳定斜坡相对高度增加，以及对坡顶的加载振动作用，都可能会加剧不稳定斜坡局部地段的变形，所以工程建设加剧X3 不稳定斜坡失稳的可能性较大。 可能造成的经济约400 万，可能造成的损失中等，危险性中等。

X4 不稳定斜坡稳定性较差，组成不稳定斜坡岩土体主要为马兰黄土，马兰黄土具大孔隙，节理裂隙发育，拟建物施工时会对X4 不稳定斜坡有加载作用，以及施工时的机械振动、建筑材料堆积等都会对不稳定斜坡有加载作用，工程建设加剧X4 不稳定斜坡的可能性较大。 可能造成的经济约300 万，可能造成的损失中等，危险性中等。

4.2 工程建设加剧黄土湿陷的危险性预测

评估区内湿陷性土层主要为马兰黄土和黄土状粉土，湿陷性土具有中等－严重自重湿陷。 根据工程的特点，拟建物主要为房屋工程，在建筑地下会布设有用水管道，以及项目施工时可能形成局部低洼地形，并随着近些年极端天气的增多，突降大暴雨或者到雨季时，连续阴雨天气，可能会加剧建设场地产生陷坑、陷穴，造成地基土下陷，威胁施工设备以及工程本身的安全，另外由于湿陷性土层的湿陷量及湿陷厚度较大，若对地基处理不当，一旦发生黄土湿陷，可能引起拟建物基础不均匀沉降、地面沉陷、裂缝等，所以建筑物施工加剧黄土湿陷的可能性大。考虑到黄土湿陷为一种渐变过程，湿陷迹象较明显易处理，所造成的损失主要为前提处理加固费，可能造成的损失约90 万元，可能造成的损失小，预测危险性中等。

5 地质灾害危险性综合评估

根据上述评估原则、依据和方法，将评估区地质灾害危险性综合分区划分为地质灾害中等区，面积为2.02 km2。 现状评估：区内发育的X1、X2、X3 及X4 不稳定斜坡发生灾害的可能性较大，可能造成的损失中等，危险性中等。 黄土湿陷发生的可能性大，可能造成的损失小，危险性中等。 预测评估认为：基坑开挖引发崩塌、滑坡的可能性较大，可能造成的损失较大，危险性中等。 工程建设加剧X1、X2、X3 及X4 不稳定斜坡发生灾害的可能性较大，可能造成的损失中等，危险性中等。 工程建设加剧黄土湿陷的可能性大，可能造成的损失小，危险性中等。 综上，评估区地质灾害危险性综合分区划分为地质灾害中等区。

6 地质灾害防治措施建议

6.1 灾害点防治措施建议

（1） 不稳定斜坡。 X1、X2、X3 及X4 不稳定斜坡进行坡面防护，坡面可采用锚杆或锚索＋框架，坡脚修建挡土墙以及截排水工程等措施进行治理，防止不稳定斜坡对工程建设及运营造成危害。 工程措施实施前以监测和立警示牌为主。 根据地形地貌、地层岩性条件设计安全合理的切坡坡率，并进行专项勘查，在边坡勘查和稳定性计算的基础上，委托具有地质灾害专项资质的单位进行地质灾害设计、施工治理工作，在工程布置时应留出安全距离，不得取土、开挖坡脚，并按照施工设计自上而下开挖，并作好坡顶坡面截排水工作，加强和完善排水系统。

（2）黄土湿陷。 ①地基处理消除或降低黄土湿陷性以满足建筑物设计要求。 ②在绿化带底下设排水廊道，地表设置截排水渠，并做好建筑物周围及其基础周围的防排水措施；施工期间做到场地排水顺畅。

6.2 建设过程中地质灾害防治措施建议

在工程建设期应在4 处不稳定斜坡部位设立安全警示标志，防止崩塌、滑坡对场区工作人员及运行车辆构成危害。 基础开挖时，基坑边坡应设置合理的坡率，并采取临时支护措施，防止崩塌的发生。 场地平整时尽量减少开挖量及开挖幅度，局部形成的挖方边坡，应采取支护措施。 工程建设中产生的大量弃渣弃土应集中外运处理，严禁堆放在场地内。场地内有厚度较大的湿陷性黄土，对地基处理时应严格按照相关规范实施，并在拟建物周围做好防排水措施，防止基础下沉。 拟建场地设计有大量绿化带，应合理控制绿化水量，防止大量浇灌导致湿陷性土发生湿陷，而引起建筑物变形、沉降等。 施工过程中做好地质灾害监测预警体系，确保工程安全运营。施工时应做好基础的防水措施，如设置排水沟等措施，避免大量施工用水或降水入渗，出现大面积、长时间浸泡的现象，以致引发黄土湿陷灾害。