长发博物馆民族文化园地质灾害特征及防治措施

万磊

长发博物馆民族文化园地质灾害特征及防治措施

万磊1,2

（1. 湖南宏禹工程集团有限公司，长沙 410000；2. 桂林理工大学地球科学学院，桂林 541006）

通过对长发博物馆民族文化园项目周围地质灾害和隐患进行野外调查，查明主要地质灾害为不稳定斜坡，对其发育现状进行了评估，并预测不稳定斜坡对工程建设存在的地质灾害影响，提出了地质灾害防治措施，建议对不稳定斜坡进行放坡处理，并在地面主体建筑施工前进行浆砌石挡墙护坡。

野外调查；地质灾害；不稳定斜坡；不均匀沉降

长发博物馆民族文化园建设项目位于桂林市龙胜各族自治县龙脊镇金江村。中心点地理坐标：东经110°07′27.02″，北纬25°44′52.7″，北西距灵川县城15km，南经由552乡道可到达龙胜各族自治县城，交通较为便利，拟建博物馆（4F），高度14.2 m，总投资5000万元。

1 建设项目地质环境条件

1.1 区域地质背景

研究区位于马海背斜北西翼，背斜轴部呈北东向延伸，长大于30km，核部出露元古界板溪群上亚群下组（Ptbn21），两翼由元古界板溪群上亚群中组（Ptbn22）组成。

细门断层从拟建项目西侧通过，断层南端距拟建项目区3 km，轴向北东10°~45°，长度大于30km，，断层面倾向310°，倾角40°~50°；马堤-宛田断层位于研究区西5.3 km，通过马堤、泗水、和平、宛田等第一带，地表被切的地层有板溪群、震旦系、寒武系等。倾向西，倾角50°~80°，表现为逆断层。研究区远离断层破碎带，因此基本不受断层影响。

1.2 气象水文

研究区属亚热带季风气候区，雨量充沛，年均气温18.7 ℃。年平均降雨量1926mm，降雨量集中于4~8月份，占全年降雨量的62.5%，期间常有大雨或暴雨；枯水季节为11月至翌年2月。对评估区地质灾害发生有较大影响气象特征为暴雨，尤其久旱突遇大暴雨，常常引起崩塌、滑坡等地质灾害。

研究区水系为平河支流黄洛河。黄洛河流向自东往西，河宽18~20m，深0.5~2m，多年平均流量2.8m3/s，枯水期流量0.3~0.8m3/s。存在河岸边坡，坡宽120m，坡高2.8m，坡度80°~90°，由填土及冲洪积粉质粘土组成。局部地段使用石笼网挡土墙防护。黄洛河水位+364m，水深受季节影响，年变幅较小，常年最高洪水水位+365m，对建设项目无影响。

图1 地形地质示意图

1-地质界线；2-震旦系灯影组老堡段；3-震旦系灯影组陡山沱段；4-震旦系南沱组上段；5-震旦系南沱组中段；6-震旦系南沱组下段；7-元古界板溪群上亚群上组；8-元古界板溪群上亚群中组；9-元古界板溪群上亚群下组；10-岩层产状；11-实测断层；12-建设项目位置

1.3 地形地貌

属于构造侵蚀中低山区，地貌类型简单，标高+363.5m~+462.4m，相对高差98.9m，地形坡度23°，北高南低，北西部为林地和村庄，局部有基岩出露。

1.4 地层岩性

1.4.1 第四系（Q）

1）人工堆积层:局部分布有杂色，松散粉质粘土，碎石含量30%，土质均匀，欠固结，厚0.30~2.20m。

2）卵石层。分布于黄洛河阶地。呈黄色-黄褐色，次圆状，微风化，分选性较好，含量60%~70 %，粒径10~15 cm居多，卵石成分主要为砂岩。该层厚度1.0~2.0 m。

3）残坡积层:分布于山体斜坡上，为砂岩风化而成的坡残积土层，呈黄褐色-浅棕色，下部湿，可塑-硬塑状。含碎块粒径0.5~5.0 cm，大者可达10 cm。厚1.0~2.5 m。顶部为灰褐色腐殖土，厚0.3~0.6 m。

1.4.2 元古界板溪群上亚群中组（Ptbn22）:

广泛分布于研究区，被第四系所覆盖。为中-厚层状灰色泥岩，较为坚硬。产状：271°∠38°。区域总厚度大于1 233 m。

1.5 岩土类型及工程地质性质

将岩土体划分为土体和岩体两类:

1.5.1 土体

1）残坡积粉质粘土单层结构土体

该层土体分布于研究区山体斜坡上，为砂岩风化而成的坡残积松散土层，为粉质粘土，层厚1.0~2.5 m，硬块含量25%~40%。据区域工程地质资料显示，该土呈可塑-硬塑状态，干强度中等偏上、韧性中等，属中等压缩性土，该层粘土无膨胀性，地基承载力特征值fak一般为120~180 kPa，可作为一般建筑地基持力层。该层表层为腐殖土，厚度0.3~0.6 m，呈灰褐色，主要由富含有机质的粘土夹植物根系组成，稍湿-干燥，结构松散，强度低，具不均匀性和中等压缩性，工程地质力学性能较差。

2）卵石单层土体

主要分布于研究区河流岸边，呈土黄色-黄褐色，稍湿-湿润，稍密-中密，厚1.0~2.0m，近地表或被揭露而失水干燥多为松散状态，卵石以砂岩为主，具有一定强度，低-中等压缩性，该层承载力特征值fak一般为400~600 Kpa，工程性能较好，可作为一般地基持力层。由于土层分布不均，结构较为松散，厚度变化较大，力学强度高低不均，工程地质力学性能较差，在自然因素和人类工程活动影响下，易产生崩塌、滑坡。

1.5.2 中厚层状坚硬变质砂岩岩组

研究区岩体确定为中厚层状坚硬变质砂岩岩组1个类型。岩性为元古界板溪群上亚群中组（Ptbn22）变质砂岩组成，厚度1 351 m，岩石呈青灰色，以硅质砂岩为主，岩石较完整，局部沿裂隙面略有风化迹象，岩质坚硬，锤击声脆。整层总体上属较完整的硬质岩类，岩体基本质量分级属II级。其饱和单轴抗压强度（Rc）范围值102.2~121.6 MPa，平均值108.8 MPa，属坚硬岩，其地基承载力特征值超过4 000 kPa，工程地质性能优良。

1.6 水文地质条件

主要赋存于元古界板溪群上亚群中组（Ptbn22）变质砂岩中，含水性及水量受构造裂隙发育程度控制，即受砂岩层中节理裂隙的控制。区域水文地质资料显示，本区变质岩裂隙水枯季地下水迳流模数3~6 L/s·km2，水量中等。区内变质岩裂隙水接受地表水的渗入补给，以及区外地下水侧向补给，以潜流的形式向南运移出场，补给程度与基岩裂隙发育程度关系密切。区内该层地下水通常以向下游径流及泉的形式排泄，或侧渗补给附近河流，其次以蒸发形式消耗。本区变质岩裂隙水垂向上与松散岩类孔隙水有互补关系较为密切。区域水文地质资料显示，本区地下水类型为HCO3-Ca型，pH值6.0~8.2，呈弱酸至碱性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

1.7 人类工程活动对地质环境的影响

在建设项目南侧存在一河岸边坡，局部地段使用石笼网挡土墙防护措施，该边坡为前期修建道路和临时停车场而形成的，该边坡研究区范围内坡宽约120 m，坡高约2.8 m，坡度80°~90°。因此，现状影响地质环境的人类工程活动一般。未来建设项目需进一步进项场地平整，在建设项目北西侧进行开挖工程，开挖宽度约75 m，厚度0~10 m，预计坡度为60°。项目南侧需进行基坑开挖，形成深度1~2 m的基坑壁。预测影响地质环境的人类工程活动较强烈。

1.8 其他地质环境问题

建设项目拟建建筑南部桩基础需开挖基坑，预测可能出现基坑崩塌地质环境问题。建设项目区域南部为填方区域，由于场地中细砂在水平方向和垂直方向分布上存在一定差异，土层厚度不均，预测可能会出现地基不均匀沉降地质环境问题。

1）基坑崩塌

本项目主要拟建建筑施工将形成深度小于2m、坡度90°的桩基础承台基坑，基坑壁主要由粉质粘土构成，预测可能出现基坑崩塌地质环境问题。由于基坑壁填土可能未经压实、不均匀，自身稳定性差，若基坑开挖期间遭遇暴雨，基坑壁遭受暴雨长时间冲刷或基坑内泡水等情况，会使基坑壁土体自重变大，可能引发基坑崩塌。施工时基坑周边不合理堆载也可能导致基坑产生崩塌。建议主体建筑物基础施工基坑开挖过程中要做好支挡、防水措施，并在非雨季、短时间内完成独立基础施工，防止基坑崩塌。

2）地基不均匀沉降

本项目场地已完成平整，堆填有一定厚度的填土，填土压缩性大，承载力低，拟建建（构）筑物若以该层填土为基础持力层，可能会遭受地基不均匀沉降，引发建筑物开裂、倾斜。为防止地基不均匀沉降地质环境问题，建议拟建建筑采用桩基础，置于卵石层之上，并采取压实手段。

2 地质灾害发育现状评估

2.1 地质灾害类型特征

通过野外调查，评估区内目前发现1处自然山体不稳定斜坡和1处复合成因不稳定斜坡（图2）。自然山体不稳定斜坡ZP1位于建设场地北侧，地层岩性为砂岩，产状316°∠56°，岩层以中厚层状结构为主，岩层顶部普遍遭受风化，风化带裂隙较发育，斜坡总体坡向为160°，坡度23°，坡高约96m，坡宽约200m，主要由坡残积粉质粘土和强风化砂岩组成，土层、强风化砂岩厚度3~6.5m，植被茂密；P1现状不稳定斜坡位于建设场地南侧，主要由填土、粉质粘土和强风化砂岩组成，P1边坡在研究区范围内坡宽约120m，坡高约2.8m，坡度80°~90°，局部地段使用石笼网挡土墙防护措施。

图2 地质剖面图

不稳定斜坡发育程度（可能性）分级表

判别指标岩土体类型大中等小 坡高H（m）欠固结堆积土、膨胀岩土、软土>53~5<3 其他堆积土>105~10<5 新近系软质岩体，碎裂或散体结拘岩体>155~15<5 层状软质泥、页、片岩>2010 ~20<10 层状次硬-坚硬的碎屑岩和碳酸盐岩类>3015 ~30<15 块状坚硬岩类>4020~40<20 稳定系数Fs 欠稳定、不稳定状态基本稳定稳定 注1：按“就高不就低”的原则确定，有一项指符合该级别则判定为该级别。注2：可计算Fs的优先按Fs和稳定状态判定，稳定系数和稳定状态根据DZ/T0218确定，膨胀岩土不稳定斜坡DB45/T 1250确定。注3：符合6.8.1 b）中2）、3)、4）、5）款特征的斜坡可按滑坡或崩塌评估。注4：土质边坡粘性土按1∶1坡率，岩质边坡按1∶0.5~1∶0.75坡率，填方边坡按设计坡率考虑；超过上述坡率的则就高一级别评定。

2.2 地质灾害发育现状评估

ZP1自然山体不稳定斜坡位于评估区北部。根据野外调查，目前该斜坡未发现大规模崩塌、滑坡等地质灾害，地形坡度为23°，坡面上植被茂密，无人类工程活动迹象，无裂缝发育，无地表径流流过，岩体未发现拉张裂缝，山坡处土层厚度较薄，不超过3.0 m，也未见地面鼓起等明显变形迹象。根据以上特征，参照表1适用部分，现状不稳定斜坡地质灾害发育程度弱。根据野外调查，评估区未见不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害，未造成人员伤亡和直接经济损失，主要威胁南部村民及建筑物，受不稳定斜坡地质灾害

威胁人数为15~20人，可能直接造成经济损失100~200万元，危害程度中等，危险性中等。

P1不稳定斜坡位于研究区南部。该不稳定斜坡宽120 m、高2.8 m、坡度80°~90°（坡率均＞1∶1），坡体组成为填土、粉质粘土和强风化砂岩。目前，该斜坡局部地段已采取石笼网挡墙进行防护。根据以上特征，参照表1适用部分，P1现状不稳定斜坡地质灾害发育程度中等。根据野外调查，研究区未见不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害，未造成人员伤亡和直接经济损失，主要威胁附近道路及行人，受威胁人数小于5人，可能直接造成经济损失小于100万元，危害程度小，危险性小。

2.3 现状评估结论

综上所述，现状评估认为，研究区现状地质灾害主要有不稳定斜坡，现状地质灾害弱-中等发育，危害程度小-中等，危险性小-中等。

3 地质灾害发育预测评估

根据野外现状调查和地质灾害发育规律及该场地建设特点分析，本次评估选取不稳定斜坡崩塌、滑坡作为评估的主要地质灾害类型。

3.1 工程建设中可能引发或加剧地质灾害预测

3.1.1 自然山体不稳定斜坡发生滑坡、崩塌

评估区内存在ZP1一处自然山体不稳定斜坡，该自然山体不稳定斜坡宽度200m、高度96m、坡度23°，斜坡坡体上部为第四系残坡积粉质粘土，厚1~2.5m，下部为强~中等风化中-细粒砂岩，风化层较厚。预测该自然山体斜坡可能存在的变形破坏模式为坡面第四系残坡积土体沿土岩接触面产生滑坡，且局部较陡地段直接发生崩塌。本项目工程建设位于自然山体不稳定斜坡坡脚。工程建设中挖填扰动、桩基础施工震动、车辆运输震动对ZP1自然山体不稳定斜坡影响较大，可能引发或加剧不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害。参照表1，预测工程建设中可能引发或加剧自然山体不稳定斜坡地质灾害的可能性中等，预计不稳定斜坡崩塌、滑坡规模小于2 000m3。

ZP1自然山体不稳定斜坡发生崩塌、滑坡的诱发因素主要为人为因素，即平整场地挖填扰动，桩基础施工震动，以及车辆运输震动等。首先是平整场地过程中的挖填扰动，WP1挖方边坡的形成可能引发或加剧不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害，其次是就是建设项目东南侧的桩基础施工震动，可能引发或加剧不稳定斜坡发生崩塌、滑坡，最后在过往车辆运输震动，也可能引发或加剧不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害。ZP1自然山体不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害主要危害工程建设中的施工人员、机械设备等，以及山坡坡脚黄洛村民房和居民，受威胁人数20~30人，可能造成的直接经济损失100~300万元，危害程度中等，危险性中等。

3.1.2 现状不稳定斜坡发生滑坡、崩塌

P1不稳定斜坡位于研究区南部，宽度120m、高度2.8m、坡度80°~90°，主要由填土、粉质粘土和强风化砂岩组成，目前局部地段已采用石笼网挡墙进行防护。工程建设位于该不稳定斜坡北侧6 m处，工程建设中挖填扰动、桩基础施工震动、车辆运输震动对P1不稳定斜坡影响较大，可能引发或加剧不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害。根据表1，预测工程建设中可能引发或加剧不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害的可能性中等，规模应以小型为主（体积＜100m3）。P1不稳定斜坡发生崩塌、滑坡诱发因素主要为桩基础施工震动，以及施工车辆运输震动等。P1不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害主要危害工程建设中的施工人员和机械设备等，以及附近道路、路过行人、车辆等，受威胁人数小于10人，可能造成的直接经济损失小于100万元，危害程度小，危险性中等。

3.2 工程建成后可能引发或加剧地质灾害预测

工程建成后不存在引发或加剧不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害。

3.3 建设工程自身可能遭受已存在的地质灾害预测

3.3.1 自然山体不稳定斜坡发生滑坡、崩塌

ZP1自然山体不稳定斜坡宽度200m、高度96m、坡度23°，主要由粉质粘土和强、中风化砂岩组成，顶部风化层厚度2~6m。预测该自然山体斜坡可能存在的变形破坏模式为坡面第四系残坡积土体沿土岩接触面产生滑坡，且局部较陡地段直接发生崩塌。本项目主要拟建建筑位于自然山体不稳定斜坡坡脚，建设工程处于自然山体不稳定斜坡影响范围内。根据表1建设工程自身遭受已存在地质灾害危害可能性预测评估分级，预测建设工程自身遭受区内自然山体不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害危害可能性大。预计自然山体不稳定斜坡发崩塌、滑坡规模小于5000m3。

由于建设工程自身可能遭受已存在的地质灾害贯穿于工程建设开始至建成投入使用后的始终，因此其发生的诱发因素和危害对象在不同阶段（工程建设中和建成投入使用后两个阶段）是不尽相同的。首先，工程建设中，本建设工程自身遭受已存在ZP1自然山体不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害的诱发因素既有人为因素，又有自然因素，人为因素为挖填扰动、桩基础施工震动、车辆运输震动，此阶段危害对象为项目施工人员、机械设备等，受威胁人数小于5人，可能造成的直接经济损失小于100万元，危害程度小。其次，工程建设投入使用后，本建设工程自身遭受已存在ZP1自然山体不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害的诱发因素只有自然因素，外界其他工程建设的人为因素不在此范畴内，自然诱发因素主要为降水和温差变化，此阶段危害对象为建成投入使用后的综合楼及其内部工作人员、参观人员等，受威胁人数20~40人，可能造成的直接经济损失200~400万元，危害程度中等。

因此，建设工程自身可能遭受已存在ZP1自然山体不稳定斜坡地质灾害的可能性大，危害程度中等，危险性大。

3.3.2 现状不稳定斜坡发生滑坡、崩塌

P1不稳定斜坡位于研究区南部，宽度120m、高度2.8m、坡度80°~90°，主要由填土、粉质粘土和强风化砂岩组成，目前局部地段已采用石笼网挡墙进行防护。本项目工程建设南距P1不稳定斜坡约6m。参照表1，预测建设工程自身可能遭受已存在P1不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害的可能性中等，规模以小型为主（体积<100m3）。

由于建设工程自身可能遭受已存在的地质灾害贯穿于工程建设开始至建成投入使用后的始终，因此其发生的诱发因素和危害对象在不同阶段（工程建设中和建成投入使用后两个阶段）是不尽相同的。首先，工程建设中，本建设工程自身遭受已存在P1不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害的诱发因素既有人为因素，又有自然因素，人为因素为桩基础施工震动、车辆运输震动，此阶段危害对象为项目施工人员、机械设备等，受威胁人数小于5人，可能造成的直接经济损失小于100万元，危害程度小。其次，工程建设投入使用后，本建设工程自身遭受已存在P1不稳定斜坡发生崩塌、滑坡地质灾害的诱发因素只有自然因素，外界其他工程建设的人为因素不在此范畴内，自然诱发因素主要为河流侵蚀、降水、温差变化等，此阶段危害对象为建成投入使用后的博物馆及其内部工作人员、参观人员等，受威胁人数小于10人，可能造成的直接经济损失小于100万元，危害程度小。

4 地质灾害防治措施

4.1 已存在地质灾害和隐患的防治措施

研究区范围现状已存在的地质灾害主要为不稳定斜坡。结合地质环境条件对已存在主要地质灾害类型提出以下防治措施。

1）对于ZP1自然山体不稳定斜坡，建议本项目主体建筑施工前由具有相应资质的单位对自然山体不稳定斜坡进行专项勘查、设计、治理，可考虑采用抗滑桩、钢筋混凝土挡墙进行加固拦挡，并做好防水、排水工程措施；此外，工程措施配合生物措施进行防治，可考虑在山脚处种植乔木类植物，如竹子、树木等，以起到生物消能、防护作用，缓解崩塌、滑坡的冲击力；工程施工过程尽量控制、减少施工震动，防止自然山体不稳定斜坡发生崩塌、滑坡；加强对自然山体植被的保护，禁止乱砍乱伐、破坏植被的行为；还需加强监测和巡视工作，防患于未然。

2）对于P1不稳定斜坡，工程施工过程尽量控制、减少施工震动、加载，防止不稳定斜坡发生崩.塌、滑坡；还需加强监测和巡视工作，防患于未然。

4.2 各地质灾害种类的防治措施

预测工程建设中和建设后可能会发生不稳定斜坡崩塌、滑坡地质灾害，对上述各类地质灾害采取以下防治措施。

1）工程建设中尽量减少施工震动，防止震动产生滑坡崩塌。

2）工程建设平整场地对不稳定斜坡边坡进行放坡处理，并在地面主体建筑施工前进行浆砌石挡墙护坡，防止崩塌、滑坡。

3）做好防水、排水工程措施，减少地表水对边坡的冲刷，造成崩塌、滑坡。

4）加强监测和巡视，预防滑坡、崩塌的发生。

5 建议

1）为防止边坡（斜坡）发生滑坡、崩塌地质灾害的发生，需进行专项勘查、设计和治理，选用切实有效的工程、生物和监测防治手段进行防治。

2）为防止基坑崩塌地质环境问题，建议基坑开挖应进行基坑支护设计，并严格按照设计施工，并做好基坑防排水工作，减少不合理堆载。

3）为防止地基不均匀沉降地质环境问题，建议对填土进行夯实，增强其稳固性和承载力，且主体建筑需采用桩基础，基础置于稳定岩层之上。

[1] 地质部广西壮族自治区地质局. 1:20万桂林幅区域地质测量报告书[R]，1969.

[2] GB50007-2011，建筑地基基础设计规范[S].

[3] DB45/T396-2007，广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程[S].

[4] 常士骠，张苏民.工程地质手册[K]. 北京：中国建筑工业出版社，2006.

[5] 广西水文地质工程地质队. 1:20万桂林幅区域水文地质普查报告[R]，1983.

[6] DB45/T1625-2017. 广西建设项目地质灾害危险性评估规程[S].

[7] 广西地质学会.广西建设项目地质灾害危险性评估规程培训班培训材料汇编[G]，2017.

[8] GB/T 32864-2016.滑坡防治工程勘查规范[S].

[9] DZ/T 0219-2006.滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[10] DZ/T 0221-2006. 崩塌、滑坡、泥石流监测规范[S].

Characteristics and Control Measures in Geohazard of National Culture Park in the Changfa Museum

WAN Lei1,2

(1-Hunan Hongyu Engineering Group Co. , Ltd., Changsha 410000; 2-School of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006)

Field investigation indicates that an unstable slope is developed around the National the Culture Parka of the Changfa Museum. The status of the unstable slope is assessed and the influence of unstable slope on engineering construction is predicted. Control measures of the slope release and masonry retaining wall revetment for the unstable slope is put forward.

field investigation; geohazard; unstable slope; non-uniform settlement

2019-09-25

万磊（1996-），男，湖南益阳人，在读研究生，研究方向：构造地质学

[P66]

A

1006-0995（2020）04-0662-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.04.029