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南宁市区工程建设地质灾害危险性评估技术要点分析

2024-04-23唐忠凤周富华

西部资源 2024年1期
关键词:邕江南宁市危险性

唐忠凤 周富华

[摘要]南宁市位于祖国南疆,地处邕江河谷阶地盆地及边缘丘陵区。地形起伏,特殊性岩土和不良地质分布,高温多雨,城乡建设开发强度大,地质条件较复杂,属于地质灾害易发区。曾因地质灾害造成人民生命财产较大损失,严重破坏市政基础设施。本文通过分析南宁市区地质环境条件、地质灾害发育特征和国土空间开发工程活动特点,系统总结工程建设和规划地质灾害危险性评估和防治关键技术,对强化地质灾害源头治理、推进城市安全发展有指导性。

[关键词]南宁市区;地质灾害危险性评估;技术要点

南宁市城区属于邕江河谷阶地为中心的盆地及边缘丘陵地貌,近20年来,先后发生了南宁国际会展中心、青秀山、凤岭片区等较大规模崩塌、滑坡等地质灾害。随城乡工程建设快速发展,城区形成琅东—三塘—五塘滑坡、崩塌高易发区,五象新区滑坡、崩塌、不稳定斜坡中易发区,金湖广场—石埠—江西镇崩塌、滑坡低易发区,本文通过分析南宁市区地质环境条件、地质灾害发育特征,结合建设工程活动特点,系统总结工程建设和规划地质灾害危险性评估、防治措施关键技术要点,为完善地质灾害双重预防体系,强化源头治理,保障城市安全发展。

1 南宁市区地质环境条件

1.1 区域地质背景

南宁市地处南华准地台右江再生地槽西大明山隆起带,经历了加里东期地槽、华力西期地台和燕山—喜山期断陷盆地阶段构造运动,区内褶皱、断裂比较发育,区域性深大断裂有凭祥—南宁断裂、右江活动断裂,南丹昆仑关活动断裂,地震动峰值加速度0.10g,地震反应谱特征周期为0.35s,地震基本烈度Ⅶ度,区域地壳次不稳定,区域地质构造较复杂。

1.2 气象、水文

南宁市属亚热带季风气候区,夏季炎热多雨,多年平均气温21.9℃,最高气温40.4℃,最低气温-2.1℃,多年平均湿度77.7%,平均风速1.6m/s。平均降雨量1299.1 mm,多年平均降雨天数139.9天,日平均降雨量3.56 mm,历年最大日降雨量229.9 mm。每年4~10月降雨量占全年83.4%,11月至翌年3月为枯水期,降雨占全年的16.6%,雨季是地质灾害高发季节。

南宁市水系属珠江流域西江水系,流经市区河流有邕江,全长133.8km,流域面积6127 km2,多年平均流量1550 m3/s,最大流速2.8 m/s,河宽270~300 m,水深15~20 m。邕宁梯级建成后,正常蓄水位67.0m,设防水位69.40 m,警戒水位73.00 m,紧急水位74.90 m。南湖、相思湖是城区较大的地表水体,其中南湖水域面积101.8 hm2,平均水深1.6m,相思湖水域面积280 hm2,湖水向邕江排泄。

1.3 地形地貌

南宁市区以邕江河谷为中心盆地形态,主要有河流阶地和丘陵,河流阶地主要分布南宁市旧主城区、在邕江及其支流沿岸,邕江北岸、南岸江南区,高程一般65~85 m,阶地高出正常水位10~20 m,地形总体比较平坦。丘陵主要分布南宁市区东部、南部丘陵,其中以快速环路(竹溪路—厢竹路)以东凤岭新区为典型,以低矮丘陵为主,高程一般80~150 m,坡度10°~25°,最大可达35°,多以侵蚀、剥蚀、垄状丘陵形态,起伏较大。

1.4 地层岩性与特征

河流阶地地貌土层多为二元结构冲积层,上部为粘性土,厚约8~16 m;下部为砂砾石层,厚5~15 m,砾石成分多为石英、硅质岩。岩层以古近系中厚厚层状泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩夹少量钙质泥岩,夹褐煤。丘陵地貌区土层以残坡积黏土、粉质黏土为主,下伏古近系中—厚層状砂岩、石英砂岩夹粉砂质泥岩,顶部有一层含钙质褐铁矿砂质泥岩、夹褐煤。古近系岩层属于湖相半成岩极软质岩,粘土和泥岩多具有中等—强胀缩性,孕育不稳定斜坡、地裂地质灾害,岩土体工程地质性质总体较差。

1.5 地质构造与地震

主要构造有南宁向斜、西乡塘—韦村正断层、平垌正断层、屯里正断层、凤岭正断层等,岩土体比较破碎、软弱夹层较多,容易引起边坡、地基失稳。

南宁市属桂西弱震地震构造区,地震频率不高,强度不大,有记录以来最大震级为5.5级,近几年陆续有3.2级地震发生。根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2016),南宁市抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度值为0.10 g。

1.6 水文地质

南宁市区地下水类型有松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙裂隙水,松散岩类孔隙水含水岩组粘土、粉质粘土、砂土层,底部为砾石层或粘土砾石层,含水层厚1~20 m,单井涌水量100~5000 m3 /d,水量贫乏丰富,水位埋深一般小于15 m。其中水量丰富地区主要分布于邕江低级阶地,与邕江或周边地表水体存在水力联系。碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组为半成岩泥岩、砂岩、粉砂岩、石英砂岩,含水层数多而薄,单层厚度0.1~5 m。大气降雨是其主要补给来源,地下水一般顺着砂岩、粉砂岩层径流,在沟谷、断层切割或岩性变化较大部位形成泉水排泄,泉水枯季流量一般小于0.1 L/s,水量贫乏。地下水作用主要引发管涌、基坑坍塌和周边地面沉降。

1.7 人类工程活动特征

人类工程活动对南宁市区地质灾害的影响较大,早期发生的较大地质灾害多与人类工程活动密切相关,如采空塌陷、城市建设等。早期煤矿开采活动,南宁城区煤矿开采留下多处采空区。邕江河谷阶地,城市建设和旧城改造中可能诱发地质灾害的工程活动主要以基坑开挖、排水为主,容易产生崩塌、地面塌陷。丘陵区场地平整,形成不稳定斜坡,容易引发边坡崩塌、滑坡地质灾害。胀缩性岩土体暴露于自然环境,受干湿循环效应,发生地裂缝。

2南宁市区地质灾害发育特征

市区河流阶地地形简单,起伏小,属于基坑崩塌、地面塌陷、岸坡崩塌易发区。东侧、南侧属于丘陵,地形起伏较大,区内现状典型地质灾害点有南广、柳南铁路线K216+470~K216+600滑坡,云景路东景花园滑坡,仙葫“海茵国际花城”住宅小区滑坡等,属于崩塌、滑坡、地裂缝。总体分析,南宁市区主要发育地质灾害类型为崩塌、滑坡、不稳定斜坡、地裂缝和采空塌陷。

2.1 崩塌

主要分布在河流高阶和丘陵地貌区,崩塌的平面形态不规则,剖面形态有凹型、凸型,阶梯型,主要是工程建设切坡形成较陡的临空面,在不利结构面或降雨下发生崩塌,一般具有突发性、速度快,规模50~200 m3,小型规模,空间上主要分布于青秀区快环以东、邕宁区、江南区等。

2.2 滑坡

主要发育于南宁市区东部、北部丘陵地貌区,坡度一般在15°~30°,多发生于第四系土体与下伏基岩接触面。滑坡平面形态有半圆形、舌形、不规则状,滑坡的剖面形态有直线型、凹型、凸型。主要形成原因为工程建设切坡、不合理弃土,破坏山体自然平衡,防护措施不当。膨胀性岩土受干湿循环碎裂、软化,发生浅层、牵引型、循环性滑塌,规模小—中型。具有明显的拉张裂缝、滑坡周界、地面沉陷或隆起、树木歪斜或倾倒等,危害程度较大。如凤岭北片区现状分布多个弃土滑坡现状灾害点,严重威胁周边设施安全。

2.3 不稳定斜坡

主要发育于南宁市区东南部、北部丘陵地貌区,岩土体工程地质性质较差,工程建设在自然斜坡下切上载,破坏了原始斜坡地形和平衡状态,坡体在变形破坏过程中伴随着开裂,形成不稳定斜坡,相对高差13~50 m,遇到强降雨会演变为突发性崩塌、滑坡,危害程度一般较大。

2.4 地裂缝

市区内岩土大多数具有中等~强胀缩性,干湿循环,形成使地表形成地裂缝,裂缝宽度1~10cm,深2.0~3.0m,长度3.0~20.0m不等,形状为折线状及不规则状,具有随气候条件张开或闭合、集中出现。在裸露岩土体中分布普遍,向阳逆坡多于背阳侧。良好植被条件,因表层土体含水量稳定,裂缝较少,地势高裂缝较明显。主要引起浅基础建(构)筑物地基变形、开裂和破坏,边坡浅层坍塌等。

2.5 采空塌陷

目前,南宁市区已经停止采矿活动,但是早年煤矿开采废弃留下的有北湖、沙井、二塘、那屯、里罗等煤矿采空区,面积约2042×104 m2,这些采空区生产规模较小,采用巷道采掘,每层厚度0.3~2.0m,开采深度超过80~100 m,采深采厚比较大,停采超过20年,自然状态下沉降已经趋于稳定,一般不会产生新的沉降。但对地基沉降要求较高的建筑物需进行专项评估与处治。另外,对于一些无规律开采的民窑,一般进行浅井开采,深度20~30 m,留下废民窑,无规律、随意性大、埋藏浅,容易影响建筑物地基稳定,这类场地需详细勘察评估其危险性。

3 南宁市区建设工程地质灾害危险性评估技术要点

南宁市区开展工程建设和规划地质灾害危险性评估类型有崩塌、滑坡、不稳定斜坡、地裂缝、采空塌陷。工作内容包括现状评估、预测评估、综合评估和提出防治措施建议等。

3.1 评估技术依据

评估工作的主要依据国家、地方技术标准,其中《地质灾害危险性评估规范>(GB/T 40112-2021)、《地质灾害危险性评估规程》(DB45/T1625-2017)等规定地环条件与各地质灾害类型调查、评估和提交成果内容、方法和要点。《广西岩士工程勘察规范》(DBJ-T45-066-2018)规定主要地层岩性判定、特殊性岩土、不良地质、边坡T程勘察勘察、分析评价,《膨胀土地区建筑技术规程》(DB45/T 396-2022)规定膨胀性岩土分布区工程建设与运维灾害机理分析及防治技术,可作为分析评估地质灾害类型形成机理、影响范围及危险性大小主要技术依据。

3.2 評估基础资料

地质灾害危险性评估属于涉及安全的强制性评估,可在建设项目申请报告核准或者可行性研究报告阶段或批复之后、开-建设之前完成评估。主要搜集基础资料包括区域地质,地质灾害调查与区划报告,工程建设项目建设方案和相关勘察资料,开展工程分析和确定项目重要性、评估级别、评估地质灾害类型。

3.3 评估范围的确定

(1)评估区范围的确定

南宁市区邕江Ⅰ-Ⅲ级阶地,地形相对平坦,基坑工程不允许突破用地红线,以建设用地范围作为评估范围,可以满足规范对评估区范围的规定。Ⅳ级以上阶地及丘陵地貌,地形比较复杂,潜在的不稳定斜坡、崩塌、滑坡、地裂影响范围可能会超出项目用地范围,一般按照第一斜坡带或者坡外2倍坡高及可能受影响的重要设施确定评估范围。南宁市区地裂缝一般属于膨胀性岩土受干湿循环所致,评估范围可根据其纵向延伸与横向错动影响边界进行确定。采空塌陷分布区的目前地表变形、地裂缝及地下水位等趋于稳定,按照采空区分布范围确定即可。

(2)调查区范围的确定

调查区范围在评估区范围上适当外扩,外扩距离应根据各类地质灾害活动特征、周边设施基础类型、埋置深度以及评估区与地质灾害相对位置关系综合确定。如膨胀性岩土评估区,考虑不稳定性斜坡产生崩塌、滑坡具有牵引性、浅层性和顺层性,并引发地裂缝扩展,调查范围需要外扩至考虑其上下方浅基础建(构)筑物。

3.4 地质灾害危险性现状评估

在地质灾害调查基础上,根据地质灾害体类型、发育程度、诱发因素和危害程度,结合地质环境条件评估现状危险性。

(1)危害程度评估

各类地质灾害体应需绘制典型地质剖面图和标注影响范围内的建筑(构)物分布,根据已经造成的灾情或可能存在的险情大小进行确定危害程度,在险情中需要考虑灾害体规模、影响范围以及可能对周边重要设施造成的损失程度。

(2)发育程度评估

a.滑坡

可通过采用计算稳定系数大小确定,在尚无开展详细勘察确定滑坡机理与岩土参数状况下,一般通过定性分析,根据滑坡地形条件、岩土结构和前缘、滑体坡度与坡面裂缝、后缘变形所处弱变形、强变形、滑动阶段综合判定。

b.崩塌

一般采用定性评估方法,根据崩塌体裂隙发育数量、分布规律和发展趋势,参考周边同类崩塌数量和发生频率,宏观判定。

c.不稳定斜坡

冲积土、残坡积土、人工堆积土、全风化岩等土质不稳定斜坡根据边坡坡度、高度和流土、掉块,坡面变形状况宏观判定其发育程度。泥岩、页岩、泥质砂岩不稳定斜坡根据边坡坡度、高度、岩体风化程度、岩层面与坡向关系,坡面流土、掉块及变形状况判定其发育程度。

d.地裂缝

根据地表开裂显现程度,结合膨胀性岩土缓坡、陡坎等微地貌、已有建筑物和道路的变形破坏迹象、平均年活动速度等判定其发育程度。

e.采空塌陷

南宁市采空塌陷区停采超过20年,地表已基本趋于稳定,主要根据地表建设工程开裂状况判定其发育程度。

3.5 地质灾害危险性预测评估

(1)工程建設中、建成后引发地质灾害危险性评估

a.根据各类地质灾害体影响范围与工程建设位置关系(内、临近、外)判定其引发地质灾害可能性大小,参考现状评估技术确定发育程度、危害程度,综合判定危险性等级;

b.建成后引发地质灾害可能性、发育程度和危害程度,需结合工程建设已经采取的处置措施合理性进行判定。

(2)建设-程遭受地质灾害危险性评估

a.根据各类地质灾害体影响范围与建设工程位置关系(内、临近、外)判定其地质灾害可能性大小,参考现状评估确定发育程度、危害程度,综合判定危险性等级;

b.承灾对象为建设工程全寿命期内的人员及财产。

3.6 地质灾害危险性综合评估与防治措施

根据现状和预测评估各类型地质灾害危险性大小和影响范围,按照“区内相似,区际相异”的原则进行分区,划分为危险性大、中和小区,相应将建设用地划分为适宜性差、基本适宜和适宜区,编制综合分区评估图。

防治措施包括现状、预测地质灾害防治措施,结合建设项目特点、地质环境条件和危险性大小,在分析建设方案所提出防治措施可行性基础上提出。在南宁市区各类工程建设中滑坡、不稳定斜坡一般采用卸载、抗滑支挡、坡面防排水、压实填土等。地裂缝、采空塌陷一般采用夯填、注浆或浅层换填等防治措施,对危险性较大的地质灾害,需进行监测预警。

4 结论

(1)通过分析南宁市区地质环境条件特征,主要评估地质灾害有崩塌、滑坡、不稳定斜坡、地裂缝和采空塌陷。

(2)评估范围:邕江Ⅰ-Ⅲ级阶地,一般是建设用地范围;Ⅳ级以上阶地及丘陵地貌,宜按照第一斜坡带或者2倍不稳定斜坡坡高、滑坡坡高及可能受影响的重要设施范围;地裂缝、采空塌陷可按照其分布范围确定。

(3)现状地质灾害危害程度根据各类型现状地质灾害体已经造成的灾情或可能对周边重要设施造成的险情大小进行分析确定。预测地质灾害危害程度根据各类地质灾害体影响范围与建设工程位置关系判定其地质灾害可能性大小和危害程度。

(4)各类地质灾害发育程度一般通过定性分析,根据其地质条件、变形破坏特征、岩体风化程度及建设工程裂缝等综合判定。

(5)建设工程遭受地质灾害承灾对象包括建设工程全寿命期内的人员及财产。

(6)综合分区评估主要基于现状、预测评估各类型地质灾害危险性大小和影响范围确定。

(7)结合建设项目的特点、地质环境条件和危险性大小,提出针对性防治措施,特别需要考虑膨胀性岩土的特性,如防水保墒、支挡结构基础穿越大气影响层等。

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