义马化工厂建设场地地质灾害危险性评估

黄超杰，杨 杰

1.中国地震局地球物理勘探中心，河南郑州 450002

2.华北水利水电学院，河南郑州 450011

0 引言

根据《地质灾害防治条例》及国土资发[2004]69号文件精神，为减少或避免地质灾害给人民生命财产造成的损失，本文义马化工厂为例，分析了评估区的地质环境条件和地质灾害特征，对其进行地质灾害危险性评估及建设场地适宜性评价，并提出相应的防治措施及建议。

1 工程概况与评估级别

该工程位于河南省义马市，为2×4.5万吨/年1，4丁二醇工程。主要包括甲醛装置、乙炔站、PSA制氢装置、丁二醇装置、公用工程和辅助生产设施等。其中，甲醛装置主要为甲醛框架；乙炔站主要由破碎及斗式提升输送、碎电石料仓及输送、乙炔发生、气柜和压滤及澄清等组成；PSA制氢装置主要为PSA制氢厂房；丁二醇装置主要由丁二醇装置、901、902、903、904单元等组成；公用工程主要由酸碱站、冷冻及压缩联合装置及低压配电室等组成；辅助生产设施主要由甲醛原料及成品罐区、丁二醇中间罐区及成品罐区组成。评估总面积为0.12km2。

该工程为重要建设项目，地质环境条件复杂程度中等。依据《地质灾害危险性评估技术要求》（试行）第5.8条“地质灾害危险性评估分级表”中的规定，本次地质灾害危险性评估为一级评估。

2 地质环境条件

2.1 气象、水文

评估区属北温带大陆性季风气候区。据有关气象资料，评估区历年平均气温12.4℃，平均月最高气温为25.5℃，最低气温为-2.1℃，绝对最高气温为41.8℃，最低气温-18.5℃。年平均降水量为666.9mm，年差极大，最多年份为1 013.6mm，最少年份为456.1mm。最长连续降水日为79天，一次连续最大降水量为214.5mm；日最大降雨量138.1mm； 7、8、9三个月的降雨量占全年降雨量的57.7%。多年平均蒸发量为1 949.9mm，属半干旱区。全年无霜期216天；冰冻期最大冻土厚度34cm。多年平均风速3.3m/s，瞬时极大风速为20m/s。

评估区及邻区河流属黄河水系。涧河平时水量很小，在评估区以南约5km通过。石河为涧河一级支流，为季节性山区河流，在评估区以东约0.5km通过。

2.2 地形地貌

评估区属山前坡洪积斜地地貌。浅层堆积物主要为第四系黄土状粉质粘土、粉质粘土和卵石层等。调查时场地已整平，高程474m～475m。原始地势中西部较高，高程475m～479m；南部和东部较低，南部高程469m～470m，东部高程471m～472m。地貌类型单一，地形简单。

2.3 地质构造与区域地壳稳定性

评估区位于豫皖断块的西部，据有关地质资料，场区内无活动断裂通过，地质构造简单。

根据《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）附录A，义马市抗震设防烈度为6度。区域地壳稳定性属于稳定区。

2.4 地层岩性

依据工程地质勘察和有关地质资料，评估区被第四纪沉积物覆盖，岩性岩相不稳定。地层从老至新概述如下：

1）侏罗系（J）：下统义马组（J1y）岩性下部为灰色粉砂岩夹中细粒石英砂岩和厚煤层，上部主要为灰黑色粘土岩夹粉砂岩和薄煤层，底部多为砂砾岩层，厚26.1m～136m。中统马凹组（J2m）下段为灰黄、灰绿、灰白色砂质粘土岩及粘土岩，夹砂及砾岩，底部为厚层状砾岩；上段为砖红色砂质粘土岩夹灰绿、灰黄色砂质粘土岩及砾岩，厚190.9m；

2）新近系上新统潞王坟组（N21）：分布于义马西北、西南、东南等处。岩性主要为灰白色泥灰岩与灰色砾岩、砂砾岩、砂岩互层，厚7m～70m；

3）第四系中更新统（Q2）分布于涧河北岸，主要为棕黄色亚砂土、棕红色粘土、亚粘土、灰黄色砂层、砂砾石层。厚10m～40m ；

4）第四系上更新统冲洪积层（Q3a1-pl）：为浅褐红黄色、浅褐黄色粉质粘土局部分布， 厚度0.60m～3.00m，平均厚度为1.89m；杂色卵石层卵石粒径4cm～20cm，含量约占60%～80%，卵石骨架间充填粉质粘土及少量砂和小砾石，全场地分布，厚度10m～20m ；

5）第四系全新统（Q4）：分人工填土层（Q4ml）、坡洪积层（Q4d1-pl）。其中人工填土层（Q4ml）主要分布在场地东部和南部，以黄褐色、暗褐色粉质粘土为主，均匀性较差。坡洪积层（Q4d1-pl）：为黄褐色、浅黄褐色黄土状粉质黏土和杂色卵石（含泥）层，卵石岩性以石英岩、石英砂岩及火成岩为主。评估区地表为该套地层，厚度为10m。

2.5 工程水文地质条件

评估区土体岩性不稳定，地基土承载力不高，局部为填土地基或湿陷性黄土地基，工程地质条件较差。主要工程地质问题是地基稳定性及围墙边坡和基坑边坡稳定性。

根据地下水介质特征和埋藏赋存条件，评估区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，赋存于第四系黄土状土和黏性土中，地下水位埋深一般大于30m，富水性差。据岩土工程勘察资料，评估区20m深度内未见地下水。工程建设水文地质条件良好。

2.6 人类工程活动对地质环境的影响

经调查询证，评估区附近无采矿活动，评估区不受采矿活动影响。人类工程活动主要是将原始地表进行整平，评估区内破坏地质环境的人类工程活动一般。

3 地质灾害危险性现状评估

根据《地质灾害危险性评估技术要求（试行）》规定，结合该工程建设特点，增加地面不均匀沉陷和黄土湿陷灾种的评估。通过调查，评估区内现状条件下，未发现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害。现状条件下，评估区地质灾害危险性小。

4 地质灾害危险性预测评估

4.1 工程建设引发、遭受崩塌灾害危险性的预测

该工程场地平整时，东部和南部填土厚度达5m～6m，最厚处6.8m，在东部和南部围墙处形成高约6m的人工填土边坡，稳定性较差，围墙周围和围墙外易遭受崩塌危害。场地大部分表层土为填土，土质疏松，稳定性较差，开挖埋深为2.5m基坑可能引发崩塌。因基坑边坡高度较小，可认为工程建设引发、遭受崩塌灾害危险性为小。

4.2 工程建设引发、遭受地面不均匀沉陷灾害危险性的预测

该工程建构筑物平面面积较大，对地基沉降较敏感。工程场地大部分为填土地基，浅层地基土均匀性较差，地基持力层承载力低。当填土地基质量不高或均匀性差时，建构筑物可能遭受地面不均匀沉陷灾害。在评估区填土厚度2m以内的中西部地带，工程建设引发、遭受地面不均匀沉陷灾害危险性小；而在填土厚达6.8m的其他地带，工程建设引发、遭受地面不均匀沉陷灾害危险性中等。

4.3 工程建设引发、遭受黄土湿陷灾害危险性的预测

据岩土工程勘察资料及《湿陷性黄土地区建筑规范GB50025-2004》，该场地地基湿陷等级为I级（轻微）。在工程上易于处理，工程建设引发、遭受黄土湿陷灾害危险性小。

4.4 工程建设引发、遭受地裂缝灾害危险性的预测

评估区被第四系松散堆积物覆盖，填土面积及厚度较大，地基持力层承载力低，另外具有湿陷性，因此工程建设本身可能遭受地裂缝灾害，其危险性小。

5 地质灾害危险性综合分区评估和建设场地适宜性评价

综合分区评估认为，评估区主要地质灾害类型为崩塌、地面不均匀沉陷、地裂缝、黄土湿陷等，可将评估区划分为地质灾害危险性小区和中等区。

地质灾害危险性小区（I区）：位于评估区中西部地带，现状条件下尚未发现地质灾害。区内填土厚度较薄，工程建设将引发或遭受崩塌、地裂缝、地面不均匀沉陷、黄土湿陷等地质灾害。综合分区评估认为该区为地质灾害危险性小区，建设场地适宜该工程建设。但应针对工程建设引发或遭受的地质灾害采取必要的防治措施。

地质灾害危险性中等区（II区）: 位于评估区除了中西部地带以外的其他地带，现状条件下尚未发现地质灾害。区内填土厚度较厚，工程建设将引发或遭受崩塌、地裂缝、黄土湿陷等地质灾害，灾害危险性小；可能遭受地面不均匀沉陷灾害危险性中等。该区综合分区评估为地质灾害危险性中等。建设场地基本适宜该工程建设。应采取工程措施和监测预警措施进行防治。

6 结论与建议

6.1 结论

1）厂址区工程现状条件下，未发现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害。现状条件下，评估区地质灾害危险性小；

2）预测评估认为，该化工厂工程引发崩塌、地面不均匀沉陷灾害危险性小。工程建设本身可能遭受崩塌、地裂缝、黄土湿陷灾害危险性小。工程建设本身在中西部地带可能遭受地面不均匀沉陷灾害危险性小，在其他地带可能遭受地面不均匀沉陷灾害危险性中等；

3）综合分区评估认为，评估区主要地质灾害类型为崩塌、地面不均匀沉陷、地裂缝、黄土湿陷等。在中西部地带综合分区评估为地质灾害危险性小区，建设场地适宜该工程建设；在其他地带综合分区评估为地质灾害危险性中等区，建设场地基本适宜该工程建设。

6.2 防治措施建议

针对评估区内地质环境条件和地质灾害种类及危险性提出相应的防治措施建议。

6.2.1 崩塌的防治措施建议

基坑和填土边坡工程严格按规范进行设计、施工、监理，从各方面规范人类的工程活动。

1）基坑边坡可采用放坡等工程措施防治；

2）填土边坡工程可采用挡土墙等工程措施防治；

3）作好基坑、地面排水工作；

4）加强边坡监测预警工作。

6.2.2 地裂缝、地面不均匀沉陷的防治措施建议

严格地基施工，场地所有填土要分层碾压夯实，确保填土质量。对建构筑物地基进行地基处理或采用桩基等适宜的基础类型，加强结构措施，并开展变形监测工作。

6.2.3 黄土湿陷的防治措施建议

按现行有关规范严格进行勘察（查）、设计、施工、监理。可选用垫层法（换填法）、（灰土）挤密法、桩基础法等地基处理措施、结构措施和相应防水措施。

总之，地质灾害防治应遵循“预防为主，避让与治理相结合”的原则。业主在施工和运营过程中应树立长期地质灾害防范意识，加强监测，防止地质灾害的发生。

[1]河南省地质局地科所.河南省构造体系图及其说明书（1:500000），1980.

[2]河南省地质环境监测院.河南省义马市地质灾害调查与区划报告[R]，2007.

[3]贺为民.黄土地区灰渣库地质灾害危险性评估[J].防灾科技学院学报，2007.

[4]地质灾害防治条例释义编委会.地质灾害防治条例释义[M].北京：中国大地出版社，2004.

[5]中华人民共和国国土资源部(国土资发[2004]69号文件).国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知，2004-03-25.

[6]中华人民共和国国家标准编写组.建筑抗震设计规范(GB5001-2001)[S].中国建筑工业出版社，2001.

[7]河南省洛阳豫西水文地质工程地质勘察公司.开祥化工BDO一期项目岩土工程勘察报告[R]，2010.