山地城市环境地质问题及其防治建议分析——以重庆都市经济圈为例

温金梅，敬正凯，李德海，吴 涛

(重庆市地勘局208水文地质工程地质队，重庆 400700)



山地城市环境地质问题及其防治建议分析
——以重庆都市经济圈为例

温金梅，敬正凯，李德海，吴 涛

(重庆市地勘局208水文地质工程地质队，重庆 400700)

重庆是一座典型的山地城市，具独特且复杂的地形地质条件。特别是重庆市直辖以来，人类工程活动迅速发展，环境地质问题日益凸显，经调查研究后发现区内主要环境地质问题可分为采矿、隧道、斜坡稳定性及地下水污染等几大方面，现已严重影响当地居民的生产生活。对这些主要环境地质问题进行分析评价，并在地质理论与实际问题相结合的基础上提出防治建议。

都市经济圈；工程活动；环境地质；防治建议

重庆都市经济圈涵盖了渝中区、大渡口区、江北区、南岸区、沙坪坝区、九龙坡区、北碚区、渝北区、巴南区主城九区，本文以重庆市都市经济圈为研究范围，经过对区内各大地下地面矿山工程、隧道、典型失稳斜坡及地下水水质等进行详细调查结果表明，这些人类工程活动引起了诸多环境地质问题，主要表现为地面塌陷及塌陷裂缝、水资源漏失、构建筑物破坏、固体废弃物污染占地、隧道突水、人工边坡失稳致灾、地下水污染等。

工作区位于四川盆地东部，大面积出露侏罗系、三叠系，零星可见第四系、二叠系、志留系和奥陶系地层，构造单元主要为川中前陆盆地之华蓥山帚状穹褶束，主要构造形迹有合川向斜、蒲吕场向斜、沥鼻峡背斜、璧山向斜、温塘峡背斜、北碚向斜、观音峡背斜、石龙峡背斜、金鳌寺向斜、悦来场向斜、龙王洞背斜、重庆—沙坪向斜、南温泉背斜、大盛场向斜、铜罗峡背斜、明月峡背斜、洛碛向斜、莲石向斜、桃子荡背斜、丰盛场背斜等。背斜轴部有断层发育。区内岩体主要划分为碳酸盐岩、碎屑岩及松散岩三大类[1]，其中碎屑岩类分为坚硬的块状砂岩岩组(K1j、T3xj/T3e)、软质—坚硬的层状泥岩夹砂岩岩组(J3p、J2s、J1zlq、J1zlz)、软质—坚硬的薄层状泥页岩夹灰岩岩组(J1zld、J1zlda)、软质的厚层状泥岩岩组(J1zlm、J3s)、软质的薄层状泥页岩岩组(J2x、T1f2、T1f4)5类，碳酸盐类分为坚硬的弱岩溶化岩组(T2l、T1d、T1f1、T1f3)、坚硬的中强岩溶化岩组(T1j1+2+3、P3c、P2q、P2m、O2-3b、O1h)和软质—坚硬的层状碎屑岩夹碳酸盐岩(O1m、S1l、S1xh、S2h、P2l、P3l)3类。碳酸盐岩多出露于中、低山区，以侵蚀和溶蚀为主，松散岩类分布于沿江河谷地及部分平坝地区，其余为碎屑岩广泛分布区。

1 环境地质问题分析

1.1 采矿工程地质问题

据调查，除了分散分布的开采砂岩及页岩矿的地面矿山之外，观音峡背斜和丰盛场背斜的地下煤矿开采活动尤为强烈。据统计，区内开采三叠系须家河组和二叠系龙潭组中的煤层，现已形成了近50 km2的采空区，引发的矿山地质环境问题主要为地面塌陷、水资源漏失、采矿损毁地面建筑物、采矿固体废弃物污染及占压土地、边坡失稳等几大类。

1)地面塌陷

区内共有近300处塌陷，多数位于观音峡背斜轴部，目前均处于基本稳定和欠稳定状态，其分布特征有以下几点：多数塌陷沿岩溶强烈发育的地段分布，具集中分布的特点，分布在地下水位迅速下降、井泉干枯及流量减少的地带，多为覆盖层塌陷，塌陷坑土体厚度一般为3～8 m。其危害主要表现在：农田损毁、地表水资源漏失、建筑物受损、威胁采矿安全、影响当地居民生产生活。

2)水资源漏失

据调查统计，水资源漏失的类型主要为泉井点漏失、山平塘、水库干枯和无法储水，漏失点上千处。受采矿活动影响，地下水位下降，含水层严重破坏，以至破坏部分原生地表水。如区内中梁山上地表水和地下水受到严重破坏，已有泉井水点干涸，大面积水田、池塘和水库变为旱地，耕地无水浇灌，形成大面积荒地。

3)建筑物破坏

区内采矿造成了千万户房屋受损，且地面变形仍处持续变形中，预测将在相当长一段时间内加剧受损，其稳定性较差。

4)采矿固体废弃物污染及占压土地

区内大小煤矿多达百余处，造成矸石山百余处，矸石山内有害物质造成地表水和地下水的污染，同时造成地表土壤的污染，除此之外，还将占压土地资源破坏生态景观。

5)人工边坡失稳

区内采石场主要集中在背斜轴部及两翼，主要采三叠系嘉陵江组的灰岩和侏罗系砂砂和泥页岩。由于规模小，采石场多，未得到合理开发和管理，采矿遗留的高边坡及超高边坡，大部分未治理，易造成岩石崩塌、掉块破坏等。

1.2 隧道工程地质问题

重庆主城区穿山隧道多达上百条，据调查，区内隧道本身稳定性较好，未出现变形破坏现象。施工过程中出现突水的现象的多发生在越岭地区或者深入山腹的隧道，为背斜轴部的碳酸盐岩地区，其岩溶水丰富，溶蚀洞隙发育，常给施工带来困难。除此之外，隧道的施工也对周边地区的水资源造成影响，如穿越观音峡背斜的15条隧道水总排泄量最大达500 L/s以上，轨道一号线隧道排水量最大，为49.4 L/s。一般情况雨后水量增大，一般增大2～5倍，并略有浑浊。

1.3 斜坡稳定性问题

目前，区内滑坡、崩塌等地质灾害频发，其中滑坡占90%以上，尤其在顺向斜坡中多发，已造成较严重的后果和较大的经济损失。不同岩相类型的斜坡，有着不同的滑坡发育规律，其成灾的形成机制主要受斜坡软弱层带和斜坡结构类型控制；降雨、河流侵蚀和人类工程活动等各种外界因素在成灾过程中起了不可忽视的诱发作用。

1.4 地下水污染

据采取的285件水质评价结果表明，区内地下水水质总体良好，但局部地段地下水遭到污染，主要位于农田和人口相对密集处，超标指标为亚硝酸盐氮的较多，主要因生活污水中含氮有机物及生活污水的排放及农作物生长过程中氮肥的使用，污染途径主要是通过大气降水后、农业灌溉用水的淋滤，农田中施用的化肥、农药、生活废水等以周期性进入地下含水层，使地下水部分含量超标，造成地下水污染。另外，红层浅机井钻孔水浑浊度、总大肠菌群、菌落总数、铁锰超标现象常见，这主要是浅部地下水含有细菌、微生物等，与周边居民生活废水排放有关。区内被严重污染的地下水系统有重庆南山老龙洞地下河，硫酸盐、硝酸盐氮含量严重超标，磷酸盐含量逐年增加，据分析主要因岩溶区内人口密集、工厂众多，农田耕作时过量使用的化肥农药，生产生活垃圾随意丢弃于落水洞中，工业污水、废水未经处理即排泄于漏斗中，使其污染物质经地表径流携带或雨水冲洗进入地下河系统[2]。

2 防治对策及建议

2.1 矿山环境方面

因矿山开发而破坏地质环境的现象已非常严重，对生命财产构成严重威胁。因此，是建设和保护地质环境的基础，是经济持续发展的先决条件。为了减轻地质环境破坏程度，除了合理开发和利用矿产资源之外，还应坚持如下基本原则：对地质环境保护的原则；在开发矿产资源及合理利用地质环境时，须在调查研究基础上，遵循因地制宜的原则；坚持地质环境保护与治理并举的原则；坚持统一规划，突出重点，分步实施的原则；坚持谁开发谁保护，谁破坏谁恢复，谁建设谁受益的原则；坚持科学进步与地质环境保护相结合的原则；坚持政府管理与法制相结合的原则；坚持政府投入与企业出资相结合的原则。

2.2 隧道环境方面

隧道施工难免会出现突水灾害，突水灾害已成为我国岩溶地区隧道修建中最严重、最常见的地质灾害之一，在复杂的岩溶区施工时可利用综合超前地报预测预报精确探测技术，在充分探明高压富水溶腔或暗河等岩溶发育规律后进行主动躲避、迂回、绕行的安全、快速、高效、经济的一项岩溶处治的关键技术目前，该技术在岩溶隧道施工中应用取得了良好的效果。

如何规避隧道工程灾害的发生、控制地面塌陷和地表沉降、减免水资源损失、防范地下水质污染，已成为国内外隧道施工中亟待解决的技术难题。首先应摸清隧道突水机制及其影响因素，这将对隧道水害提供有力的预防措施，如施工隧道发生突水现象，应按释能降压、注浆堵水、引排预案、泄水洞排水预案等及时治理。

2.3 斜坡稳定性方面

斜坡稳定性问题已是区内城市建设中最主要的工程地质问题之一。斜坡失稳对城市建设将产生较严重的危害。斜坡岩土体变形破坏地质灾害防治是针对自然或人为作用产生的崩塌、滑坡、泥石流进行防护与治理的工程或措施。为了有效防治，需在查明其工程地质条件的基础上，深入分析其稳定性和危害性，找出影响因素，采取防御工程与应急抢险相结合，生物措施与工程措施相结合，治理与开发相结合的方式进行，其防治方式主要有防御避让、护坡、护岸、削坡卸载、排水防渗、排引地下水、拦挡抗滑、固结加固和生物工程等。

总之，在工程建设规划前应对拟建工程需做好详细的勘察、设计，评价其对周边环境的影响，提出预防及治理措施。对区内已有的滑坡、危岩点等，在规划前应尽可能的避开，对不能避开的要事先进行治理，以免造成更大的破坏；施工建设中形成的滑坡，应及时采取坡顶卸载、坡脚修建抗滑桩等措施进行治理，确保拟建物的安全。对于危害性大的滑坡，应专门对其进行监测。

2.4 地下水污染方面

要有效对地下水污染进行防治，首先要摸清水文地质条件，查明污染源，建立地下水监测网点，制定地下水污染防治区划，另外，还需合理开发利用地下水，合理规划工业布局，做好废水和废渣的处理工作，坚持谁污染谁治理原则，加大处罚和宣传力度，提高公众环境意识[3]。

3 结语

(1)区内环境地质问题主要有地面塌陷、地表水和地下水资源漏失、构建筑物破坏、采矿固体废弃物污染及占压土地、隧道突水、边坡失稳、地下水污染几大类。

(2)以上环境地质问题的防治措施主要表现在合理规划各项工程建设、做好施工前的勘查设计，施工前全方位预测可能发生的各种不良地质问题，尽量避开这些因素施工，如无法避开应设计预案，以便及时防范或将危害降低至最小，以防后患。

[1]任坤，李晓春.岩溶城镇区人类活动对地下水水质的影响[J].地下水. 36(4)，2014，63-66.

[2]任坤，师阳.典型岩溶槽谷区地下水化学特征及地球化学敏感性分析[J].中国岩溶.33(1) ，2014，15-20.

[3]徐凤兰，叶丹.浅谈地下水污染及其防治[J].地下水.27(1) ，2005，50-52.

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1004-1184(2016)06-0179-02

2016-06-06

温金梅(1982-)，女，重庆北碚人，工程师，主要从事城市地质调查及地下水资源开发利用研究工作。