某防洪护岸综合整治工程建设场地地质灾害危险性评估

曾蓉，李俊业

(1.成都兴蜀勘察基础工程公司，成都 610072；2.四川岷江港航电开发有限责任公司，乐山 614000)

1 工程概况

拟建工程位于长寿区长江河段北岸，岸线长5.295 km，各支流治理岸线长约1.335 km，合计岸线长度6.630 km，起止桩号为“长北0+000.000～长北5+295.536”，根据可行性研究报告，工程将采用的治理措施见表1。建设场地面积约0.163 1 km2，评估范围为拟建工程及周边可能影响区域，面积约0.933 6 km2(图1)。

评估区地形条件较复杂，土层多元组合，厚度大，岩土性质复杂，地质构造较复杂，水文及水文地质条件复杂，破坏地质环境的人类工程活动较复杂，因此，评估区地质环境条件较复杂。拟建工程形成挡墙的最大高度约8 m，护岸的最大高度约为20 m，拟建项目重要性为重要，评估级别为一级[1-3]。

表1 工程总体布置型式

图1 评估范围及建设范围

2 评估区地质环境

2.1 地形地貌

评估区为河流侵蚀堆积地貌。地形总体北高南低，呈阶梯状，最高点位于城区一带，高程为275.0 m，最低点位于长江边漫滩一带，高程约150.0 m，相对高差约125 m。区内主要地貌单元从北向南分别为漫滩和阶地。漫滩沿长江分布，紧临长江，呈东西向展布，宽40～160 m，滩面高程150.0～163.1 m，地势平缓。阶地沿长江分布，为堆积阶地，阶面高程170.0～180.5 m，阶地高度约17～20 m，阶面因人工堆填剩余宽度10～25 m。阶坡坡度20°～35°，阶地受冲沟切割破坏，切割深度约3～6 m，纵坡度12%～20%。综上，评估区地形坡度一般15°～30°，地形较复杂。

2.2 地层岩性

根据地面调查及收集场地其它单位钻探资料，区内地层主要为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、冲洪积土层(Q4a+pl)、侏罗系中统沙溪庙组(J2s)组成。人工填土层(Q4ml)主要为块石土，力学性能差，厚度4.0～6.2 m，在三峡水库蓄水后已产生塌岸；冲洪积土层(Q4a+pl)分为漫滩堆积层(Q43al)和阶地堆积层(Q41+2al)，厚度2.2～29.5 m；侏罗系中统沙溪庙组地层(J2s)主要为紫红色砂质泥岩、粉砂岩夹灰白色砂岩。

2.3 地质构造与地震

评估区位于黄草峡背斜的北西翼，无断层分布，岩层产状：300°～310°∠6°～17°，区内未见断层，主要发育两组裂隙。区内贯通性结构面主要为岩层层面和岩土界面，岩层倾角6°～17°，岩土界面不临空，界面倾角一般10°～20°，局部倾角21°～41°。

评估区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35 s。评估区属弱震地质环境，无活动性断层存在，地震活动频度较低，构造稳定性好。

2.4 水文地质条件

评估区地表水系主要有长江、小石溪和桃花溪，场地小冲沟较发育，长江为最低排泄基准面，大气降水主要通过地表径流形式最终流入长江，地表主要为砂质黏土和黏土，即地表水渗入对土体有影响。

评估区地下水按赋存条件可分为孔隙水和裂隙水两种类型：孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层中，含水介质主要为粉土、粉细砂以及卵石层，透水性较好，为潜水，水量丰富，地下水位受江水控制，变化较大，主要接受大气降水和江水的补给；裂隙水主要赋存于浅层基岩构造裂隙与风化裂隙中，主要依靠第四系孔隙水及江水补给，与长江互成补排关系，地下水位埋深5.8～33.0 m，场区地表未见地下水露头。

综上所述，评估区地表水对岩土体影响大，地下水对岩土体影响大。

2.5 不良地质现象

根据收集地质资料和野外调查查明，区内未见滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地面沉降等不良地质现象，现场调查岸坡未见明显变形现象。岸坡塌岸预测主要为侵蚀、剥蚀型塌岸[4-7]。区内不良地质现象不发育。

2.6 破坏地质环境的人类工程活动

评估区内人类工程活动主要为修建公路、居民住房及厂房，形成土质边坡高9 m，影响面积约0.002 3 km2，占用地面积约1.38%。形成岩质边坡高5～26.91 m，其中高15～26.91 m影响面积约0.015 6 km2，占用地面积约9.56%。区内无洞室、采空区等其他破坏地质环境的人类活动。

综上，破坏地质环境的人类工程活动较强烈。

3 地质环境问题

根据已有资料和现场调查，评估区内未见滑坡、危岩崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等不良地质现象存在。评估区现状主要为边坡稳定性和存在塌岸可能性。

3.1 塌岸预测

根据地形地貌、地质结构、地层岩性及水文条件，场地塌岸多发生于阶地边缘，阶地上部多为人工堆积，厚度0.5～16.4 m，边坡坡度18°～46°，堆积年限小于2 a，未压实，结构松散，易产生塌滑。

(1) 滑移型塌岸

根据岩土界面倾角的陡缓情况，选取1-1′、13-13′剖面作为滑移评价的计算剖面(图2、图3)，以岩土界面为潜在滑动面，并假定前缘按圆弧形剪切面从土层中剪出。采用定量计算分析稳定性[8]，计算方法为传递系数法，安全系数为1.15。经收集前期工作成果及区域经验进行综合分析确定，计算参数选择见表2。计算工况的选取主要考虑天然工况和水位降工况，见表3。稳定性计算结果见表4。

在最不利工况，即水位降工况下，代表剖面稳定性系数最低的为13-13′剖面，稳定性系数为1.06，处于基本稳定状态；1-1′剖面，处于稳定状态。现场调查未发现滑移破坏，各计算剖面计算结果与现场调查的实际情况是吻合的。

图2 1-1′计算剖面

图3 13-13′计算剖面

岸坡土体重度/kN·m-3天然饱和岩土界面黏聚力/kPa天然饱和岩土界面内摩擦角/°天然饱和杂填土19.520.5502122粉质黏土19.620.220161310砂砾卵石20.020.5002826

表3 计算工况表

表4 稳定性系数计算成果表

(2) 侵蚀、剥蚀型塌岸

由于岸坡已经历了多次历史水位涨落工况，部分表层土体已坍入河，据现场调查，岸坡目前未见变形。但是，由于岸坡部分地段目前未达自然稳定坡角[9]，故阶地粉质黏土、粉土在库水长期浸泡浪蚀作用下，将发生侵蚀、剥蚀型塌岸。

工程地质类比法(即图解法)是预测塌岸比较成熟的方法。其基本原理就是利用蓄水前的岸坡稳定形态来类比蓄水后的库岸再造稳定坡形，即以平水期至洪水期水位变动带的稳定坡角作为156 m至正常蓄水位175 m之间的水位变动带稳定坡角，以洪水期以上的稳定坡角作为蓄水后洪水位以上的稳定坡角，并进行图解，以确定库岸的塌岸宽度(图4)。

图4 塌岸预测图

根据稳定坡角调查及经验，不同岩性岸坡水下和水上稳定坡角建议值见表5。

表5 岸坡最终库岸再造稳定坡角建议值

3.2 其他地质环境问题

根据调查，拟建场区范围内无地质遗迹、自然保护景区、人文景观等分布；拟建场地是在规划区内修筑，对土地资源的破坏程度属于一般；拟建场地周边主要为已建房屋，对周围建筑物影响有一定影响。

拟建场地附近的地表水体主要为长江，拟建建筑属于防洪护岸工程，对地表水体影响小；评估区内地下水贫乏，拟建工程不会产生对含水层的破坏，附近无重大水污染源，工程建设对地表水体、地下水影响小。

4 地质灾害危险性现状评估

4.1 有治理工程岸坡段

长北4+552.310～长北5+295.536段、长小0+000.000～长小0+405.000段、长桃0+000.000～长桃0+340.000段、长龙0+000.000～长龙0+590.000段，斜(边)坡无变形迹象，处于稳定状态。由剖面塌岸预测分析图知，在三峡水位变幅作用下产生侵蚀性塌岸，逐步向岸坡侵蚀塌滑，塌岸宽度分别为45～97 m、35～70 m、80～150 m、35～70 m，塌岸强烈，遭受地质灾害的可能性大，损失小，危险性中等。

4.2 无治理工程岸坡段

长北0+000.000～长北0+338.206、长北0+338.206～长北0+635.659、长北0+635.659～长北1+911.182、长北2+114.672～长北2+578.928、长北2+578.928～长北2+937.674、长北2+937.674～长北3+757.397、长北4+042.774～长北4+552.310段，长北1+911.182～长北2+114.672段(桃花溪汇合口段)，长北3+757.397～长北4+042.774段(龙溪河汇合口)，斜(边)坡无变形迹象，处于稳定状态。由剖面塌岸预测分析图知，陡坡段主要在三峡水位变幅作用下产生侵蚀性塌岸，位于设计洪水位181.87 m以下，塌岸轻微，遭受地质灾害的可能性小，危险性小。

5 地质灾害危险性预测评估

5.1 有治理工程岸坡段

(1) 格宾镇脚+二级斜坡护岸段

长北4+552.310～长北5+295.536、长小0+000.000～长小0+405.000、长桃0+000.000～长桃0+340.000段。

根据可行性研究报告，该段对原有土体进行部分清除后，用石渣碾压回填，按一定压实度指标对坡体进行分层夯实，按1∶2.0和1∶2.5稳定坡率整平坡面，采用重力式格宾挡墙镇脚，格宾护垫防冲，边坡整体稳定。由剖面塌岸预测分析图知，在宾格护垫防冲结构以下的土体在水流的侵蚀作用下可能被掏空，对岸坡产生影响。因此，工程建设中和建成后，塌岸诱发工程失稳的可能性中等，损失中等，危险性中等。

(2) 格宾镇脚+一级斜坡护岸+高挡墙

北岸支流河段：长龙0+000.000～长龙0+590.000段。

该段采用重力式格宾挡墙镇脚，格宾护垫防冲，按1∶2.0稳定坡率，用石渣碾压回填，并铺设土工格栅，采用砼衡重式挡墙，挡墙顶部为平台。由图4剖面塌岸分析图知，在宾格护垫防冲结构以下的土体在水流的侵蚀作用下可能被掏空，对岸坡产生影响。因此，工程建设中和建成后，塌岸诱发工程失稳的可能性中等，损失中等，危险性中等。

5.2 无治理工程岸坡段

长北0+000.000～长北0+338.206、长北0+338.206～长北0+635.659、长北0+635.659～长北1+911.182、长北1+911.182～长北2+114.672、长北2+114.672～长北2+578.928、长北2+578.928～长北2+937.674、长北2+937.674～长北3+757.397、长北3+757.397～长北4+042.774、长北4+042.774～长北4+552.310段无治理工程，不进行预测评价。

5.3 对地质遗迹、自然和人文景观、土地资源和建构筑物的影响

根据调查，拟建场地附近没有区县级地质遗迹、自然保护区、风景旅游区、森林公园及人文景观分布，因此项目建设不会对该类保护区造成影响破坏；由设计及调查资料，拟建场地属于规划区内建筑，拟建建筑不会对土地资源进行破坏；拟建场地局部附近有建筑，但不在开挖边坡影响范围内，因此拟建工程建设不会对建构筑物造成影响破坏。拟建工程建设对地质遗迹、自然和人文景观、土地资源、建构筑物的影响破坏程度为不严重。

5.4 对地表水体、地下水的影响

现场调查，拟建场地附近地表水体主要为长江及梨香溪，长江三峡工程建成蓄水至175 m后，评估区段的水位为173.81 m左右。拟建工程地面标高都在173.81 m以上，区内基岩岩性以泥岩为主，泥岩为相对隔水层，区内地下水贫乏，对于河沟流经处不会造成漏失；拟建建筑附近无其他水体、井泉点存在。根据相关规定，拟建项目的建设对区内地表水体及地下水影响不强烈。

6 地质灾害危险性综合分区

6.1 地质灾害危险性综合分区

根据地质环境问题及分区分级结果，将评估区地质灾害危险性划为地质灾害危险性中等区(Ⅱ)：长北4+552.310～长北5+295.536、长小0+000.000～长小0+405.000、长桃0+000.000～长桃0+340.000、长龙0+000.000～长龙0+590.000。

6.2 建设场地适宜性评价

(1) 地质环境保护与治理恢复难度

评估区地质灾害危险性程度中等，对评估区内将产生塌岸的岸坡进行支护。治理恢复措施施工难度低，使用普遍，技术成熟，防治技术方案为常规技术方案。

其防治费用采用工程类比法综合确定(详见表6)，工程量根据估算方案进行统计，单价按市场价进行估算，其地质环境问题防治费用约为939.38万元，约占工程总投资19 878.45万元人民币的4.73%。

综上，拟建工程防治方案为常规技术方案，防治费用占工程总投资的4.73%，地质环境保护与治理恢复难度小。

表6 地质环境防治及恢复费用详表

(2) 建设场地适宜性

根据前述，工程建设遭受、诱发及加剧地质灾害危险性中等，对地质遗迹、自然和人文景观、土地资源和建构物的影响破坏程度不严重，对地表水体、地下水的影响不强烈。故工程建设对地质环境的影响程度中等。

地质环境保护及治理恢复费用占工程总投资的4.73%，具有经济合理性；治理措施可行，均属常规技术方案，地质环境保护及治理恢复难度小。

故建设场地适宜拟建工程建设。

7 地质灾害防治措施建议

根据预测评估和综合评估，结合工程建设特点，对本工程的地质环境保护及治理恢复措施建议如下：

(1) 建设工程施工过程中的弃土不得随意堆放。

(2) 对于拟建工程中斜坡护岸段，建议对产生侵蚀、剥蚀塌岸的岸坡进行浆砌块石护坡，对滑移型塌岸的岸坡采用挡土墙进行支挡。

(3) 对开挖基槽临时边坡进行临时支护，及时封闭或采用土钉墙。

(4) 护坡工程应采取分段施工，基槽应分段间隔开挖。

(5) 施工过程中尽量减少损伤既有治理排水结构，对排水工程局部损毁的应在施工完成后及时修复，以免引发次生灾害。

(6) 拟建工程实施后，应加强对坡顶排水的措施，以免排水不畅导致增大水压力。

8 结论

(1) 本次是对防洪护岸综合整治工程进行地质灾害危险性评估，评估区地质环境复杂程度为较复杂，拟建工程形成挡墙的最大高度约8 m，护岸的最大高度约为20 m，为土质边坡，拟建项目重要性为重要，本评估级别为一级。现状评估，工程建设遭受地质灾害危险性的可能性大，损失小，危险性中等。预测评估，工程建设中和建成后，塌岸诱发工程失稳的可能性中等，损失中等，危险性中等；工程建设对地质遗迹、自然和人文景观、土地资源和建构物造成的影响不严重，对地表水体、地下水的影响不强烈。工程总体建设对地质灾害危险性程度中等，地质环境保护及治理恢复难度小，建设场地适宜拟建工程建设。

(2) 本文对拟建防洪护岸综合整治工程建设场地的地质灾害问题进行调查评估，评估结果具有一定的实际应用价值，有利于避免建设工程遭受地质灾害的危险，防止工程建设诱发及加剧地质灾害问题，为地质环境保护等提供必要的地质依据。塌岸预测模型具有一定的实用性和普遍性，可以运用到其他岸坡进行塌岸预测评估。