G312 礼泉县城过境公路建设工程地质灾害危险性评估

2021-05-25 10:03邢世波
科学技术创新 2021年11期
关键词:斜坡危险性黄土

李 登 邢世波 孙 唯

(陕西省混凝土结构安全与耐久性重点实验室,陕西 西安710100)

1 工程概况

G312 礼泉县城过境公路建设工程起点位于礼泉县西仪门村南,终点位于礼泉乾县交界,与原G312 及环城西路形成十字交叉。工程内容主要包括路线、桥涵、交叉工程。新建线路长度9.758km,横跨两个县级行政区,其中乾县境内道路长度约0.625km,礼泉县境内道路长度约9.133km。新建桥梁1 座,共计16m,新建涵洞20道,共计591.07m。道路沿线交叉工程共13 处,其中与等级路平面交叉7 处,与乡村道路交叉6 处。

2 评估级别及范围的确定

评估范围依据拟建工程征地范围、工程特点及重要性,结合拟建场地的地质环境条件、地质灾害的影响范围等综合确定,评估区面积约为10.71km2。该建设工程采用一级公路标准,属于重要建设项目。根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T 0286-2015)[1]和有关文件规定[2],本项目评估等级为一级评估。

3 地质环境条件

3.1 区域地质背景。礼泉县位于陕西省关中西北部,地处东经108°17′40″~108°41′46″和北纬34°20′50″~34°50′02″之间,黄土高原与渭河谷地的交汇地带。礼泉县地势从北到南呈阶梯状降落,地貌依次为低山丘陵、黄土残塬、沟壑梁峁及黄土台塬。评估区位于礼泉县南部,属黄土台塬区,地形平坦开阔。

3.2 气象与水文。礼泉县属暖温带半干旱大陆性季风气候,境内地形复杂,气候差异较大。评估区处于该县南部台塬暖温半干旱区,四季分明、雨热同季、光能潜力大。全年平均日照为2215.6 小时,夏季总辐射量较强,冬季最小,春季次于夏季。秋季连阴雨较多,总辐射量明显下降;历年平均气温为12.96℃,1 月最冷,平均气温1.8℃;7 月最热,平均气温26.4℃;气温年较差为8.2℃,极端最高气温为41.6℃,极端最低气温为-20℃;年平均降水量537mm,最多降水量760.1mm,最小降水量271.6mm。项目区内及周边无地表河流经过,仅在降雨时节分布短时地表径流。

3.3 地形地貌。评估区位于泔河以南的城关镇,属渭河二级黄土台塬区,地势平缓开阔,原面完整,向东南微倾,相形坡降为3%左右。原面上有较多的浅洼,多数是地表水暂时性水流侵蚀而成,高程在522~565.0m之间,高差最大约45.0m。

3.4 地层岩性。评估区地层较简单,出露的地层主要为第四系风积黄土堆积物。

第四系上更新统风积(Q3eol)黄土:灰黄色;稍湿;可塑;土质均匀,以粉粒为主,结构疏松,垂直节理发育,并含有大孔隙,高压缩性,具有Ⅰ级(轻微)-Ⅱ级(中等)自重湿陷性,厚度5.5~7.6m不等。

第四系上更新统风积(Q3eol)古土壤:褐黄色- 红色;稍湿;可塑- 硬塑;成分以粉粒为主,土质不均匀,具有团粒结构,中等压缩性,含有少量钙质结核,厚度0.7~1.2m不等。

3.5 地质构造及地震。据区域地质资料显示,评估区周围100km范围内无记载的地震发生,构造单元属缓慢抬升的地区,属相对构造稳定地区,适宜工程建设。

根据1:400 万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),本区域地震动峰值加速度为0.15g,反应谱特征周期为0.40s,相应的地震基本烈度为VII 度[3]。

3.6 水文地质条件。评估区地下水主要类型为潜水,进一步划分为第四系河流相松散岩类孔隙水和黄土裂隙水,地下水位较深,一般在35m以下,赋水性差。

该区地下水的补给来源主要为大气降水入渗、地表灌溉入渗。大气降水入渗补给为评估区地下水的主要补给源,渭河冲积平原和黄土台塬地形平坦,地表岩性疏松,有利于大气降水对地下水的补给。其次为地表灌溉入渗补给,评估区农业灌溉季节性很强,多集中在冬、春、夏、秋灌季,有大量灌溉水入渗地下。

3.7 人类工程活动。人类工程活动是造成和引发地质灾害的主要因素之一,评估区内沿线主要的人类工程活动为农业耕种(主要为粮食以及水果种植)、交通建设、人工灌渠、房屋建设为主,区内地势较为平坦,人类工程活动一般,对地质环境的影响、破坏小。

4 地质灾害危险性评估

4.1 地质灾害危险性现状评估

根据野外调查及访问,评估区范围内发育的现状地质灾害共1处,其类型为不稳定斜坡。评估区范围及周围未发现滑坡、泥石流、崩塌和岩溶塌陷地质灾害或隐患。

不稳定斜坡X1位于拟建道路的起点段,桩号K0+000,平面位置见图1。为人工挖填方形成的黄土不稳定斜坡,该处斜坡分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段。根据对比历史卫星影像及实地调查,该处原始地形较低,后期由于道路修建,就地挖方取土形成了不稳定斜坡。

Ⅰ段位于拟建道路北侧,高4~6m,宽约60m,该段由于道路修筑填方形成,根据实地调查该斜坡坡度约35°,坡向300°,坡下为一片空地,Ⅰ段坡面无裂隙发育,坡面覆盖部分枯枝柴草,植被覆盖较差,坡面土体结构较松散。该坡体由人工填土构成,坡顶经机械施工碾压,土体结构紧密,未见下沉变形迹象,X1(I 段)边坡剖面见图2。

I 段不稳定斜坡前缘较缓,临空高差小,无地表径流和继续变形的迹象,岩土体干燥,坡面无裂缝发展,地质灾害发育弱。该段不稳定斜坡,周围无建筑房屋,对拟建公路施工安全及路基工程威胁性小,危害程度小。根据地质灾害危险性分级表,该段不稳定斜坡现状评估地质灾害危险性小。

图1 不稳定斜坡(X1)平面位置

图2 X1(I段)边坡剖面

图3 不稳定斜坡Ⅱ段(镜向150°)

图4 X1(III段)边坡剖面图

Ⅱ段位于拟建道路北侧,X1(II 段)。该坡高4~7m,该段由房屋拆除,土方开挖形成。根据实地调查该段斜坡两边高,中间低,坡体近直立,坡向100°,坡下为空地,坡面体裸露,无裂缝发育,无植被覆盖,坡顶为果园,坡体由第四系上更新统黄土组成,边坡剖面见图3。

II 段不稳定斜坡坡面近直立,无地表径流和继续变形的迹象,岩体干燥,坡面无裂缝发展,土体结构紧密,未见变形崩落迹象,地质灾害发育弱。该段不稳定斜坡,周围无建筑房屋,对果园威胁性小,危害程度小。根据地质灾害危险性分级表,该段不稳定斜坡现状评估地质灾害危险性小。

Ⅲ段位于拟建道路北侧,坡顶向东4m为312 国道,X1(III 段)。该坡高7~8m,该段由道路修筑、房屋拆除清理,土方开挖形成。根据实地调查该段斜坡近直立,坡向60°,坡下为一片空地,坡面土体裸露,无植被覆盖,无裂缝发育,坡体由第四系上更新统黄土组成。土体结构紧密,未见变形崩落迹象,边坡剖面见图4。

III 段不稳定斜坡坡面近直立,无地表径流和继续变形的迹象,岩体干燥,坡面无裂缝发展,土体结构紧密,未见变形崩落迹象,地质灾害发育弱。该段不稳定斜坡,周围无建筑房屋,对原G312 过往车辆及行人安全威胁性小,危害程度小。根据地质灾害危险性分级表,该段不稳定斜坡现状评估地质灾害危险性小。

4.2 地质灾害危险性预测评估

4.2.1 工程建中、建设后可能引发地质灾害危险性预测评估。根据工程施工设计资料,路基工程挖填方较小,天然路基坚实,不易引发地质灾害,预测评估认为路基工程建设中、建设后引发地质灾害的可能性小,危害程度小。

本工程新建桥梁16 米/1 座,桥梁地基无裂缝发育,跨越的干渠水流通畅,松散物源少。预测评估认为桥梁在建设中、建设后引发地质灾害的可能性小,危险性小。

本工程新建涵洞20 道,涵洞大多为明板涵,均为挖方新建,天然地基坚实不易发生沉陷现象。预测评估涵洞在建设中、建设后引发地质灾害的可能性小,危险性小。

道路沿线交叉共13 处,交叉工程均为填方,填土地基夯压密实处理、地形简单、地貌单一,工程地质性质良好,不易引发地质灾害发生。预测评估道路交叉工程在建设中、建设后引发地质灾害的可能性小,危险性小。

综上所述,预测评估认为工程建设中、建设后引发地质灾害的可能性小,危险性小。

4.2.2 工程建设中、建设后可能加剧地质灾害危险性预测评估。根据实地调查,评估区内存在一处不稳定斜坡X1,该斜坡由土方填埋、机械碾压形成,现状发育程度弱,后期项目施工将对此处进行土方回填平整,消除边坡;其余路段距离已有地质灾害隐患的距离较远,不在不稳定边坡X1的影响范围内,因此,预测评估认为工程建设加剧稳定斜坡X1发生失稳崩塌的可能性小,危险性小。

综上分析可知,预测评估认为工程建设加剧已有X1地质灾害的可能性小,危险性小。

4.2.3 建设工程自身可能遭受已存在地质灾害危险性预测评估。根据实地调查,评估区内仅存在一处不稳定斜坡X1,处于拟建道路起点段,该斜坡由路基修筑时就地取土形成,填方厚度小,现状发育较弱,路基工程遭受其危害程度小,危险性小。除此之外,其余路段路基、桥梁、涵洞等周边目前无地质灾害发育,可能遭受地质灾害的可能性小,危害性小,危险性小。

5 地质灾害危险性综合分区评估

5.1 地质灾害危险性综合分区评估。依据现状评估和预测评估的情况、地质灾害危险性分级原则及地质灾害防治的难易程度对评估区地质灾害危险性进行分级分区。将评估区分为地质灾害危险性小一个级别区,综合评估危险性小区面积10.71km2,占评估区总面积的100%。

5.2 建设用地适宜性分区评价。综合评估认为评估区为地质灾害危险性小区,不稳定边坡X1不影响工程施工建设,建议无需进行防护措施。拟建线路全段地质环境复杂程度中等,建设场地地质灾害危险性小,工程建设遭受地质灾害的可能性小,工程建设引发、加剧地质灾害的可能性小,危险性小,作为建设场地适宜。

6 地质灾害防治措施及建议

评估区内有不稳定边坡1 处X1(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段),地质灾害危险性小,建议建设过程中无需进行防治措施,但在施工中应设立警示标志,同时避免雨季施工,防止斜坡遇水后失稳,对施工人员造成伤害。

建议施工营地应合理选择工棚、材料堆放场、搅拌场、钢筋加工棚等场地,远离不稳定斜坡处。

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