某企业火工区搬迁建设项目地质灾害危险性评估与防治建议

王振海，周之勋，刘 涛

(1.自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室，江苏 南京 210018；2.江苏省地质调查研究院，江苏 南京 210018；3.苏源集团江苏房地产开发有限公司，江苏 南京 210000)

0 引言

为提升企业工作效率，加快企业发展，拟开展宜兴某公司火工区搬迁建设项目。此工程位于地质灾害易发区[1-2]，由于地质灾害的发生具有突发性和不确定性的特点[3]，为避免项目建设引发或遭受地质灾害，防患于未然[4-5]，需对本工程可能引发或遭受的地质灾害进行评估，并提出相应防治措施与建议。

1 工程概况和地质灾害危险性评估级别

1.1 工程概况

此工程用地面积约0.51 km2，评估区范围为：山坡处自用地红线外扩至分水岭，其他区域外扩100 m，评估区总面积约0.72 km2。

拟建项目主要建设内容为厂房和办公用房，无地下室，预计拟建工程基坑开挖深度小于3 m。由于项目位置地形起伏较大，需进行场地平整，预计人工切坡可能形成5～20 m高差的边坡。另外，项目建设无地下水开采计划。

1.2 评估级别

拟用项目属于重要建设项目，评估区地质环境条件复杂程度为中等类型，因此，评估级别确认为一级[6]。

2 地质环境条件

2.1 气象水文

本区属亚热带季风气候区，温和湿润，四季分明，多年平均气温为15.7 ℃，年均降水量为1 387.5 mm。

区域水系属太湖流域的蠡河水系，评估区附近主要水体为南侧的黄墅水库，位于祝陵河的上游，1974年建成，总库容425万m3，可灌溉善卷的农田266.67 hm2。另外，评估区附近分布多个大小不一的水塘。

2.2 地形地貌

评估区地处低山丘陵区，地面高程为60～106 m，地形起伏较大，原始地貌坡度为5°～30°，地表植被茂盛。受人类工程活动影响，西侧存在采石宕口(见图1)，宕口边坡高差为30～50 m，坡度为75°～90°，宕口内有积水。近地表广泛分布含碎石粉质黏土。

2.3 地层岩性

评估区前第四纪地层主要发育青龙组可溶性碳酸盐岩、龙潭组粉砂质泥岩、观山组石英砾岩、茅山组石英砂岩，局部伴有火山岩侵入，岩性为花岗斑岩，区内基岩出露条件一般，山坡上覆盖有厚度5 m左右的残坡积土层。基岩分布情况如图2所示。

评估区第四系主要发育分布残坡积含碎石粉质黏土，厚度一般在5 m左右，由低山丘陵向谷地方向逐渐增大。

图1 采石宕口现状

图2 评估区基岩地质

2.4 地质构造与区域稳定性

评估区断裂构造较为发育，主要发育NE，NW向两组断裂。评估区位于铜官山NNE向断裂的W盘，受区域构造影响，区内地层倾向有变化[7]。

根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》，评估区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05 g，评估区属区域地壳较稳定区。

2.5 土体工程地质条件

拟建项目场地浅部土层可划分为两个工程地质层，各层组工程地质特性简述如下：

(1)杂填土：局部分布，黄褐、灰褐色，松散，为新近沉积土，层厚0.5～1.5 m。

(2)含碎石粉质黏土：广泛分布，黄褐色、棕红色，可塑，为坡体残积土，切面稍有光泽，无摇震反应，干强度及韧性中等，中等压缩性，含有铁、锰质结核，层厚一般3.5～5.0 m。

2.6 水文地质条件

按含水介质划分，评估区地下水类型主要为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水(岩溶水)两种类型。

2.6.1 松散岩类孔隙水

孔隙水主要为潜水，分布在谷地区的含碎石粉质黏土中。其富水性较差，单井涌水量一般小于100 m3/d，水位埋深受大气降水和地形地貌控制，一般在2～4 m，年变幅1.5～2.0 m。

2.6.2 碳酸盐岩类裂隙溶洞水(岩溶水)

赋存在三叠系下统青龙组(T1q)灰岩中，其中：上部主要为粉晶、砾状粉晶灰岩，质地较纯，单井涌水量一般大于1 000 m3/d；下部为泥质灰岩，夹有薄层钙质页岩，质地不纯，单井涌水量500～1 000 m3/d。

2.7 人类工程活动

评估区内对地质环境影响较大的人类工程活动主要为开山采石。采石过程实际上是对岩质边坡进行切坡开挖，其结果一是使原有岩体的应力平衡遭到破坏；二是形成高陡临空面，提高了岩体的下滑可能性，从而影响岩体的稳定。此外，采石中的爆破对岩体所施加的震动、瞬时荷载，也不同程度地破坏了岩体的完整性，尤其是宕口边缘岩石破碎，或产生危石，易产生崩塌灾害。综上所述，评估区人类工程活动对地质环境影响、破坏较强烈。

3 地质灾害危险性现状评估

3.1 地质灾害类型

拟建项目局部下伏三叠系青龙组灰岩，具备发生岩溶塌陷的条件。另外，评估区地处低山丘陵区和谷地区，地形起伏较大，部分地区由于人工采石形成了高陡边坡，有可能发生崩塌滑坡灾害。因此，评估区地质灾害类型主要是岩溶塌陷和崩塌滑坡灾害。

3.2 现状评估

3.2.1 岩溶塌陷

评估区灰岩质地不纯，现场调查未见地表变形、开裂等现象，岩溶水无开采，地下水水位变幅不大，覆盖层为致密碎石土，岩溶发育程度弱。现状评估岩溶塌陷灾害危险性小。

3.2.2 崩塌、滑坡

评估区地形起伏较大，受开山采石影响形成大型采石宕口，宕口边坡处于欠稳定-不稳定状态，边坡岩石破碎，裂隙较发育，局部已经发生崩滑迹象，采石宕口附近崩塌发育程度强，现状评估采石宕口附近崩塌灾害危险性中等。

除采石宕口外，评估区自然边坡坡度较缓，坡面及后缘均无裂隙发育，植被茂盛，且无变形迹象。崩塌滑坡灾害的危险性小。

4 地质灾害危险性预测评估

4.1 岩溶塌陷灾害危险性预测评估

工程建设无开采岩溶地下水计划，故而工程建设中及建成后都不会改变目前区内岩溶地下水的开采现状及水动力条件。根据拟建工程特性，建筑物高度不大，增加的地面荷载有限，产生的垂向压力不大，且区内岩溶发育一般，野外调查也未见岩溶塌陷现象，因此，预测评估工程建设引发岩溶塌陷灾害的危险性小。

评估区下伏三叠系青龙组(T1q)泥质灰岩，浅埋藏分布，局部裸露，隐伏岩溶区可溶岩埋深在5 m左右，岩溶发育一般，岩溶水位处在岩土接触面之下2～3 m，孔隙水富水性较差，岩溶水与孔隙水有少量联系。周围岩溶水开采井稀少，外围分布的岩溶水开采井距离较远，对评估区岩溶水的动态影响较小。评估区岩溶水动态主要受降水影响，在雨季强降水的情况下，水位短期抬升到岩土界面之上，会使岩溶水位对岩土界面的土体产生影响，可能发生岩溶塌陷，因此，工程建设遭受岩溶地面塌陷灾害的危险性中等。

4.2 崩塌、滑坡灾害危险性预测评估

采石宕口附近，其边坡较陡，坡度大于75°，高差较大，坡面岩石较破碎，裂隙较发育，局部分布有危石，野外调查多处见崩滑迹象，目前稳定性较差。拟建项目主要的工程活动为基坑开挖和坡面平整，工程建设将进一步破坏其稳定性，同时增加了坡顶的荷载量，在遇降雨等不利因素影响下极有可能发生崩塌灾害，影响拟建项目的安全。综上分析，在采石宕口附近，工程建设引发或遭受崩塌灾害的危险性大。

除采石宕口外，评估区自然边坡坡度较缓，一般在5°～30°，地面高程为60～106 m。根据工程概况分析，拟建项目基坑开挖深度小于3 m，同时需要进行场地平整，预计人工切坡可能形成5～20 m高差的边坡，开挖后的边坡在地下水浸润、降水等因素作用下，可能引发崩塌滑坡灾害。因此，预测评估认为，除采石宕口附近外，其他区域工程建设引发或遭受崩塌滑坡灾害的危险性中等。

5 地质灾害危险性综合评估和场地适宜性评估

5.1 综合评估

针对评估区地质灾害现状特征和发展趋势，结合其现状和预测评估结果，综合评估认为：在采石宕口附近(Ⅰ区)地质灾害危险性大，面积约0.13 km2；其他区域(Ⅱ区)地质灾害危险性中等，面积约0.59 km2(见图3)。

5.2 场地适宜性评估

根据综合评估结论，评估区Ⅰ区地质灾害危险性大，建设用地适宜性差，防治难度大。Ⅱ区地质灾害危险性中等，建设用地适宜性为基本适宜，可采取措施予以处理(见图3)。

图3 评估区地质灾害危险性综合分区

6 防治建议

6.1 岩溶塌陷防治建议

(1)利用钻探、物探等综合手段查明隐伏岩溶发育情况，如发现较大的溶洞，应采取充填、注浆等措施进行处理。

(2)做好地面排水工作，防止地表水渗漏诱发岩溶地面塌陷。

6.2 崩塌、滑坡防治建议

(1)进行详细的工程地质勘察工作，查明场地内岩、土体的分布、产状及物理力学性质(包括土的膨胀性)，对切坡和填筑形成的边坡进行地质灾害专项勘查和稳定性评价工作，为工程设计和施工提供依据。

(2)合理设计建筑和场地平整施工方案，避免对地质环境造成不必要的破坏，尽量避免形成高陡人工边坡。

(3)在切坡、削坡和填筑边坡部位必须采取支挡和坡面防护措施，并修筑完善的截、排水系统，防止雨水大量渗入坡体，确保边坡稳定。

(4)必须在开展工程建设的同时进行地质灾害治理工作。地块内工程建设凡是形成边坡的地段应按建筑边坡工程技术规范和地质灾害防治工程相关规范的要求进行勘查、稳定性评价和支护设计，且地质灾害治理应遵循动态设计和信息化施工的原则。

(5)施工过程中加强监理和监测工作，确保边坡防护工程的施工质量。工程建成后，要加强监测和巡查，发现险情及时处理。

7 结语

(1)拟用项目属于重要建设项目，评估区地质环境条件复杂程度为中等类型，因此，评估级别为一级。

(2)评估区存在地质灾害类型主要为岩溶塌陷和崩塌滑坡灾害。

(3)现状评估结论：岩溶塌陷灾害的危险性小；采石宕口附近现状评估崩塌灾害危险性中等；其他区域崩塌滑坡灾害危险性小。预测评估结论：工程建设引发或遭受岩溶塌陷灾害的危险性中等；在采石宕口附近，工程建设引发或遭受崩塌灾害的危险性大；其他区域引发或遭受崩塌滑坡灾害的危险性中等。综合评估认为：Ⅰ区地质灾害危险性大，面积约0.13 km2，建设用地适宜性差；Ⅱ区地质灾害危险性中等，面积约0.58 km2，建设用地适宜性为基本适宜。

(4)地质灾害防治工作是一个动态管理过程，工程建设过程中和建成后要加强地质灾害监测工作，定期进行巡查，发现险情及时处理。