广州高滩项目地质灾害危险性评估及预防

宋乐帅

(增城市碧桂园物业发展有限公司，广东 广州 510000)

地质灾害是指在自然或人为因素作用下形成的，对环境造成破坏，给人类生命财产带来损失的地质作用或地质现象[1-3]。当前，基础设施工程建设中由地质灾害引起的安全事故频发[4-5]。因此，综合评估城市建设用地地质灾害危险性，探索建设用地地质灾害防治方法，对提升项目施工的安全性具有至关重要的意义。

针对工程地质灾害问题，诸多学者开展了不同方面的研究并取得大量成果。王剑锋等[6-9]为评估各类地质灾害的危险性，各自提出不同的评价方法并将其应用于实际案例分析。肖学沛等[10]研究了乐西高速五彝湾泥石流的动力学特征和危险性，基于此对项目选线和桥梁选型提出了建议。马保元等[11-13]针对具体工程实例，评估了特定建设用地地质灾害的危险性。可以看出，目前学者在地质灾害危险性评估方面进行了诸多探索，且多数是基于道路桥梁建设场地的。但是随着土地资源的集约利用，越来越多的房屋建筑开始建于地质条件复杂的场地之上，对其进行评估也是很有必要的。

广州高滩项目地处丘陵，占地面积广且工程地质条件复杂。基于此，本文对其进行地质灾害危险性评估并提出预防措施以指导实践，同时为同类项目建设提供参考。

1 项目概况

1.1 场地概况

高滩项目位于广州市增城区派潭镇高滩村白水寨大道北侧，项目规划定位为酒店项目，总规划用地面积252 245 m2，总建筑面积126 123 m2。场地地块包括已建成金叶子度假酒店的中部地块及待建酒店公寓和游乐设施等的西翼与东翼地块。项目规划地块如图1所示。

1.2 挖填方工程

场地地貌类型属丘陵，高差和地势起伏较大，自然坡高117.40 m～240.00 m，一般自然坡度约35°～70°，相对高差约70 m～100 m。虽然自然边坡的整体稳定性较好，但是由于场地平整的需要，需对用地红线附近的山体(东侧和西侧)进行挖方，形成人工边坡。中部地块金叶子酒店北侧已有的人工挖方边坡已做了工程防护措施，暂时处于基本稳定状态。

建设场地及周边平整后填方边坡厚度为1.0 m～8.5 m，最大填方坡高8.5 m处位于西翼地块南侧，此处地势较低，为山前冲积平原交汇地带，该段填方边坡段长度约480 m。东翼地块南侧最大填方边坡坡高约8.0 m。中部地块金叶子酒店南侧已有的填方边坡均做了工程防护措施，暂时处于基本稳定状态。各段挖方和填方边坡特征见表1。

表1 挖方和填方边坡工程特征

2 地质环境条件

2.1 区域地质背景

根据地质勘察资料，区域内发育的地层自老而新依次有寒武系()、泥盆系(D)、石炭系(C)、侏罗系(J)和第四系(Q)，区域岩石主要为燕山二期花岗岩。评估区位于华南华夏系构造带与南岭东西向构造带交接地区，经历多次地壳运动使得其构造复杂。

据区域地质资料，距离评估区较近的断裂主要为东西向的小径断裂。该断裂主要以构造角砾岩、糜棱岩为主，东起派潭镇，向西延伸，在西部被广从断裂切断。断裂全长约20 km，区域表现长度约6.5 km，倾向南，倾角40°～50°。该断裂位于评估区西南侧，距评估区约8 km，对评估区的影响小。

2.2 气象水文资料

场地所在区域属亚热带季风气候，夏长冬短，日照时间长，雨量充沛且集中。雨季为4月～9月，雨季降雨量占全年降雨量的81.25%。自1951年以来，年平均降雨量1 951.9 mm。极端日最大降雨量477.4 mm，1 h最大降雨量76.5 mm。

评估区东南面为派潭河，流域面积321 km2，流域内地形北部以山区为主，南部以丘陵、平原为主，河流坡降陡，水流湍急。其洪水主要由台风引起的暴雨而产生，具有涨落较快，过程时短的特点。从发生暴雨到产生洪水的时间约1 h～2 h，一场洪水的过程多为1 d～2 d。

3 地质灾害危险性预测评估

根据评估区内地质详勘结果，结合地质环境条件，综合工程项目类型、规模、施工方式等，预测可能引发的地质灾害类型主要包括边坡崩塌或滑坡、地面沉降和泥石流三种。

3.1 边坡崩塌或滑坡

1)挖方边坡。根据现场地质资料，场地内挖方边坡大部分为全风化凝灰岩，开挖后将形成土质边坡，边坡的开挖将使山体应力重分布，坡脚会出现应力集中。强降水时，可能由于坡脚应力集中和岩石强度不足而产生沿相对软弱面的坍塌滑动变形或圆弧滑动变形，需进行边坡稳定性预测评估[14]。采用瑞典条分法按土质边坡计算，计算得到边坡的稳定系数见表2。

表2 挖方边坡工程特征

因挖方边坡影响范围可为坡脚下建构筑物和坡上斜坡，影响距离范围可达切坡高度的3倍以上，故整个评估区的红线内及红线外扩区均会受到挖方边坡崩塌或滑坡潜在的危害，综合预测评估区工程建设引发挖方边坡崩塌或滑坡潜在的危害性和危险性为大。

2)填方边坡。结合地质勘察资料，采用理正软件分析填方边坡稳定性，结果见表3。结果表明，强降雨条件下最大填方坡高8.5 m处边坡稳定系数为1.024，处于较不稳定状态。天然状态下边坡稳定系数为1.293，处于稳定状态，最不利的滑动面剪出口均在坡脚附近。

表3 填方边坡工程特征

由以上计算可知，在暴雨条件下，场地西翼南侧的填方边坡为较不稳定边坡，边坡发生崩塌或滑坡的可能性较大，在天然条件下为稳定边坡，其潜在危害性和危险性均为中等。

因填方边坡影响距离范围可达切坡高度的3倍以上，填方边坡线大致位于用地红线，故整个评估区的红线内及红线外扩区均会受到填方边坡崩塌或滑坡潜在的危害，综合预测工程建设引发填方边坡崩塌或滑坡潜在的危害性和危险性均为中等。

3.2 地面沉降

场地地基属不均匀地基，且存在较多软弱土层，建设过程中及完工后存在地面沉降的可能。由于评估区面积较大，为综合评估软弱土地基沉降量的危害性，在评估区内选取具有代表性的西翼地块南侧最大填方厚度处(厚8.5 m)进行地面沉降危险性综合评估。

距离该处最近的钻孔为ZK148，分析土层参考该孔。该取样孔下坡积碎石厚6.60 m，坡积粉质黏土厚1.30 m，以下为强风化凝灰岩。地表回填后为一般道路，宽度取为7 m，考虑道路自身的附加荷载及道路上车辆的活荷载，综合取地面荷载为70 kPa，并取松散状素填土的Es=4.00 MPa，坡积碎石的Es=12.00 MPa，坡积粉质黏土的Es=4.40 MPa。

根据计算结果，软弱土地面沉降在最大填方坡高8.5 m处沉降量为141.9 mm，表明其地面沉降发育程度弱，其潜在的危害性和危险性均为小。由于评估区其他区域软弱土层仅局部分布且厚度较小，其处理成本较低。因此，综合预测评估工程建设可能引发评估区内地面沉降的危害性和危险性均为小。

3.3 泥石流

评估区中部地块北侧存在一条沟谷，其所处的地形切割较强烈，坡积物由厚变薄，碎石沿沟谷堆积。山体上部大片基岩裸露，自然坡度35°～70°，山坡陡峭，局部接近垂直形成悬崖临空面。由于地形地貌高差较大导致势能较大，为不稳定岩体提供下滑力和搬运力。同时水动能和水流速度大，进而提高了短期洪水冲刷力和搬运能力，迁移更多更大的洪积物。

此沟谷有零星冲沟存在，泥沙沿程补给长度比约20%，沟口有少量的坡积碎石和块石及坡残积土堆积物，区域构造为相对稳定区。岩性为软硬相间的风化凝灰岩及其坡残积土，沿沟松散物储量小于1×104m3/km2，河沟堵塞程度较轻。经评价，其余区段的小沟谷及冲沟潜在发生泥石流地质灾害的危害性和危险性均为小。

3.4 建设场地适宜性评估

本项目属于重要建设项目，工程场地内的地质环境条件复杂。在建设场地范围内未发现现状地质灾害，预测工程建设引发及工程本身遭受的地质灾害类型有边坡崩塌或滑坡、泥石流和地面沉降三类，如表4所示，建设用地适宜性总体评价为适宜性差。

表4 拟建项目建设场地适宜性评价表

建设场地适宜性差的主要原因是西翼地块和东翼地块北侧挖方边坡高度高，危险性大。特别是斜坡，其坡度较陡，后缘高度高，地质灾害治理难度大，投入该区治理费用高。在建设工程范围内的挖方边坡是本项目重点防范的部位，目前，广东省对高陡挖方边坡有成熟的防治经验，如对高陡挖方边坡进行专项设计，采用类似中部地块北侧挖方边坡的支护措施，并配合相应的地质灾害监测措施，可以消除或减弱高陡挖方边坡的危害性和危险性，因此，对建设场地的地质灾害采取相应的工程防治措施后，可以进行工程建设。

4 地质灾害防治措施

针对评估区段各类地质灾害特点，结合危险性分区及适宜性评估结果，在工程施工过程中及建成后运营期间建议采取防治措施如下。

4.1 挖方边坡崩塌或滑坡

1)对挖方边坡分级进行支护与加固。

2)坡脚采用浆砌片石挡土墙，坡体可采用锚杆加钢筋混凝土方格网的防护措施，同时在边坡体内设置排水系统，排除边坡坡体内地下水。

3)在坡顶设置横向截水沟，在边坡坡面设置排水系统，并与周边自然排水系统相接。

4)在边坡坡面上采用植草等生物措施保持水土，防止水土流失。

4.2 填方边坡崩塌或滑坡

1)为防止边坡表层土体失稳，可设置兼具疏干边坡土体水分的边坡支撑渗沟或拱形、人字骨架等嵌固边坡植物防护的设施。

2)采用排水隧道或仰斜排水孔疏干地下水，防止边坡重变形或失稳。

3)对于填土较厚的边坡宜根据填方高度及地形条件，选用绿化草皮防护，绿化草皮可采用喷射草籽绿化及挂三维网坡面加固；填方高度较大的边坡采用浆砌片石骨架植草护坡或采用浆砌块石防护。

4.3 地面沉降

地面沉降主要为填土在上部附加荷载的作用下出现压缩固结，回填区段较多，填土具不均匀性，施工中应采用相应措施防止出现较大沉降。其主要处理措施如下：

1)填土地段应加强夯实、碾压[15]，过厚区段可以采用夯实水泥土法、水泥粉煤灰矿石桩(CFG桩)等进行地基处理。

2)地基处理后采用钻芯法或单桩复合地基载荷试验进行施工质量检测。

3)设置固定监测点，定期对地面沉降和水位进行监测，发现问题及时处理。

4.4 泥石流

1)在形成区、流通区采用植树造林等治水保土的方案以巩固土壤不受冲刷，修筑排水沟系疏干土壤，减少地表水的入渗。

2)在堆积区加强排导，修筑排洪道、急流漕、导流堤等设施以固定沟槽，改善沟床平面。

3)应加强对泥石流的连续监测，做好预警措施。

5 结语

1)通过对项目建设场地进行地质灾害危险性评估，结果表明边坡崩塌或滑坡为最具危害性的地质灾害，建设以及后期运营过程中应重点预防。

2)挖方边坡的稳定性问题导致项目建设场地适宜性总体评价为适宜性差，但是对此目前已有成熟的解决方案，可对其进行专项设计，消除其危险后进行后续施工。

3)本文为同类型项目建设过程中地质灾害的评估提供了参考，同时针对具体自然灾害所提的防治措施也有一定的工程借鉴意义。