天水七里墩村委會城中村改造工程場地適宜性評價

趙旭榮

（中冶集團武漢勘察研究院有限公司，湖北武漢430080）

天水七里墩村委會城中村改造工程場地適宜性評價

趙旭榮*

（中冶集團武漢勘察研究院有限公司，湖北武漢430080）

天水七里墩村委會城中村改造項目位于玉泉鎮七里墩村水家溝溝口東岸，該項目擬建3棟9層點式樓。為預防該項目在建設過程和建成運營中免受地質災害的危害和威脅，為工程建設提供地質災害的防治依據，對該項目地質災害危險性進行評估。評估區發育的地質災害主要有泥石流和黃土濕陷。泥石流屬于暴雨型的溝谷型泥石流，經計算得出，在擬建場地區一帶泥石流的流速為1.55m/s，泥石流通過能力為74.23m3/s，對擬建項目的危險性中等。根據場地區黃土濕陷災害發生的可能性和可能造成的損失，評估區內黃土濕陷災害的危險性小。結合預測評估的結果，最終綜合評估該區地質災害危險性中等。針對施工過程易引發基坑失穩形成崩塌，提出相應的防治措施。同時，對場地的適宜性作出評價，得出治理以后整個擬建場地為基本適宜的建設用地。

七里墩村；城中村改造；危險性評估；場地適宜性

2004年國土資源部發布了關于加強地質災害危險性評估工作的通知，要求建設用地之前必須進行地質災害危險性評估，這是從源頭減少地質災害的重要舉措，具有重大的現實意義［1-3］。

在地質災害易發區內進行工程建設，必須在可行性研究階段進行地質災害危險性評估［4］。為了減少因不合理工程活動引發的地質災害，就必須對建設項目征地范圍及其周邊滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地質災害進行危險性現狀評估，對建設項目可能加劇、誘發地質災害的可能性和工程建設本身可能遭受地質災害的危險性進行預測評估和綜合評估，并提出可行的地質災害防治措施及建議［5］。

適宜性評價在城市規劃中經常用到，目前主要應用于城市建設用地評價、農業用地評價、自然保護區或旅游區用地評價、區域規劃和景觀規劃、項目選址以及環境影響評價等［6-7］。

為預防天水市秦州區玉泉鎮七里墩村委會城中村改造擬建項目在建設過程和建成運營中免受地質災害的危害和威脅，為工程建設提供地質災害的防治依據，本文在參考前人研究資料的基礎上，對天水市秦州區玉泉鎮七里墩村委會城中村改造擬建項目地質災害危險性進行評估。通過本次評估，對建設場地的適宜性做出評價，為工程的設計、施工及工程建成后的安全運營提供地質災害治理和防治的依據，避免或減輕工程在建設過程或建成運營后因地質災害造成的危害。

1　工程概況

天水七里墩村委會城中村改造擬建項目位于玉泉鎮七里墩村水家溝溝口東岸，羲皇大道中路南側直線距離約170m處。

擬建場地近似呈一北側寬44.99m，南側寬30.65m，南北長118.56m的梯形布置，總用地面積4537.85m2（6.81畝）。地形總體上呈西北高東南低的趨勢。在擬建場地西側中間設置小區入口。場地擬建3 棟9層點式樓，總建筑面積約為8173.71m2。在每棟樓北側狹窄的條形段布置露天停車場，共設置16個停車位（圖1）。

根據現場調查和資料分析，結合本區地質環境條件、地質災害的分布和發育特征，確定本次評估工作的調查范圍為擬建場地及整個水家溝流域，調查區總面積約21.8km2。

天水市秦州區玉泉鎮七里墩村村民委員會城中村改造項目擬建3棟9層點式樓，總建筑面積約為8173.71m2。根據甘肅省《地質災害危險性評估規程》的規定，該項目層數介于8～19之間，屬較重要建設項目。

擬建場地地貌單元屬藉河南岸Ⅱ級階地后緣與水家溝洪積扇前緣交匯部位。場地內地形條件較復雜；巖土性質較復雜；地震抗震設防烈度為8度；地表水和地下水對土體結構的影響中等；不良地質作用較發育；破壞地質環境的人類工程活動較強烈。根據《地質災害危險性評估規程》（甘肅省地方標準）5.4.3丘陵山區以外地區地質環境復雜程度的劃分標準，對評估區進行地質環境條件判定，判定評估區地質環境條件復雜程度為較復雜。

綜上，擬建項目屬較重要建設項目，地質環境條件較復雜，依據甘肅省《地質災害危險性評估規程》（DB62T1792-2009），該擬建項目地質災害危險性評估級別屬二級。

2　地質環境條件

市區一帶主要河流為渭河一級支流藉河，經評估區北側至麥積區北道埠峽口匯入渭河。水家溝是藉河右岸的一條支溝，發源于天水市南山一帶，從南向北于天水市秦州區東郊匯入藉河。該溝谷為一常年性流水的溝谷，在七、八、九月雨季會形成短暫洪流。在該溝谷流域內風化剝蝕形成的小型坍滑松散固體物質及自然堆積和人工棄渣松散固體物質均較為豐富，在較大暴雨時溝谷內常形成洪水，引發泥石流災害。水家溝是典型的泥石流災害溝道，直接影響對象為溝口的七里墩村。

2.1地形地貌

擬建場地位于玉泉鎮七里墩村水家溝溝口東岸。評估區總的地形特點是南高北低（圖2），最低點位于評估區東南角海拔1149.27m（圖3），最高點位于評估區南側水家溝東岸岸坡頂部，海拔1160.5m，相對高差11.23m。根據地貌形態和成因類型，評估區內地貌類型為藉河南岸Ⅱ級階地后緣與水家溝洪積扇前緣交匯部位。

圖2　評估區場地遠景

圖3　評估區東側近照

水家溝主溝大約呈南北向展布的長條狀發育，寬度一般30～35m，最寬處超過40m，水家溝河水自南向北貫穿于評估區，兩側支溝匯流，形成溝床。水家溝溝床地勢低平，兩側發育臺地大部為玉泉鎮七里墩村村民小康住宅區、主要企業用地及農田。溝谷流域內風化剝蝕形成的小型坍滑松散固體物質及自然堆積和人工棄渣松散固體物質均較為豐富，為本區泥石流提供了豐富的松散物質來源。

2.2地層巖性

評估區出露地層主要為新近系泥巖（N）和第四系（Q）。新近系泥巖為本區下伏基巖，厚度大，僅在附近沖溝溝底部少量出露。第四系按成因類型自上而下主要分為第四紀沖洪積成因的黃土狀粉質粘土、角礫及圓礫等3層巖土組成。

2.3地質構造

評估區處于祁連—北秦嶺造山帶復合部位，區內構造線以北西、北西西向為主，主要的斷裂和褶皺（圖4）主要有：

天水郡—水家溝斷裂（F2）：該斷裂整體形態為一向北突出的弧形，長約26km。該斷裂總體走向為NW60°，傾向NE，傾角約為50°。斷裂在地貌上也非常清晰，構成南側高山與山前梁狀丘陵的地貌分界線。斷裂活動為逆斷層的特性，局部地段表現出正斷層的特征。對區內的地質環境有一定的影響。

窩駝里斷裂（F3）：斜切天水市窩駝里北藉河谷底。為一壓扭性斷層，傾向南西，傾角85°。對評估區內的地質環境影響不大。

藉河向斜：其軸線呈北西西向，大致沿藉河、渭河河谷方向伸展，為一寬闊傾伏向斜，本區位于該向斜軸部。對評估區內的地質環境有局部的影響。

在擬建場地及附近無全新世活動斷裂通過，區域地質構造相對穩定。

2.4人類工程活動對地質環境的影響

人類工程活動與本區泥石流的發展有著密切關系。評估區位于天水市秦州區玉泉鎮七里墩村水家溝溝口東岸，因受水家溝溝谷特殊地理條件的制約，村內人口相對密集，人類工程活動較為頻繁，主要表現在濫伐森林資源和溝道內耕種、修路建房廢渣廢土亂棄亂堆兩方面，為區內泥石流的形成儲備了較為豐富的固體物質來源，破壞地質環境的人類工程活動較強烈。

3　地質災害危險性評估

3.1現狀評估

根據野外實際調查，現狀條件下評估區發育的地質災害主要有泥石流和黃土濕陷（圖1）。

3.1.1泥石流

（1）泥石流溝發育特征。評估區內發育1條泥石流溝——水家溝，其溝谷地形要素特征見表1。根據評估區內水家溝溝谷的平面形態、溝谷橫斷面及匯水水源等特點，按其物質組成、流域的形態、規模大小和泥石流容重等劃分的標準，評估區內發育的水家溝泥石流屬于暴雨型的溝谷型泥石流。

水家溝泥石流的形成區、流通區較為明顯。泥石流溝谷橫斷面呈典型的“U”字型溝谷，主溝谷長4.5km，主溝縱坡降37‰，流域相對高差360m，山坡坡度一般在40°，流域面積21.8km2，其平面形態呈“樹葉形”。水家溝泥石流為稀性泥石流，在主溝道下游及溝口堆積形態不甚明顯，七里墩村就位于水家溝洪積扇上。

表1　評估區發育的泥石流溝谷地形要素特征

（2）泥石流形成條件分析。水家溝泥石流溝N1位于評估區西側，流域形態為“樹葉形”，流域面積為21.8km2，主溝長度為4.5km，主溝溝床平均比降為37‰，溝道較順直，支溝呈樹枝狀發育，溝谷形態呈“U”字型，山坡坡度在40°左右。其地形條件使流域內具備了良好的匯水條件，利于松散物質的匯聚和搬運，為泥石流的形成提供了有利的地形地貌條件。

評估區地處藉河南岸Ⅱ級階地后緣與水家溝洪積扇前緣的交匯部位。流域內斜坡坍滑塌堆積物較為豐富，這些堆積物結構松散，在大量降水形成坡面地表水流的沖蝕作用下，常常形成規模不等的坍滑塌體，在地表雨洪水的沖蝕作用下坡面經常發生較為嚴重的水土流失現象，其堆積物直接堆積于溝道兩岸的坡腳部位（圖5），易被雨洪水直接沖蝕搬運，為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源。根據野外調查統計，水家溝流域內松散固體物質儲量為57.94×104m3/km2，泥砂沿程補給長度比80%左右。

據秦州區氣象資料，區內一次連續最大降水量為286.6mm，1d最大降水量為113mm，1h最大降水量為57.3mm，暴雨具有局地性、高強度的特征，具備泥石流形成的雨強條件。

（3）泥石流的災情及防治現狀。水家溝泥石流屬于暴雨型溝谷泥石流，發生于降水集中的6～9月份。水家溝泥石流的爆發頻率一般為6年發生一次，其規模中等，對溝道兩側的坡體，溝口兩岸居住的七里墩村居民、溝口建筑設施及道路構成一定的威脅，未造成人員傷亡和重大經濟損失，災情為一般級。

圖5　水家溝東岸岸坡及堆積物

1975年對水家溝泥石流進行了工程治理，下游段利用漿砌塊石修建了排導堤對泥石流進行排導。排導堤寬32m，高約2m的梯形排導堤。據訪問，泥石流溝防治工程防治效果良好，減災效益顯著。

采用鐵一院建立的我國西北地區稀性泥石流流速經驗公式校核排導堤的泄流能力，實際泄流量按下式進行計算：

式中：Q——泥石流流量，m3/s；

Vc——泥石流流速，m/s；

ω——排導堤斷面面積，m2；

α——泥石流內阻力系數；

H——泥位，m，排導堤取1.5m；

B——排導堤寬度，m，場地西側排導堤32m；

I——溝床比降，經簡測，排導堤為0.037；

φ——增流系數，按φ=（γc-10）/（γh-γc）計算；

式中：γc——泥石流的重度，kN/m3，查得其值為15.48kN/m3；

γh——泥石流固體物質容重，取26.5kN/m3。

經計算得出，在擬建場地區一帶水家溝排導堤中泥石流的流速為1.55m/s，泥石流通過能力為74.23m3/s。

（4）泥石流災害危險性評估。依據甘肅省《地質災害危險性評估規程》中“溝谷泥石流易發程度數量化評分表”對水家溝泥石流發育的15個因子逐項進行打分，結果為107分，然后根據綜合評分結果劃分易發程度為中易發。

經實地調查，現狀條件下水家溝一般6年發生一次泥石流災害，這與打分結果基本上一致。水家溝泥石流為稀性，在主溝道下游及溝口堆積形態不甚明顯，七里墩村就位于水家溝洪積扇上。

泥石流流量采用配方法進行計算：

式中：QC（1%）——百年一遇的泥石流流量，m3/s；

QB（1%）——百年一遇的清水流量，m3/s；

φ——增流系數；

D——泥石流溝道堵塞系數，根據該溝谷的實際分別取1.78。

百年一遇清水流量按隴南地區的經驗公式計算：

式中：QB（1%）——百年一遇的清水流量，m3/s；

F——流域面積，km2。

泥石流的規模按照一次最大沖出量來劃分。本次采用經驗徑流折算法進行概算，其公式如下：

式中：WH——泥石流一次最大沖出量，m3；

QC（1%）——泥石流最大流量，m3/s；

T——泥石流過程時間，s。

評估區內泥石流溝的規模計算成果見表2，水家溝泥石流的規模為中型。

根據前面計算，目前水家溝排導堤過流能力為74.23m3/s，而該溝谷百年一遇泥石流流量為397.42m3/s，排導堤過流能力遠遠難以滿足百年一遇泥石流的流量。若該溝谷發生百年一遇的泥石流災害，將會掩埋淤埋整個擬建場地，將可能對正在建設或建成后運營的擬建項目及相鄰的工程設施造成較大的破壞和危害。在工程建設過程中和運營期間可能對100～110人的生命財產安全造成威脅，威脅財產約1000～2200萬元，因此水家溝泥石流災害對擬建項目的建設和運營所造成的損失中等。

水家溝為一中易發的泥石流溝，其泥石流對擬建項目可能造成的損失中等。根據地質災害危險性分級表，水家溝泥石流對擬建項目的危險性中等。

3.1.2黃土濕陷

根據現狀調查，評估區范圍內未發現黃土濕陷造成建筑物不均勻沉降或毀壞道路、渠道等工程設施的跡象；在工程建設或運營過程中，主要工程均處于濕陷性黃土區，若上下水管網滲漏或地表排水不暢形成的地表水滲漏，可能造成黃土濕陷危害；擬建項目建筑采取大開挖的淺基礎進行施工，基礎持力層以角礫層為主，黃土濕陷對擬建建筑物造成危害的可能性小。

表2　水家溝泥石流流量及規模計算結果一覽表

濕陷性黃土主要對場地區建筑物因地基土濕陷產生不均勻沉降，引起基礎下裂縫、墻體開裂等現象，嚴重時可造成結構的破壞。由于擬建項目建筑基礎持力層以角礫層為主，避免了黃土濕陷對主體建筑的危害，黃土濕陷僅擬建項目區內道路、綠化等次要建筑物造成一定的危害，其危害程度較小，對擬建建筑物可能造成的損失小。

根據場地區黃土濕陷災害發生的可能性和可能造成的損失，評估區內黃土濕陷災害的危險性小。

3.2預測評估

（1）場地整平開挖和回填形成的人工邊坡引發災害危險性預測。根據場地豎向設計及建筑位置布局，擬建場地整平采用挖高填低的方法。

擬建場地位于玉泉鎮七里墩村水家溝溝口東岸，場地自西北向東南呈三級臺階狀。根據場地豎向設計及建筑布局，需對場地西北角進行開挖，對場地東南角低洼處進行回填。在擬建場地東側邊界即天河家園小區圍墻外側會回填形成一人工邊坡，坡高7～7.5m，長度約120m。為了防止建筑物基礎發生不均勻沉降，從而導致建筑物基礎開裂破壞等，在施工過程中，勢必會對回填土體進行強夯處理，加上天河家園小區圍墻對形成的人工邊坡坡體起到一定支護作用。所以，預測評估認為場地整平開挖和回填形成人工邊坡引發災害的可能小、損失小、危險性小。

（2）基坑開挖形成的坑壁失穩引發崩塌災害的預測。根據建筑物特點及基礎埋深要求，在施工過程中須進行基坑開挖，最大開挖深度約4～5m。若長時間施工震動，可能引發部分深基坑失穩形成崩塌，威脅施工人員的生命及設備財產安全，威脅人數小于5人，可能造成的損失小于20萬元，可能造成的損失小。所以，預測評估認為基坑開挖所形成的坑壁失穩引發崩塌的可能性較大，損失小，危險性小。

（3）工程建設可能加劇泥石流災害的危險性預測。規劃區場地地形相對較為開闊，在工程建設過程中對局部地段進行土方開挖，但土方全部回填在擬建場地東南角地勢低洼處，工程建設過程中不產生廢渣棄土，不會給水家溝泥石流提供松散的固體物質。因此預測評估認為在工程建設過程中加劇水家溝泥石流災害的可能性小，危害程度小，危險性小。

（4）工程建設可能加劇黃土濕陷災害的危險性預測。評估區平整場地時破壞了原有的黃土結構，利于地表水的入滲、潛蝕、溶解并帶走土體中的可溶鹽成分，破壞土體的固有結構及粘結力，降低土體強度。但是施工過程中用水量較小，不會發生大面積的入滲。預測工程建設加劇黃土濕陷災害的可能性小，危險性小。

3.3地質災害危險性綜合評估

地質災害危險性綜合評估是在各單災種危險性現狀評估和預測評估的基礎上，結合評估區地質環境條件的差異和地質災害隱患點的分布，進行地質災害危險性綜合分區評估，綜合確定區內不同地段的地質災害危險性，并對場地的使用做出適宜性評價，最后提出地質災害防治措施意見。

根據擬建工程性質、建設工程特點和地質災害的分布發育特征，充分考慮現狀和預測評估結果，進行綜合評估。若現狀或預測評估結果為危險性大，則綜合評估危險性大；若現狀和預測評估結果均為危險性小，則綜合評估危險性小；介于二者之間為危險性中等。

考慮地質災害發育特征及場地整平對評估區的影響，危險性中等區面積為4537.85m2，占擬建項目用地面積面積的100%。

現狀評估：水家溝泥石流溝發生災害的可能性較大，對擬建項目可能造成的損失中等，危險性中等。區內黃土濕陷發生災害的可能性小，對擬建場地可能造成的損失小，危險性小。

預測評估：場地整平開挖和回填形成人工邊坡引發災害的可能性小，損失小，危險性小；基坑開挖形成的坑壁失穩引發崩塌的可能性較大，損失小，危險性小。工程建設加劇泥石流災害的可能性小，損失小，危險性小；工程建設加劇黃土濕陷災害的可能性小，損失小，危險性小。

綜合評估：該區地質災害危險性中等，通過治理以后整個擬建場地為基本適宜的建設用地。工程建設可能引發的地質災害主要是施工過程引發基坑失穩形成崩塌，現提出相應的防治措施：（1）工程建設過程中，要重視對擬建項目西側水家溝泥石流的防洪和排導。（2）定期對水家溝溝道進行清淤疏浚，減少溝道內松散固體物質的數量。（3）在建筑物地基開挖過程中，應采取放坡、支護或支擋等臨時性措施，防止引發基坑邊壁發生崩塌，同時要做好場地周邊范圍內及建設場地內的截水、排水工作，避免黃土濕陷，引起建筑物基礎產生不均勻沉陷。

4　結論

（1）擬建項目屬較重要建設項目，地質環境條件較復雜，地質災害危險性評估級別屬二級。區域地質構造相對穩定，破壞地質環境的人類工程活動較強烈。

（2）評估區發育的地質災害主要有泥石流和黃土濕陷。泥石流屬于暴雨型的溝谷型泥石流，經計算得出，在擬建場地區一帶泥石流的流速為1.55m/s，泥石流通過能力為74.23m3/s，對擬建項目的危險性中等。根據場地區黃土濕陷災害發生的可能性和可能造成的損失，評估區內黃土濕陷災害的危險性小。結合預測評估的結果，最終綜合評估該區地質災害危險性中等，通過治理以后整個擬建場地為基本適宜的建設用地。

（3）針對施工過程中易引發基坑失穩形成崩塌，提出防洪、排導、疏浚、防護等措施。

［1］國土資源部國土資發（2004）69號.關于加強地質災害危險性評估工作的通知［A］.

［2］國務院令（2003）第394號.地質災害防治條例［A］.

［3］劉希林.我國“地質災害危險性評估技術要求”中的有關問題［J］.中國地質災害與防治學報，2013，24（2）：8-16.

［4］張少鋒，徐俊，李愛國，等.地質災害危險性評估流程及相關問題討論［J］.資源環境與工程，2014，28（5）：703-707.

［5］伍波，李波，伍良松，等.西南山區道路工程地質災害危險性評價研究［J］.勘察科學技術，2014（1）：25-32.

［6］楊俊宴，史宜，孫欣.山水環境下的新城空間分區適宜性評價［J］.東南大學學報，2012，42（6）：1132-1138.

［7］王玉國，尹小玲，李貴才.基于土地生態適宜性評價的城市空間增長邊界劃定［J］.城市發展研究，2012（1）：76-82.

TU4

A

1004-5716（2016）04-0006-06

2015-04-01

趙旭榮（1974-），男（漢族），湖北武漢人，高級工程師，現從事巖土工程勘察、設計與地質災害防治方面的研究工作。