甘肅紅楓嶺國際健康城地質災害危險性評估及防治措施

張曉東， 張玉一

（甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院，甘肅 蘭州730020）

1 地質概況

評估區位于甘肅省蘭州市七里河區，本項目是集衛生醫療住宅一體的大型城市綜合大型建設項目。 評估區地處祁呂賀山字型構造體系前弧西翼與河西系武威—蘭州構造帶的復合部位，不同構造體系的相互干擾或改造，使本區構造形跡十分復雜，出露的地層主要為第四系（Q）。 區內土體根據其成因類型和土體結構可分為一般土和特殊土兩大類型［1］。

1.1 一般土

黃土狀粉土單層土體（Q3al）：該類土體主要出露于評估區北側，構成黃河Ⅳ級階地，巖性為黃土狀粉土，局部為砂土，稍濕，中密，其物理力學性質為：重度15.6 kN／ m3，天然含水率13. 1% ～16. 3%，具（Ⅲ-Ⅳ級）嚴重-很嚴重自重濕陷。 地基土承載力特征值160 kPa。

1.2 特殊土（Q3eol）

馬蘭黃土：廣泛分布于評估區內，顏色為淺黃色，質地均一，具大孔隙，垂直節理發育，遇水易崩解。 根據已有成果，其重度為11.78±0.82 kN／ m3，天然含水率4.952%±0.192%，液限的平均值為28.48%±2.18%，塑限平均值為18.92%±2.74%，內聚力23.2 kPa，內摩擦角25.1°±3.45°，密度2.108±0.082 g／ cm3，孔隙率52.52%±1.58%，濕陷系數 δs＝0.016 ～0.065，自重濕陷系數 δzs＝0.015～0.132，具有（Ⅲ-Ⅳ級）嚴重-很嚴重自重濕陷。 地基土承載力特征值120 kPa。

2 水文地質特征

根據地下水的賦存條件、水理性質及水動力特征，評估區地下水類型主要為松散巖類孔隙水，具體為蘭州斷陷盆地潛水。 地下水埋深大于20 m，含水層主要為斷陷盆地沉積的砂礫石層。 其補給條件較為復雜，主要有黃河入滲、河（溝）谷潛流側向補給、大氣降水、灌溉水、污水、溝谷地表水入滲補給，且人工開采是其唯一的排泄途徑。 地下水富水性較好，水化學類型為HCO3－-Ca2＋、HCO3－-Ca2＋-Mg2＋或Cl－-SO42－-Na＋-Ca2＋-Mg2＋及Cl－-Na 型，礦化度在0.5～5.0 g ／ L，單井涌水量大于1 000 m3／ d。 對混凝土及鋼結構具有一定的腐蝕性，但較微弱［2］。

3 工程建設引發地質災害危險性預測評估

區內地質環境較為脆弱，自然地質環境對人類工程活動十分敏感，環境的改變可能引發一些災害發生。 根據工程特點，工程建設可能引發的地質災害主要表現在場地平整和基礎開挖。 地質災害威脅對象主要為施工設備和人員，以及擬建工程。

3.1 場地平整可能引發地質災害的危險性預測

本項目擬建物主要為房屋建筑，擬建場地自然高程1 622～1 660 m，設計地面標高為1 625 ～1 600 m，場地局部高低不平，需進行局部整平。 其中評估區南側場地平整高度為0 ～3 m，北側場地平整高度為0～8 m，會形成高陡斜坡，以及場地內巖土體主要為馬蘭黃土，其節理裂隙發育，場地平整時會使其結構破壞，引起應力重分布或應力集中效應，易發生局部崩塌、滑坡，所以場地平整引發地質災害的可能性較大［3］。 由于南側場地平整高度小，巖土體自身結構破壞后多會發生土溜及掉塊，可能造成的損失小；北側由于場地平整高度大，發生災害易造成較大損失，考慮到場地平整時以機械開挖為主，主要威脅到挖掘機和裝載機，會對機械造成局部損壞，以及施工人員3～5 人，設備1～2 臺，經濟損失在100 萬內，可能造成的損失小，預測危險性小。

3.2 基坑開挖引發崩塌、滑坡災害的危險性預測

本項目擬建物主要為房屋建筑，其中15F 以上高層建筑物基礎采用樁筏基礎，2 ～4F 建筑物基礎采用淺基礎，建筑物底下部分分布有1 ～2F 地下室，其基坑最大開挖深度4～8 m。 場地內巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節理裂隙發育，基坑開挖時坑壁處的馬蘭黃土原有的應力平衡遭到破壞，引起應力重新分布或應力集中等效應，再加上施工機械產生震動、加載、降水、地震等外力作用下有可能失穩引發局部崩塌，以及基坑開挖深度較大，因此基坑開挖引發崩塌、滑坡災害的可能性較大，主要威脅對象為挖掘機和作業人員，威脅人5 ～8 人，施工設備2～3 臺，可能造成的直接經濟損失約為200萬元，可能造成的損失中等，預測危險性中等。

4 工程建設加劇地質災害危險性預測評估

評估區與擬建工程有關的主要是不穩定斜坡和黃土濕陷，擬建物建設主要為房屋建筑。 對地質災害的影響分析如下：

4.1 工程建設加劇不穩定斜坡的危險性預測

擬建工程沿不穩定斜坡坡頂、坡腳布設，直接受不穩定斜坡的威脅，工程建設可能會加劇不穩定斜坡，具體危險性評價如下。

X1 不穩定斜坡呈近直立狀，組成不穩定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節理裂隙發育，受擾動易發生地質災害，擬建物施工時會對X1 不穩定斜坡有加載作用，以及施工時的機械振動、建筑材料堆積等都會對不穩定斜坡有加載作用，工程建設加劇X1 不穩定斜坡的可能性較大。 可能造成的經濟約300 萬，可能造成的損失中等，危險性中等。

X2 不穩定斜坡穩定性較差，組成不穩定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節理裂隙發育，擬建物施工時會對X2 不穩定斜坡坡腳有開挖擾動現象，斜坡坡腳開挖后會使不穩定斜坡相對高度增加，以及對坡頂的加載振動作用，都可能會加劇不穩定斜坡局部地段的變形，所以工程建設加劇X2 不穩定斜坡失穩的可能性較大。 可能造成的經濟約400 萬，可能造成的損失中等，危險性中等［4］。

X3 不穩定斜坡穩定性較差，組成不穩定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節理裂隙發育，擬建物施工時會對X3 不穩定斜坡坡腳有開挖擾動現象，斜坡坡腳開挖后會使不穩定斜坡相對高度增加，以及對坡頂的加載振動作用，都可能會加劇不穩定斜坡局部地段的變形，所以工程建設加劇X3 不穩定斜坡失穩的可能性較大。 可能造成的經濟約400 萬，可能造成的損失中等，危險性中等。

X4 不穩定斜坡穩定性較差，組成不穩定斜坡巖土體主要為馬蘭黃土，馬蘭黃土具大孔隙，節理裂隙發育，擬建物施工時會對X4 不穩定斜坡有加載作用，以及施工時的機械振動、建筑材料堆積等都會對不穩定斜坡有加載作用，工程建設加劇X4 不穩定斜坡的可能性較大。 可能造成的經濟約300 萬，可能造成的損失中等，危險性中等。

4.2 工程建設加劇黃土濕陷的危險性預測

評估區內濕陷性土層主要為馬蘭黃土和黃土狀粉土，濕陷性土具有中等－嚴重自重濕陷。 根據工程的特點，擬建物主要為房屋工程，在建筑地下會布設有用水管道，以及項目施工時可能形成局部低洼地形，并隨著近些年極端天氣的增多，突降大暴雨或者到雨季時，連續陰雨天氣，可能會加劇建設場地產生陷坑、陷穴，造成地基土下陷，威脅施工設備以及工程本身的安全，另外由于濕陷性土層的濕陷量及濕陷厚度較大，若對地基處理不當，一旦發生黃土濕陷，可能引起擬建物基礎不均勻沉降、地面沉陷、裂縫等，所以建筑物施工加劇黃土濕陷的可能性大。考慮到黃土濕陷為一種漸變過程，濕陷跡象較明顯易處理，所造成的損失主要為前提處理加固費，可能造成的損失約90 萬元，可能造成的損失小，預測危險性中等。

5 地質災害危險性綜合評估

根據上述評估原則、依據和方法，將評估區地質災害危險性綜合分區劃分為地質災害中等區，面積為2.02 km2。 現狀評估：區內發育的X1、X2、X3 及X4 不穩定斜坡發生災害的可能性較大，可能造成的損失中等，危險性中等。 黃土濕陷發生的可能性大，可能造成的損失小，危險性中等。 預測評估認為：基坑開挖引發崩塌、滑坡的可能性較大，可能造成的損失較大，危險性中等。 工程建設加劇X1、X2、X3 及X4 不穩定斜坡發生災害的可能性較大，可能造成的損失中等，危險性中等。 工程建設加劇黃土濕陷的可能性大，可能造成的損失小，危險性中等。 綜上，評估區地質災害危險性綜合分區劃分為地質災害中等區。

6 地質災害防治措施建議

6.1 災害點防治措施建議

（1） 不穩定斜坡。 X1、X2、X3 及X4 不穩定斜坡進行坡面防護，坡面可采用錨桿或錨索＋框架，坡腳修建擋土墻以及截排水工程等措施進行治理，防止不穩定斜坡對工程建設及運營造成危害。 工程措施實施前以監測和立警示牌為主。 根據地形地貌、地層巖性條件設計安全合理的切坡坡率，并進行專項勘查，在邊坡勘查和穩定性計算的基礎上，委托具有地質災害專項資質的單位進行地質災害設計、施工治理工作，在工程布置時應留出安全距離，不得取土、開挖坡腳，并按照施工設計自上而下開挖，并作好坡頂坡面截排水工作，加強和完善排水系統。

（2）黃土濕陷。 ①地基處理消除或降低黃土濕陷性以滿足建筑物設計要求。 ②在綠化帶底下設排水廊道，地表設置截排水渠，并做好建筑物周圍及其基礎周圍的防排水措施；施工期間做到場地排水順暢。

6.2 建設過程中地質災害防治措施建議

在工程建設期應在4 處不穩定斜坡部位設立安全警示標志，防止崩塌、滑坡對場區工作人員及運行車輛構成危害。 基礎開挖時，基坑邊坡應設置合理的坡率，并采取臨時支護措施，防止崩塌的發生。 場地平整時盡量減少開挖量及開挖幅度，局部形成的挖方邊坡，應采取支護措施。 工程建設中產生的大量棄渣棄土應集中外運處理，嚴禁堆放在場地內。場地內有厚度較大的濕陷性黃土，對地基處理時應嚴格按照相關規范實施，并在擬建物周圍做好防排水措施，防止基礎下沉。 擬建場地設計有大量綠化帶，應合理控制綠化水量，防止大量澆灌導致濕陷性土發生濕陷，而引起建筑物變形、沉降等。 施工過程中做好地質災害監測預警體系，確保工程安全運營。施工時應做好基礎的防水措施，如設置排水溝等措施，避免大量施工用水或降水入滲，出現大面積、長時間浸泡的現象，以致引發黃土濕陷災害。