長發博物館民族文化園地質災害特征及防治措施

萬磊

長發博物館民族文化園地質災害特征及防治措施

萬磊1,2

（1. 湖南宏禹工程集團有限公司，長沙 410000；2. 桂林理工大學地球科學學院，桂林 541006）

通過對長發博物館民族文化園項目周圍地質災害和隱患進行野外調查，查明主要地質災害為不穩定斜坡，對其發育現狀進行了評估，并預測不穩定斜坡對工程建設存在的地質災害影響，提出了地質災害防治措施，建議對不穩定斜坡進行放坡處理，并在地面主體建筑施工前進行漿砌石擋墻護坡。

野外調查；地質災害；不穩定斜坡；不均勻沉降

長發博物館民族文化園建設項目位于桂林市龍勝各族自治縣龍脊鎮金江村。中心點地理坐標：東經110°07′27.02″，北緯25°44′52.7″，北西距靈川縣城15km，南經由552鄉道可到達龍勝各族自治縣城，交通較為便利，擬建博物館（4F），高度14.2 m，總投資5000萬元。

1 建設項目地質環境條件

1.1 區域地質背景

研究區位于馬海背斜北西翼，背斜軸部呈北東向延伸，長大于30km，核部出露元古界板溪群上亞群下組（Ptbn21），兩翼由元古界板溪群上亞群中組（Ptbn22）組成。

細門斷層從擬建項目西側通過，斷層南端距擬建項目區3 km，軸向北東10°~45°，長度大于30km，，斷層面傾向310°，傾角40°~50°；馬堤-宛田斷層位于研究區西5.3 km，通過馬堤、泗水、和平、宛田等第一帶，地表被切的地層有板溪群、震旦系、寒武系等。傾向西，傾角50°~80°，表現為逆斷層。研究區遠離斷層破碎帶，因此基本不受斷層影響。

1.2 氣象水文

研究區屬亞熱帶季風氣候區，雨量充沛，年均氣溫18.7 ℃。年平均降雨量1926mm，降雨量集中于4~8月份，占全年降雨量的62.5%，期間常有大雨或暴雨；枯水季節為11月至翌年2月。對評估區地質災害發生有較大影響氣象特征為暴雨，尤其久旱突遇大暴雨，常常引起崩塌、滑坡等地質災害。

研究區水系為平河支流黃洛河。黃洛河流向自東往西，河寬18~20m，深0.5~2m，多年平均流量2.8m3/s，枯水期流量0.3~0.8m3/s。存在河岸邊坡，坡寬120m，坡高2.8m，坡度80°~90°，由填土及沖洪積粉質粘土組成。局部地段使用石籠網擋土墻防護。黃洛河水位+364m，水深受季節影響，年變幅較小，常年最高洪水水位+365m，對建設項目無影響。

圖1 地形地質示意圖

1-地質界線；2-震旦系燈影組老堡段；3-震旦系燈影組陡山沱段；4-震旦系南沱組上段；5-震旦系南沱組中段；6-震旦系南沱組下段；7-元古界板溪群上亞群上組；8-元古界板溪群上亞群中組；9-元古界板溪群上亞群下組；10-巖層產狀；11-實測斷層；12-建設項目位置

1.3 地形地貌

屬于構造侵蝕中低山區，地貌類型簡單，標高+363.5m~+462.4m，相對高差98.9m，地形坡度23°，北高南低，北西部為林地和村莊，局部有基巖出露。

1.4 地層巖性

1.4.1 第四系（Q）

1）人工堆積層:局部分布有雜色，松散粉質粘土，碎石含量30%，土質均勻，欠固結，厚0.30~2.20m。

2）卵石層。分布于黃洛河階地。呈黃色-黃褐色，次圓狀，微風化，分選性較好，含量60%~70 %，粒徑10~15 cm居多，卵石成分主要為砂巖。該層厚度1.0~2.0 m。

3）殘坡積層:分布于山體斜坡上，為砂巖風化而成的坡殘積土層，呈黃褐色-淺棕色，下部濕，可塑-硬塑狀。含碎塊粒徑0.5~5.0 cm，大者可達10 cm。厚1.0~2.5 m。頂部為灰褐色腐殖土，厚0.3~0.6 m。

1.4.2 元古界板溪群上亞群中組（Ptbn22）:

廣泛分布于研究區，被第四系所覆蓋。為中-厚層狀灰色泥巖，較為堅硬。產狀：271°∠38°。區域總厚度大于1 233 m。

1.5 巖土類型及工程地質性質

將巖土體劃分為土體和巖體兩類:

1.5.1 土體

1）殘坡積粉質粘土單層結構土體

該層土體分布于研究區山體斜坡上，為砂巖風化而成的坡殘積松散土層，為粉質粘土，層厚1.0~2.5 m，硬塊含量25%~40%。據區域工程地質資料顯示，該土呈可塑-硬塑狀態，干強度中等偏上、韌性中等，屬中等壓縮性土，該層粘土無膨脹性，地基承載力特征值fak一般為120~180 kPa，可作為一般建筑地基持力層。該層表層為腐殖土，厚度0.3~0.6 m，呈灰褐色，主要由富含有機質的粘土夾植物根系組成，稍濕-干燥，結構松散，強度低，具不均勻性和中等壓縮性，工程地質力學性能較差。

2）卵石單層土體

主要分布于研究區河流岸邊，呈土黃色-黃褐色，稍濕-濕潤，稍密-中密，厚1.0~2.0m，近地表或被揭露而失水干燥多為松散狀態，卵石以砂巖為主，具有一定強度，低-中等壓縮性，該層承載力特征值fak一般為400~600 Kpa，工程性能較好，可作為一般地基持力層。由于土層分布不均，結構較為松散，厚度變化較大，力學強度高低不均，工程地質力學性能較差，在自然因素和人類工程活動影響下，易產生崩塌、滑坡。

1.5.2 中厚層狀堅硬變質砂巖巖組

研究區巖體確定為中厚層狀堅硬變質砂巖巖組1個類型。巖性為元古界板溪群上亞群中組（Ptbn22）變質砂巖組成，厚度1 351 m，巖石呈青灰色，以硅質砂巖為主，巖石較完整，局部沿裂隙面略有風化跡象，巖質堅硬，錘擊聲脆。整層總體上屬較完整的硬質巖類，巖體基本質量分級屬II級。其飽和單軸抗壓強度（Rc）范圍值102.2~121.6 MPa，平均值108.8 MPa，屬堅硬巖，其地基承載力特征值超過4 000 kPa，工程地質性能優良。

1.6 水文地質條件

主要賦存于元古界板溪群上亞群中組（Ptbn22）變質砂巖中，含水性及水量受構造裂隙發育程度控制，即受砂巖層中節理裂隙的控制。區域水文地質資料顯示，本區變質巖裂隙水枯季地下水逕流模數3~6 L/s·km2，水量中等。區內變質巖裂隙水接受地表水的滲入補給，以及區外地下水側向補給，以潛流的形式向南運移出場，補給程度與基巖裂隙發育程度關系密切。區內該層地下水通常以向下游徑流及泉的形式排泄，或側滲補給附近河流，其次以蒸發形式消耗。本區變質巖裂隙水垂向上與松散巖類孔隙水有互補關系較為密切。區域水文地質資料顯示，本區地下水類型為HCO3-Ca型，pH值6.0~8.2，呈弱酸至堿性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性，對鋼結構有弱腐蝕性。

1.7 人類工程活動對地質環境的影響

在建設項目南側存在一河岸邊坡，局部地段使用石籠網擋土墻防護措施，該邊坡為前期修建道路和臨時停車場而形成的，該邊坡研究區范圍內坡寬約120 m，坡高約2.8 m，坡度80°~90°。因此，現狀影響地質環境的人類工程活動一般。未來建設項目需進一步進項場地平整，在建設項目北西側進行開挖工程，開挖寬度約75 m，厚度0~10 m，預計坡度為60°。項目南側需進行基坑開挖，形成深度1~2 m的基坑壁。預測影響地質環境的人類工程活動較強烈。

1.8 其他地質環境問題

建設項目擬建建筑南部樁基礎需開挖基坑，預測可能出現基坑崩塌地質環境問題。建設項目區域南部為填方區域，由于場地中細砂在水平方向和垂直方向分布上存在一定差異，土層厚度不均，預測可能會出現地基不均勻沉降地質環境問題。

1）基坑崩塌

本項目主要擬建建筑施工將形成深度小于2m、坡度90°的樁基礎承臺基坑，基坑壁主要由粉質粘土構成，預測可能出現基坑崩塌地質環境問題。由于基坑壁填土可能未經壓實、不均勻，自身穩定性差，若基坑開挖期間遭遇暴雨，基坑壁遭受暴雨長時間沖刷或基坑內泡水等情況，會使基坑壁土體自重變大，可能引發基坑崩塌。施工時基坑周邊不合理堆載也可能導致基坑產生崩塌。建議主體建筑物基礎施工基坑開挖過程中要做好支擋、防水措施，并在非雨季、短時間內完成獨立基礎施工，防止基坑崩塌。

2）地基不均勻沉降

本項目場地已完成平整，堆填有一定厚度的填土，填土壓縮性大，承載力低，擬建建（構）筑物若以該層填土為基礎持力層，可能會遭受地基不均勻沉降，引發建筑物開裂、傾斜。為防止地基不均勻沉降地質環境問題，建議擬建建筑采用樁基礎，置于卵石層之上，并采取壓實手段。

2 地質災害發育現狀評估

2.1 地質災害類型特征

通過野外調查，評估區內目前發現1處自然山體不穩定斜坡和1處復合成因不穩定斜坡（圖2）。自然山體不穩定斜坡ZP1位于建設場地北側，地層巖性為砂巖，產狀316°∠56°，巖層以中厚層狀結構為主，巖層頂部普遍遭受風化，風化帶裂隙較發育，斜坡總體坡向為160°，坡度23°，坡高約96m，坡寬約200m，主要由坡殘積粉質粘土和強風化砂巖組成，土層、強風化砂巖厚度3~6.5m，植被茂密；P1現狀不穩定斜坡位于建設場地南側，主要由填土、粉質粘土和強風化砂巖組成，P1邊坡在研究區范圍內坡寬約120m，坡高約2.8m，坡度80°~90°，局部地段使用石籠網擋土墻防護措施。

圖2 地質剖面圖

不穩定斜坡發育程度（可能性）分級表

判別指標巖土體類型大中等小 坡高H（m）欠固結堆積土、膨脹巖土、軟土>53~5<3 其他堆積土>105~10<5 新近系軟質巖體，碎裂或散體結拘巖體>155~15<5 層狀軟質泥、頁、片巖>2010 ~20<10 層狀次硬-堅硬的碎屑巖和碳酸鹽巖類>3015 ~30<15 塊狀堅硬巖類>4020~40<20 穩定系數Fs 欠穩定、不穩定狀態基本穩定穩定 注1：按“就高不就低”的原則確定，有一項指符合該級別則判定為該級別。注2：可計算Fs的優先按Fs和穩定狀態判定，穩定系數和穩定狀態根據DZ/T0218確定，膨脹巖土不穩定斜坡DB45/T 1250確定。注3：符合6.8.1 b）中2）、3)、4）、5）款特征的斜坡可按滑坡或崩塌評估。注4：土質邊坡粘性土按1∶1坡率，巖質邊坡按1∶0.5~1∶0.75坡率，填方邊坡按設計坡率考慮；超過上述坡率的則就高一級別評定。

2.2 地質災害發育現狀評估

ZP1自然山體不穩定斜坡位于評估區北部。根據野外調查，目前該斜坡未發現大規模崩塌、滑坡等地質災害，地形坡度為23°，坡面上植被茂密，無人類工程活動跡象，無裂縫發育，無地表徑流流過，巖體未發現拉張裂縫，山坡處土層厚度較薄，不超過3.0 m，也未見地面鼓起等明顯變形跡象。根據以上特征，參照表1適用部分，現狀不穩定斜坡地質災害發育程度弱。根據野外調查，評估區未見不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害，未造成人員傷亡和直接經濟損失，主要威脅南部村民及建筑物，受不穩定斜坡地質災害

威脅人數為15~20人，可能直接造成經濟損失100~200萬元，危害程度中等，危險性中等。

P1不穩定斜坡位于研究區南部。該不穩定斜坡寬120 m、高2.8 m、坡度80°~90°（坡率均＞1∶1），坡體組成為填土、粉質粘土和強風化砂巖。目前，該斜坡局部地段已采取石籠網擋墻進行防護。根據以上特征，參照表1適用部分，P1現狀不穩定斜坡地質災害發育程度中等。根據野外調查，研究區未見不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害，未造成人員傷亡和直接經濟損失，主要威脅附近道路及行人，受威脅人數小于5人，可能直接造成經濟損失小于100萬元，危害程度小，危險性小。

2.3 現狀評估結論

綜上所述，現狀評估認為，研究區現狀地質災害主要有不穩定斜坡，現狀地質災害弱-中等發育，危害程度小-中等，危險性小-中等。

3 地質災害發育預測評估

根據野外現狀調查和地質災害發育規律及該場地建設特點分析，本次評估選取不穩定斜坡崩塌、滑坡作為評估的主要地質災害類型。

3.1 工程建設中可能引發或加劇地質災害預測

3.1.1 自然山體不穩定斜坡發生滑坡、崩塌

評估區內存在ZP1一處自然山體不穩定斜坡，該自然山體不穩定斜坡寬度200m、高度96m、坡度23°，斜坡坡體上部為第四系殘坡積粉質粘土，厚1~2.5m，下部為強~中等風化中-細粒砂巖，風化層較厚。預測該自然山體斜坡可能存在的變形破壞模式為坡面第四系殘坡積土體沿土巖接觸面產生滑坡，且局部較陡地段直接發生崩塌。本項目工程建設位于自然山體不穩定斜坡坡腳。工程建設中挖填擾動、樁基礎施工震動、車輛運輸震動對ZP1自然山體不穩定斜坡影響較大，可能引發或加劇不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害。參照表1，預測工程建設中可能引發或加劇自然山體不穩定斜坡地質災害的可能性中等，預計不穩定斜坡崩塌、滑坡規模小于2 000m3。

ZP1自然山體不穩定斜坡發生崩塌、滑坡的誘發因素主要為人為因素，即平整場地挖填擾動，樁基礎施工震動，以及車輛運輸震動等。首先是平整場地過程中的挖填擾動，WP1挖方邊坡的形成可能引發或加劇不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害，其次是就是建設項目東南側的樁基礎施工震動，可能引發或加劇不穩定斜坡發生崩塌、滑坡，最后在過往車輛運輸震動，也可能引發或加劇不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害。ZP1自然山體不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害主要危害工程建設中的施工人員、機械設備等，以及山坡坡腳黃洛村民房和居民，受威脅人數20~30人，可能造成的直接經濟損失100~300萬元，危害程度中等，危險性中等。

3.1.2 現狀不穩定斜坡發生滑坡、崩塌

P1不穩定斜坡位于研究區南部，寬度120m、高度2.8m、坡度80°~90°，主要由填土、粉質粘土和強風化砂巖組成，目前局部地段已采用石籠網擋墻進行防護。工程建設位于該不穩定斜坡北側6 m處，工程建設中挖填擾動、樁基礎施工震動、車輛運輸震動對P1不穩定斜坡影響較大，可能引發或加劇不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害。根據表1，預測工程建設中可能引發或加劇不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害的可能性中等，規模應以小型為主（體積＜100m3）。P1不穩定斜坡發生崩塌、滑坡誘發因素主要為樁基礎施工震動，以及施工車輛運輸震動等。P1不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害主要危害工程建設中的施工人員和機械設備等，以及附近道路、路過行人、車輛等，受威脅人數小于10人，可能造成的直接經濟損失小于100萬元，危害程度小，危險性中等。

3.2 工程建成后可能引發或加劇地質災害預測

工程建成后不存在引發或加劇不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害。

3.3 建設工程自身可能遭受已存在的地質災害預測

3.3.1 自然山體不穩定斜坡發生滑坡、崩塌

ZP1自然山體不穩定斜坡寬度200m、高度96m、坡度23°，主要由粉質粘土和強、中風化砂巖組成，頂部風化層厚度2~6m。預測該自然山體斜坡可能存在的變形破壞模式為坡面第四系殘坡積土體沿土巖接觸面產生滑坡，且局部較陡地段直接發生崩塌。本項目主要擬建建筑位于自然山體不穩定斜坡坡腳，建設工程處于自然山體不穩定斜坡影響范圍內。根據表1建設工程自身遭受已存在地質災害危害可能性預測評估分級，預測建設工程自身遭受區內自然山體不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害危害可能性大。預計自然山體不穩定斜坡發崩塌、滑坡規模小于5000m3。

由于建設工程自身可能遭受已存在的地質災害貫穿于工程建設開始至建成投入使用后的始終，因此其發生的誘發因素和危害對象在不同階段（工程建設中和建成投入使用后兩個階段）是不盡相同的。首先，工程建設中，本建設工程自身遭受已存在ZP1自然山體不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害的誘發因素既有人為因素，又有自然因素，人為因素為挖填擾動、樁基礎施工震動、車輛運輸震動，此階段危害對象為項目施工人員、機械設備等，受威脅人數小于5人，可能造成的直接經濟損失小于100萬元，危害程度小。其次，工程建設投入使用后，本建設工程自身遭受已存在ZP1自然山體不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害的誘發因素只有自然因素，外界其他工程建設的人為因素不在此范疇內，自然誘發因素主要為降水和溫差變化，此階段危害對象為建成投入使用后的綜合樓及其內部工作人員、參觀人員等，受威脅人數20~40人，可能造成的直接經濟損失200~400萬元，危害程度中等。

因此，建設工程自身可能遭受已存在ZP1自然山體不穩定斜坡地質災害的可能性大，危害程度中等，危險性大。

3.3.2 現狀不穩定斜坡發生滑坡、崩塌

P1不穩定斜坡位于研究區南部，寬度120m、高度2.8m、坡度80°~90°，主要由填土、粉質粘土和強風化砂巖組成，目前局部地段已采用石籠網擋墻進行防護。本項目工程建設南距P1不穩定斜坡約6m。參照表1，預測建設工程自身可能遭受已存在P1不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害的可能性中等，規模以小型為主（體積<100m3）。

由于建設工程自身可能遭受已存在的地質災害貫穿于工程建設開始至建成投入使用后的始終，因此其發生的誘發因素和危害對象在不同階段（工程建設中和建成投入使用后兩個階段）是不盡相同的。首先，工程建設中，本建設工程自身遭受已存在P1不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害的誘發因素既有人為因素，又有自然因素，人為因素為樁基礎施工震動、車輛運輸震動，此階段危害對象為項目施工人員、機械設備等，受威脅人數小于5人，可能造成的直接經濟損失小于100萬元，危害程度小。其次，工程建設投入使用后，本建設工程自身遭受已存在P1不穩定斜坡發生崩塌、滑坡地質災害的誘發因素只有自然因素，外界其他工程建設的人為因素不在此范疇內，自然誘發因素主要為河流侵蝕、降水、溫差變化等，此階段危害對象為建成投入使用后的博物館及其內部工作人員、參觀人員等，受威脅人數小于10人，可能造成的直接經濟損失小于100萬元，危害程度小。

4 地質災害防治措施

4.1 已存在地質災害和隱患的防治措施

研究區范圍現狀已存在的地質災害主要為不穩定斜坡。結合地質環境條件對已存在主要地質災害類型提出以下防治措施。

1）對于ZP1自然山體不穩定斜坡，建議本項目主體建筑施工前由具有相應資質的單位對自然山體不穩定斜坡進行專項勘查、設計、治理，可考慮采用抗滑樁、鋼筋混凝土擋墻進行加固攔擋，并做好防水、排水工程措施；此外，工程措施配合生物措施進行防治，可考慮在山腳處種植喬木類植物，如竹子、樹木等，以起到生物消能、防護作用，緩解崩塌、滑坡的沖擊力；工程施工過程盡量控制、減少施工震動，防止自然山體不穩定斜坡發生崩塌、滑坡；加強對自然山體植被的保護，禁止亂砍亂伐、破壞植被的行為；還需加強監測和巡視工作，防患于未然。

2）對于P1不穩定斜坡，工程施工過程盡量控制、減少施工震動、加載，防止不穩定斜坡發生崩.塌、滑坡；還需加強監測和巡視工作，防患于未然。

4.2 各地質災害種類的防治措施

預測工程建設中和建設后可能會發生不穩定斜坡崩塌、滑坡地質災害，對上述各類地質災害采取以下防治措施。

1）工程建設中盡量減少施工震動，防止震動產生滑坡崩塌。

2）工程建設平整場地對不穩定斜坡邊坡進行放坡處理，并在地面主體建筑施工前進行漿砌石擋墻護坡，防止崩塌、滑坡。

3）做好防水、排水工程措施，減少地表水對邊坡的沖刷，造成崩塌、滑坡。

4）加強監測和巡視，預防滑坡、崩塌的發生。

5 建議

1）為防止邊坡（斜坡）發生滑坡、崩塌地質災害的發生，需進行專項勘查、設計和治理，選用切實有效的工程、生物和監測防治手段進行防治。

2）為防止基坑崩塌地質環境問題，建議基坑開挖應進行基坑支護設計，并嚴格按照設計施工，并做好基坑防排水工作，減少不合理堆載。

3）為防止地基不均勻沉降地質環境問題，建議對填土進行夯實，增強其穩固性和承載力，且主體建筑需采用樁基礎，基礎置于穩定巖層之上。

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[2] GB50007-2011，建筑地基基礎設計規范[S].

[3] DB45/T396-2007，廣西膨脹土地區建筑勘察設計施工技術規程[S].

[4] 常士驃，張蘇民.工程地質手冊[K]. 北京：中國建筑工業出版社，2006.

[5] 廣西水文地質工程地質隊. 1:20萬桂林幅區域水文地質普查報告[R]，1983.

[6] DB45/T1625-2017. 廣西建設項目地質災害危險性評估規程[S].

[7] 廣西地質學會.廣西建設項目地質災害危險性評估規程培訓班培訓材料匯編[G]，2017.

[8] GB/T 32864-2016.滑坡防治工程勘查規范[S].

[9] DZ/T 0219-2006.滑坡防治工程設計與施工技術規范[S].

[10] DZ/T 0221-2006. 崩塌、滑坡、泥石流監測規范[S].

Characteristics and Control Measures in Geohazard of National Culture Park in the Changfa Museum

WAN Lei1,2

(1-Hunan Hongyu Engineering Group Co. , Ltd., Changsha 410000; 2-School of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006)

Field investigation indicates that an unstable slope is developed around the National the Culture Parka of the Changfa Museum. The status of the unstable slope is assessed and the influence of unstable slope on engineering construction is predicted. Control measures of the slope release and masonry retaining wall revetment for the unstable slope is put forward.

field investigation; geohazard; unstable slope; non-uniform settlement

2019-09-25

萬磊（1996-），男，湖南益陽人，在讀研究生，研究方向：構造地質學

[P66]

A

1006-0995（2020）04-0662-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.04.029