


[關鍵詞]地質災害;危險性;評估
基于地質災害治理工作的分析與統計,最近幾年,國內出現的地質災害多數是因為人類工程建設與經濟活動不合理造成的,為了實現地質災害有效防治,做好地質災害危險性的評估顯得至關重要。
1. 地質環境條件
1.1區域地質背景
評估區地跨岡底斯陸塊、雅魯藏布江結合帶、喜馬拉雅陸塊東部南迦巴瓦構造結的西側,為一強烈擠壓、碰撞、旋扭走滑、急劇伸展隆升地質構造極其復雜的造山帶。區內沉積作用類型復雜、巖漿活動強烈,變形變質作用、構造樣式復雜多樣,為特提斯東端巨型轉彎的關鍵地帶,依據《青藏高原及鄰區大地構造單元初步劃分》,結合本區實際由北至南劃分為岡底斯陸塊(Ⅰ)、雅魯藏布江結合帶(Ⅱ)、北喜馬拉雅特提斯褶沖帶(Ⅲ)、高喜馬拉雅基底逆沖帶(Ⅳ)等四個二級構造單元,并進一步劃分出工布江達斷隆(Ⅰ1)、岡底斯巖漿弧(東緣)(Ⅰ2)、朗縣構造混雜巖帶(Ⅱ1)、吉登許褶斷束(Ⅲ1)、納伊普曲褶皺束(Ⅲ2)、南迦巴瓦基底隆升帶(Ⅳ1)等6 個三級構造單元。各構造單元構造形跡總體表現為東西向為主,伴有北西向、北東向及南北向。
1.2巖土類型及工程地質性質
評估區內出露的前第四系地層單一,僅為三疊系上統涅如組第二段(T3n2)和侏羅白堊系仁布島弧型蛇綠巖塊體(J3K1βυ)。前者巖性變質砂巖夾板巖,后者為輝綠輝長巖。風化后巖石表層呈褐黃色、灰褐色和灰綠色,強風化層厚1~3 m,而且巖石強度和抗風化能力差異較大。變質砂巖和輝綠輝長巖結構致密,抗壓強度高,抗風化能力較強,但巖層薄,裂隙較發育,巖石完整性較差;板巖物理力學性質相對較差,巖石破碎,風化強烈,構成巖體的軟弱結構面或軟弱層。總體來看,出露地表的巖體受地質構造運動和物理風化作用影響已相當破碎,一般呈碎裂狀和鑲嵌狀,力學強度大大降低,在重力和地表水作用下,易形成小規模崩塌或滑塌,為泥石流提供大量固體物源[1]。
1.3水文地質條件
區內地下水按賦存條件和水力性質可劃分為基巖裂隙水和第四系松散層孔隙水,補給來源主要為大氣降水、地表水(河流)及冰雪融水,其次為地表水入滲。
(1)第四系松散層孔隙水:分布于門曲河河谷,含水層為全新統沖洪積層的漂卵石。巖性上部為薄層含卵石粉土和細砂土,下部為漂卵石,分布連續,結構松散-稍密,厚度大于25 m。據區域水文地質資料,地下水水位埋深10~15 m,近山前地帶地下水水位埋深大于20 m,單井涌水量250 m3/d左右,地下水主要靠大氣降水及兩側基巖山區地下水和河水側向補給,該類地下水大多數是以地下徑流的方式向門曲河下游河谷排泄,參與到更高一級地下水系統之中。
(2)基巖裂隙水:分布于門曲河河谷兩側基巖山區。含水層為三疊系上統涅如組的變質砂巖和板巖。由于強烈的地質構造運動和寒凍風化作用,巖層風化裂隙和構造裂隙較發育,強風化帶厚1~3 m,地下水主要受降水及冰雪融水補給,沿基巖裂隙徑流,交替循環快,徑流路徑短,在就近侵蝕基準面附近或地形低洼處出露成泉。基巖裂隙水隨季節變化明顯,一般在雨季或冰雪消融時節賦存地下水,其余時段多呈消耗或疏干狀態。調查期間未在評估區發現任何地下水出露的現象。據區域水文地質資料,區內季節性泉水流量一般在0.22L/s~0.35 L/s之間,地下水徑流模數小于1.0 L(/ s·km2)。
2. 地質災害危險性現狀評估
2.1地質災害類型特征
據本次現場調查,評估區內未發現滑坡、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等地質災害。評估區內發育地質災害類型為泥石流(3 處,其中小型溝谷型泥石流1 條,編號為N1,坡面泥石流2 條,編號分別為N2、N3)及凍土凍融。
2.2現狀評估結論
評估區及其附近現狀地質災害主要為泥石流(3 處)及凍土凍融。N1泥石流發育程度中等,N2、N3 泥石流發育程度弱,現狀危害對象主要為農田,危害性小,現狀地質災害危險性小;評估區凍土凍融發育程度弱,危害性較小,現狀地質災害危險性小。
3. 地質災害危險性預測評估
3.1工程建設中、建成后
3.1.1 工程建設引發地基不均勻沉降的預測評估
規劃區主要為河流階地地貌,地形平坦,以第四系全新統沖洪積的漂卵石地層為主,整體物質較為均勻,表層一般為細砂土、粉土,中下部為卵石土和漂卵石,總體為中硬場地土。據收集到的相鄰地區同類土層巖土力學性質資料:該層細砂土、粉土結構松散,容許承載力一般小于100k Pa,漂卵石土容許承載力為250~450k Pa,為良好淺基礎持力層。同時,考慮到擬規劃建筑荷載不大,通常情況下產生地基不均勻沉降的可能性小。但在場地平整、表部土層換填、道路修建等情況下,若填土松散,厚度大,且壓實度不夠,可能產生一定范圍的地基不均勻沉降,威脅局部建筑物的使用安全,結合單個建筑物的價值(即威脅財產數),預測地基不均勻沉降規模小,僅限于局部地段,威脅財產折價一般小于100 萬元,危害性小,工程建設中只要對可能出現的厚層填土做好分層壓實處理,對局部的松軟地層做一定的挖除和換填處理,通過科學的施工組織與嚴格的管理措施,確保工程質量,工程建設引發地基土不均勻沉降的可能性小、地質災害危險性小[2]。
3.1.2 基坑開挖引發坑壁失穩的預測評估
由前述工程規劃設想可知,將來評估區內城鎮規劃區主要建筑物為鄉級政府機關、學校、干部宿舍樓、酒店、商鋪等其他設施。建筑類型應該仍以砌體結構為主,建筑物高度預計普遍在7 層以內。局部可能會有框架結構,根據現場對已有建筑物的調查、訪問可知,擬建建筑基坑深度一般不會超過5m。
擬建場地地層均以第四系全新統沖洪積漂卵石地層為主,表層分布有薄層狀的含泥質砂土、粉土,結構松散-稍密,砂及泥質充填,分選磨圓較好。在建筑基坑開挖過程中,有引發基坑邊坡失穩的可能性,主要表現為基坑邊坡頂部因雨水浸泡、暴曬引發坍塌。根據相鄰地區施工經驗、擬建建筑物結構和基礎形式可以判斷,基坑深2~5m,基坑邊坡坡度45°~50°,邊坡物質為細砂土、粉土和漂卵石,在雨水浸泡邊坡土層或其他外因(如邊坡過陡或底部掏空)作用下,邊坡頂部發生小規模坍塌的可能性增大。由于施工范圍內無地下水活動(即施工深度小于地下水埋深),根據邊坡類型、土層、坡度和長度預測,坍塌土方量一般小于3 m3,危害方式為掩埋基坑,威脅施工人員及施工機械設備。根據施工作業班組人數和機械設備的類型,可以判定,威脅人數小于10 人,威脅財產折價一般小于100 萬元,危害性小。根據地質災害危險性判定標準,基坑開挖可能引發局部坑壁失穩,危害程度小,地質災害危險性小。
3.1.3 工程建設引發工程廢渣臨時堆放失穩的預測評估
工程建設要進行基坑開挖、表層土換填,故要產生工程廢渣,工程建設中需進行臨時堆放。根據城鎮規劃區內地貌特征,臨時廢渣堆放場均選擇在城鎮規劃區范圍內,工程廢渣主要由細砂土、粉土和松散漂卵石構成。根據上述土類的工程地質特性,其結構松散,松散系數一般為1.4~1.6,安息角一般小于30°(砂土和粉土為25°以下)。如果堆放不合理,堆放高度大于2m,可能發生堆放物失穩,威脅堆放區內活動人群和掩埋小型設備。結合廢渣堆放區活動人群和小型設備類型,預測威脅人群小于10 人,威脅財產折價小于100萬元,危害程度小,地質災害危險性小。
3.1.4 工程建設可能加劇地質災害危險性預測評估
由現狀評估可知,評估區地質災害主要為3 處泥石流,編號分別為N1、N2、N3,N1泥石流為溝谷型泥石流,發育程度中等,N2、N3 泥石流為坡面型泥石流,發育程度弱。泥石流主要威脅河谷后緣農田和水渠。危害方式為掩埋農田和農用水渠,威脅財產折價一般小于100 萬元,危害程度小。上述地質災害在現狀條件下危險性小。
根據城鎮規劃區范圍(邊界)的分布特征,工程建設均不會在泥石流危險區內進行。工程建設無切坡工程,主要工程為基坑施工、表層土層換填和地面硬化處理,施工區不在泥石流堆積區范圍內進行,施工產生的廢渣不會堆積于泥石流堆積區、流通區(流通溝槽)和危巖影響區,根據《地質災害危險性評估規范》(GB/T40112-2021)中泥石流危險性預測評估分級,預測規劃區工程建設加劇區內地質災害的可能性小,危險性小。
3.2地質災害危險性預測
3.2.1泥石流地質災害危險性
由現狀評估可知,評估區地質災害主要為3 處泥石流,編號分別為N1、N2、N3(見圖1、圖2、圖3),N1泥石流為溝谷型泥石流,發育程度中等,N2、N3 泥石流為坡面型泥石流,發育程度弱。規劃區位于南側3 條泥石流堆積區外,N1泥石流堆積區前緣距北側規劃區最近約30 m,N2泥石流堆積區前緣距北側規劃區最近約40 m,N3泥石流堆積區前緣距北側規劃區最近約40 m,對規劃的影響主要表現為泥石流匯水形成的表部面狀徑流對規劃區的沖刷,根據城鎮規劃區范圍和建筑物分布特征,受表部面狀徑流沖刷影響的建筑物一般為圍墻、外圍道路和排截水溝等輔助設施,危害性較小。因此,根據《地質災害危險性評估規范》(GB/T40112-2021)中城市和村鎮規劃區遭受地質災害危險性預測評估分級,預測建設工程遭受泥石流地質災害的可能性小,危險性小,設計施工時應做好規劃區南側的截排水,避免場地遭受泥石流面狀徑流的影響。
3.2.2凍土凍融地質災害
評估區區內屬于高原嚴寒帶半干旱氣候區,最大凍土深度約1.2m。區域水文資料顯示,區內地下水埋藏深度較大,遠低于凍土深度,評估區內產生大范圍季節性凍土凍融災害的可能性小。但考慮高寒的環境,在工程建設過程中,應在外來填料選擇、含水率控制和施工工藝上對此進行預防,避免含水率過高引發局部的季節性凍土凍融災害,擬建工程基礎應置于最大凍土深度1.2m 以下。整體來看,評估區內建筑可能遭受凍土凍融災害的危害性、危險性小[3]。
4. 地質災害危險性綜合分區評估及防治措施
4.1地質災害危險性綜合分區評估
根據評分結果,綜合地質災害的現狀、預測評估情況及影響地質災害和建筑物適宜性的要素指標,結合評估場地的總體規劃,將規劃區劃分為危險性中等、小兩個區:地質災害危險性小區(Ⅲ):規劃區全域分布,面積約201105.76 m2,占總規劃面積的100%,該區現狀地質災害主要為泥石流、凍土凍融。現狀評估認為:該區N1泥石流發育程度中等,N2、N3 泥石流發育程度弱,現狀危害對象主要為農田,危害性小,現狀地質災害危險性小;評估區凍土凍融發育程度弱,危害性較小,現狀地質災害危險性小;預測評估認為:該區工程建設引發地基不均勻沉降、基坑開挖引發坑壁失穩、工程建設引發工程廢渣臨時堆放失穩地質災害的可能性小、地質災害危險性小;預測評估區工程建設加劇地質災害的可能性小,地質災害危險性小;規劃區建設工程遭受泥石流(N1~N3)地質災害的可能性小,地質災害危險性小。
針對流域內崩塌、滑坡及水土流失程度、河溝縱坡、區域構造影響、植被覆蓋、固體松散物貯量、溝岸坡度、流域面積、流域相對高差等對N1泥石流的發育程度進行量化評分(表1),綜合得分為92,判定N1 泥石流為中等發育。
據調查,該泥石流自2000年以來每年均有一次以上小規模的活動,暴發頻率高,堆積區泥位達0.6m,沖淤變幅2.5m,危害對象為堆積區前緣農田,危害方式為淤埋農田和次生洪水沖毀農田,威脅財產折價一般小于100 萬元,危害性小,近年來,泥石流活動趨于頻繁,危害程度有逐漸增大之勢。
4.2建設場地適宜性分區評估
根據評估規范,地質災害危險性小,基本不設計防治工程的,土地適宜性為適宜;地質災害危險性中等,防治工程簡單的,土地適宜性為基本適宜;地質災害危險性大,防治工程復雜的,土地適宜性為適宜性差[4]。
建設用地適宜區(Ⅲ):由綜合評估結果可知:該區工程建設引發、加劇及建設工程遭受地質災害的可能性小,地質災害危險性小。易于處理,綜合該區地質環境條件,判定該區屬建設用地適宜區。
4.3規劃布局建議
主要建筑物置于規劃區北部,南部泥石流影響區可優先規劃為生態綠地、景觀公園、休閑娛樂場所等,鑒于規劃區南側可能遭受泥石流面狀徑流的影響,規劃區可向北側整體偏移。加強對規劃區地表水的疏排,避免遭受洪水的危害。
4.4防治措施
4.4.1泥石流的防治措施
由于規劃區位于3 處泥石流堆積區外,距規劃區最近約30m,對規劃的影響主要表現為泥石流匯水形成的表部面狀徑流對規劃區的沖刷,建議在規劃區南側修筑東西向截排水溝,將泥石流匯聚的面狀徑流排泄至規劃區外圍。
4.4.2凍土凍融的防治措施
評估區最大凍結深度約1.2 m,建議設計時考慮對工程的影響,擬建建筑物基礎埋深應大于場地最大凍深,并做好場地截排水。
4.4.3基坑坑壁失穩的防治措施
①基坑開挖應自上而下分級開挖,盡量放緩基坑坑壁坡率,坡頂嚴禁過量堆載;②對無條件放坡的區域,需對基坑邊坡做支護設計,并嚴格按照設計施工;③基坑開挖如遇地下水,可采用井點降水結合明排方案,避免發生基坑涌水(淹沒)、流土、流砂等地質災害;④對鄰近基坑側壁的已建建(構)筑物宜采取支護措施。
4.4.4地基不均勻沉降的防治措施
回填土回填時應對清除地表軟弱土層(耕植土、填土等),按設計要求嚴格控制填筑方式(分層填筑及填筑厚度)、填筑材料、密實度,擬建建構筑物根據上部荷載情況選擇合適的基礎類型、持力層和處理措施[5]。
5. 結語
總而言之,本文以西藏自治區仁布縣查巴鄉城鎮規劃區為例,針對地質災害危險性評估加以分析,希望通過這樣的方式,能夠詳細了解地質災害情況。