淮北臥牛山路建設工程地質災害危險性現狀評估

[摘要]淮北臥牛山路建設工程位于淮北市東部城區，開展建設工程地質災害危險性評估可以為后期工程安全建設提供依據，結果表明：評估區地質環境條件復雜，現狀地質災害為崩塌、膨脹土變形及軟土變形，崩塌地質災害發育中等，膨脹土變形地質災害弱發育，軟土變形地質災害弱發育，危害程度均小，危險性小。

[關鍵詞]臥牛山路；地質災害危險性評估；建設工程

淮北臥牛山路建設工程位于淮北市東部城區，為確保工程安全順利進行，開展淮北市臥牛山路建設工程地質災害危險性評估[1]，結合工程建設場地上部擬建工程及鄰近地區地質環境條件，評估區以道路中心線為基準向道路兩側外擴500m確定為評估區范圍，道路起點以規劃新湖路道路邊界為界，終點外擴到花山山前第一斜坡帶（圖1）。評估區內現狀評估地質災害類型為崩塌、膨脹土變形和軟土變形。

1.地質環境條件

1.1地形

評估區地面坡度8°～20°，地勢大致西段高東段低。評估區在K0+150-K0+630段穿越烈山，海拔高度最低32.30m位于K3+450處，為第四系松散層覆蓋，最高123.3m位于K0+450北側烈山，為基巖出露，地形較起伏。

1.2地貌

評估區微地貌類型有泛濫平原、坡積洪積裙、低丘三類。泛濫平原主要分布于評估區中部，里程樁號K1+470-K3+480區段，地表巖性為第四系全新統蕭碭組黏土、粉土組成，下伏地層巖性主要為奧陶系蕭縣組、馬家溝組、老虎山組灰巖和石炭系本溪組、太原組泥巖、砂質泥巖、泥質灰巖；坡積洪積裙主要分布于評估區西部、東部，里程樁號K0+000-K0+150、K0+630-K1+470及K3+480-K3+957.640區段，地表由第四系上更新統茆塘組青黃、褐黃色黏性土組成，局部含礫量較高，下伏地層巖性主要為奧陶系蕭縣組、馬家溝組灰巖和石炭系太原組泥巖、砂質泥巖；中丘主要分布于評估區西部和東部，里程樁號K0+150-K0+630及道路終點至評估區界線內，地表為基巖出露區，巖性為奧陶系蕭縣組灰巖和石炭系太原組泥巖、砂質泥巖。

評估區地形較簡單，地貌類型較單一，相對高差91.0m，地面坡度8°～20°，地形地貌復雜程度為中等。

1.3地層巖性

評估區內地表出露的地層主要為奧陶、石炭系和第四系。第四系松散層主要為全新統蕭碭組、上更新統茆塘組，厚度0～55.10m，厚度變化規律是由丘陵前緣地帶向四周逐漸增厚。評估區地層層序自下而上的為：奧陶系下統蕭縣組、下統馬家溝組、中統老虎山組，石炭系上統本溪組、上統太原組及第四系。

1.4地質構造

評估區位于閘河復式向斜的次一級褶皺-烈山向斜的東翼，烈山向斜的核部地層。評估區內有褶皺和斷層分布。評估區西側分布以奧陶系下統蕭縣組為核部的背斜；東部分布以石炭系上統太原組為核部的向斜。

評估區內共發育斷層6條，編號為F1、F4、F6、F7、F9、F10、F11，對本次建設工程基本無影響。F1斷層于建設工程里程樁號K0+918處穿過，斷層性質為推測正斷層；F4斷層位于建設工程里程樁號K0+187處穿過，為性質不明斷層；F6斷層位于建設工程里程樁號K0+930處東南側，為性質不明斷層；F7斷層于建設工程里程樁號K3+035處穿過，為推測逆斷層；F9斷層于建設工程里程樁號K2+525處穿過，為推測逆斷層；F10斷層位于建設工程里程樁號K2+010處南側，為推測逆斷層；F11斷層于建設工程里程樁號K3+670處穿過，為實測逆斷層。

評估區地質構造較復雜，有褶皺和斷層分布，復雜程度屬中等。

2.巖土類型及工程地質性質

根據評估區內地層的巖性、結構及工程力學性質等因素[2]，將評估區內地質體劃分為巖體和土體兩大類。

2.1巖體

評估區內巖體均為沉積巖建造，根據其巖性可分為堅硬-較堅硬薄-中厚層狀碳酸鹽巖組和較堅硬-軟弱層狀碎屑鹽夾碳酸鹽巖組類型。

堅硬-較堅硬薄-中厚層狀碳酸鹽巖組廣泛分布于評估區內，由奧陶系地層組成，巖性為灰巖、白云巖、白云質灰巖，偶夾泥灰巖，厚層至中厚層結構，巖石堅硬，飽和單軸抗壓強度47～151MPa。巖溶發育程度中等，巖溶率一般在1.33%～9.30%，屬堅硬-較硬中厚層狀灰巖巖組。評估區內K0+188-K0+630區段奧陶系下統蕭縣組巖層出露。

較堅硬-軟弱層狀碎屑鹽夾碳酸鹽巖組分布于評估區K0+000-K0+188及K2+600-K3+140區段內，由石炭系地層組成，巖性泥巖、砂質泥巖、泥質灰巖、砂巖夾薄煤層組成，具中厚層至薄層結構，干抗壓強度12～78MPa。石炭系地層巖溶弱發育，巖溶率小于2%。K0+150-K+188區段石炭系上統太原組巖層出露。

2.2土體

擬建工程沿線松散層厚度0～55.10m，將評估區內松散層50m以淺土體劃分為①層耕植土、填土②層粉土③淤泥質黏土④黏土⑤粉質黏土⑥粉砂⑦粉質黏土。

2.3特殊土體

評估區內的特殊土體為膨脹土、軟土。

膨脹土主要分布在坡積洪積裙，硬塑狀粉質粘土，具體分布在K0+000-K0+150、K0+630-K1+470和K3+480-K3+957.640區段內第⑦層工程地質層。土體的自由膨脹率為41.0%～60.8%，具弱膨脹潛勢。此外，K1+470-K3+480區段地貌類型為泛濫平原，區內分布第⑦層工程地質層，由于區段內第⑦層工程地質層埋深在15.4m以下，位于大氣影響急劇層深度范圍外，此處不做膨脹土判別。故評估區內膨脹土分布在K0+000-K0+150、K0+630-K1+470和K3+480-K3+957.640區段內。

評估區內的軟土主要分布在全新統蕭碭組，主要分布于K1+470-K3+480區段內第③層工程地質層。土體測試結果表明：土體孔隙比為1.50～1.87，天然含水量大于液限，為軟弱土層。

綜上所述，巖性巖相變化較大，巖土體結構較復雜，工程地質性質較差，地層巖性和巖土工程地質性質復雜程度為中等。

3.人類工程活動對地質環境的影響

評估區內地形較簡單，地貌類型較單一，評估區及鄰近地區人類工程活動主要有過量抽取地下水、礦產資源開采、交通基礎設施和城鎮建設（圖2）。

3.1過量抽取地下水

國安電力淮北發電廠實際年用水量為12×106～14×106t。開采井主要為青谷水源地深度為170～200m的4眼井，時村2眼井，單井抽水量為300～350m3/h。此外，友誼煤礦、友誼二礦礦坑排水對評估區有一定影響，其礦井正常涌水量為10m3/h，最大涌水量為20m3/h。

3.2礦產資源的開采

評估區周邊分布有友誼煤礦、友誼二礦及烈山煤礦。其中烈山煤礦于1984年閉坑。

友誼煤礦距本次評估區西北側，為小型煤礦，現處于生產運營期，曾用名為雷河煤礦，復采楊莊煤礦“五三”、“五五”采區殘留底煤，已采煤層基本上為埋深-100m以下煤層，煤炭開采形成的采空區上方基本均為楊莊煤礦開采已形成的塌陷區，礦區積水塌陷區面積為0.532km2，友誼煤礦閉坑后塌陷區面積增加至0.568km2，距本次評估區約700m。

友誼二礦位于評估區北側，為小型煤礦，現處于生產運營期，剩余服務年限1年，礦界距評估區最近距離約650m，自投產以來至今，形成一處采空塌陷區，地面塌陷面積共0.0957km2，規模等級為小型，塌陷區距對評估區最近距離約1000m。

烈山煤礦于1957年建礦，1984年閉坑。烈山煤礦工業廣場位于評估區西南側約2km處。烈山煤礦含煤面積3km2，主要開采水平為-140、-270、-350m中段，形成地下采空區約150hm2，在工業廣場北側形成的采空塌陷長約1000m，寬約900m，面積0.892km2，規模為中型地面塌陷。塌陷深度一般2～6m，積水面積達70%。采空塌陷破壞土地約0.892km2。烈山煤礦采空塌陷深積水區已改建成0.243km2魚塘，淺積水區種植蓮藕，塌陷邊坡地有0.333km2復墾為菜地，部分回填后作為建設用地，并設立了烈山工業園區。至今烈山煤礦已閉坑32年，采空塌陷區穩定，大部分得到治理，地質環境的變化小。

3.3交通基礎設施建設

隨著淮北市烈山區經濟的發展，道路、橋梁等基礎設施發展較快，道路四通八達，評估區內及其周邊區域主要的交通工程建設有村村通道路、省道S101、淮宿鐵路，縣道及鄉道亦在不斷地擴寬和修整中。道路建設一般以填筑路基為主，少量地段為切坡路段，區內的交通工程活動較為活躍，均為地面和地表淺層土體的搬動破壞。

3.4城鎮建設

隨著淮北市烈山區的迅猛發展、工業場地的建設及城鎮化水平的提高，評估區及周邊地區建設了住宅小區、學校等城市建筑，農村進行了鄉村合并、搬遷等，這些建設活動，改變了原有的地形地貌，破壞土地，造成地表裸露，加劇水土流失。

綜上所述，評估區人類活動強烈，對地質環境的影響、破壞嚴重，地質環境條件復雜。

4.地質災害危險性現狀評估

4.1地質災害類型特征

評估區位于淮北平原區，地形較簡單，地貌類型較單一，主要地貌類型為泛濫平原、坡積洪積裙、低丘。評估區出露地層為石炭系太原組和奧陶系蕭縣組，下伏地層為石炭系太原組、本溪組和奧陶系老虎山組、馬家溝組和蕭縣組可溶性碳酸鹽地層。

評估區內基巖出露區曾有露天采石活動，巖體不完整，具備崩塌地質災害形成的人工地形地貌條件；評估區基巖出露區及下伏地層為碳酸巖，且在評估區附近有集中開采地下水活動，上覆松散層厚度0～55.10m，具備巖溶塌陷地質災害形成的地質、水文地質條件；評估區內部分區段分布有第四系上更新統茆塘組粉質黏土，具有弱膨脹潛勢，具有膨脹土變形地質災害形成的工程地質條件；評估區內部分區段分布有第四系全新統蕭碭組淤泥質粘土，天然含水量大于液限，為軟弱土層，具有軟土變形地質災害形成的工程地質條件。

評估區現狀未發現滑坡、泥石流、采空塌陷、巖溶塌陷、地面沉降及地裂縫等地質災害現象；未發現道路路面有因膨脹土、軟土變形導致的開裂現象；發現道路沿線民房有因膨脹土變形導致的開裂現象及因軟土變形導致的開裂現象。

綜上所述，評估區內現狀地質災害類型為崩塌、膨脹土變形、軟土變形地質災害；因評估區具備巖溶塌陷地質災害形成的地質、水文地質條件，同時應注意巖溶塌陷地質災害發育情況。

4.2地質災害危險性現狀

4.2.1崩塌地質災害現狀

現狀調查崩塌點位于評估區東部烈山山體，山體整體坡度較緩6°～15°，地層產狀310°∠10°，與山坡坡相同，崩塌以50°主方向向下崩塌，崩塌物為灰巖巖塊。

現狀崩塌為人為開挖擾動形成的，切坡形成的9m左右高的陡崖，無支護，在連續暴雨的誘發下，大塊灰巖沿層面裂隙錯動，從而發生崩塌地質災害（圖3）。

該崩塌坡體較陡，現狀條件下處于欠穩定狀態，裂面近期有掉塊現象，崩塌上方有細小裂隙分布，發育程度中等；崩塌點在擬建道路K1+020北側約150m處，無死亡人數，直接經濟損失<100萬元，屬地質災害危害程度小，確定現狀崩塌地質災害的危險性等級為小級。

4.2.2膨脹土變形地質災害現狀

評估區山前斜地地貌類型為坡積洪積裙，地表出露巖性為第四系上更新統茆塘組粉質黏土，具弱膨脹潛勢，區內現狀具有遭受膨脹土變形地質災害的地質背景條件。

評估區內的村莊有3處發生民房開裂，開裂寬度在0.5～1.7cm，開裂長度一般1.1～2.0m，開裂方向一般與地面的夾角60°～75°，開裂位置多集中在墻角、門窗洞角，具備膨脹土變形造成房屋破壞的典型特征。開裂房屋均為磚瓦結構，基礎埋深約0.5～1.0m，地基未處理。鄉道、村村通道路完好，未發現開裂現象。

根據對評估區內出現膨脹土開裂、變形的房屋附近土樣測試結果表明：土體自由膨脹率在41.0%～60.8%之間，具有弱膨脹潛勢。

膨脹土是主要含有大量親水性礦物組成的土，它具有吸水膨脹、失水收縮性能和反復變形的特點[3，4]。開裂房屋多為平房，基礎埋深一般小于1.0m，處于大氣影響急劇層深度之內，未設地基圈梁，由于膨脹土具有吸水顯著膨脹和失水急劇收縮、開裂，并能產生反復脹縮變形的特點，而造成房屋墻體開裂現象發生。

現狀地質災害類型為膨脹土變形地質災害，所造成的危害是部分民房出現局部開裂，自由膨脹率一般為41.0%～60.8%，平均值為50.44%，為弱膨脹潛勢，屬地質災害弱發育；膨脹土變形屬漸變性地質災害，膨脹土分布區房屋等存在不同程度的開裂，直接經濟損失<100萬元，屬地質災害危害程度小；確定現狀膨脹土變形地質災害的危險性等級為小級。

4.2.3軟土變形地質災害現狀

評估區山前平原地帶地貌類型為泛濫平原，分布有第四系全新統蕭碭組淤泥質黏土，層厚0.3～0.9m，土體孔隙比為1.50～1.87，天然含水量大于液限，為軟弱土層，區內現狀具有遭受軟土變形地質災害的地質背景條件。

對評估區內地貌類型為泛濫平原區段內房屋調查10處中有1處發生開裂，位于閘河河岸，開裂寬度在1.7～1.8cm，開裂長度約2.0m，開裂方向一般與地面的夾角85°，開裂位置在墻中，裂痕呈“S”型，發育程度弱；軟土變形屬漸變性地質災害，分布區房屋存在不同程度的開裂，直接經濟損失<100萬元，屬地質災害危害程度小；根據軟土變形地質災害的發育程度及危害程度，確定現狀軟土變形地質災害的危險性等級為小級。

5.結論

（1）評估區地形較簡單，地貌類型較單一；地質構造較復雜，有褶皺和斷層分布；巖性巖相變化較大，巖土體結構較復雜，工程地質性質較差；人類活動強烈，對地質環境的影響、破壞嚴重。按照地質環境條件復雜程度分類標準，評估區地質環境條件復雜程度屬復雜類型。

（2）評估區內現狀地質災害為崩塌、膨脹土變形及軟土變形。崩塌地質災害發育中等，其危害程度小，危險性小；膨脹土變形地質災害弱發育，其危害程度小，危險性小；軟土變形地質災害弱發育，其危害程度小，危險性小。

[參考文獻]

[1]吳偉高.淺談地質災害危險性評估工作的重要性[J].浙江國土資源，2017（08）：32-33.DOI：10.16724/j.cnki.cn33-1290/p.2017.08.018.

[2]張珂.滑坡災害風險評估系統研發[D].中國地質大學（北京），2021.DOI：10.27493/d.cnki.gzdzy.2021.000651.

[3]熊峰，吳超，陶良，等.地質災害危險性區域評估方法探討[J].城市勘測，2019（05）：191-194.

[4]金秀英.公路地質災害危險性綜合評估方法探討[J].智能城市，2018，4（05）：50-51.DOI：10.19301/j.cnki.zncs.2018.05.034.