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        芻議高速公路北段地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

        2012-12-28 14:36:48賀杰胡濤
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2012年11期
        關(guān)鍵詞:公路沿線危險性巖溶

        賀杰 胡濤

        (廣東省有色金屬地質(zhì)勘查局地質(zhì)工程中心,廣東 廣州 510080)

        廣東省佛(山)-清(遠(yuǎn))-從(化)高速公路(簡稱佛清從高速公路)是廣州、佛山、清遠(yuǎn)三市規(guī)劃公路網(wǎng)中的一條快速通道,能有效改善花都、清遠(yuǎn)、從化等珠三角北部地區(qū)的交通條件,進(jìn)一步縮短與珠三角核心區(qū)的時空距離,形成廣佛清一小時交通圈,對廣佛都市圈大陸網(wǎng)格局的構(gòu)建以及促進(jìn)廣東省北部地區(qū)與珠三角發(fā)達(dá)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,帶動沿線地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展具有重要意義。

        佛清從高速公路北段起于廣州市花都區(qū)赤坭鎮(zhèn)官坑村,經(jīng)興仁村進(jìn)入清遠(yuǎn)市石角鎮(zhèn),經(jīng)龍?zhí)伶?zhèn)、清城區(qū)、洲心鎮(zhèn)、源潭鎮(zhèn)至從化市鰲頭鎮(zhèn),在從化市神崗鎮(zhèn)井崗村附近接入已建成的街(口)-北(二環(huán))高速公路。線路起止里程為 AK15+800~AK102+329,斷鏈0.536km,全長85.993km。本文通過野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和資料收集整理,從氣象水文、地形地貌、地層與巖石、構(gòu)造與地震、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等七個方面分析了公路沿線地質(zhì)環(huán)境條件,查明了可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害類型,進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估、預(yù)測評估和綜合分區(qū)評估,評價了公路建設(shè)用地的適宜性,為公路設(shè)計(jì)和施工提供了指導(dǎo)性意見。

        1.地質(zhì)環(huán)境條件

        1.1 氣象水文

        公路處于廣東省中部,屬于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,夏長冬短,溫暖潮濕,雨量充沛,且隨季節(jié)變化明顯。沿線水系比較發(fā)育,主要屬于北江水系,河流徑流系數(shù)較大,流量季節(jié)變化與降雨基本一致。

        1.2 地形地貌

        地形總體上東北高西南低,地面高程0~237m,相對高差約200m。地貌類型有丘陵地貌和平原地貌兩種,其中東北側(cè)以丘陵地貌為主;西南側(cè)屬沖積平原地貌,以珠江三角洲平原、臺地為主,間夾剝蝕丘陵區(qū)。

        1.3 地層與巖石

        出露地層由老到新依次有三疊紀(jì)小坪組(Tx)、白堊紀(jì)百足山組(Kb)、第四紀(jì)小市組(Qx )、大灣鎮(zhèn)組(Qdw)和桂洲組(Qg),根據(jù)區(qū)域資料,隱伏的泥盆紀(jì)天子嶺組(Dt)和石炭紀(jì)石磴子組(C1)灰?guī)r中巖溶發(fā)育,且部分地段可能發(fā)育有土洞,對公路存在極為不利的影響。在區(qū)域上巖漿巖十分發(fā)育,以侵入巖為主,火山巖出露少。

        1.4 構(gòu)造與地震

        與公路相交的主要褶皺構(gòu)造有馮村背斜、清遠(yuǎn)向斜和從化背斜,主要斷裂構(gòu)造有龍?zhí)翑嗔押酮{形山斷裂。公路地處華南地震區(qū)東南沿海地震帶的中部,沿線幾乎沒有地震活動,周邊地震活動具有“頻度高,震級低”的特點(diǎn),區(qū)域地殼穩(wěn)定性好。

        1.5 水文地質(zhì)

        地下水主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖裂隙巖溶水三種類型。地下水的主要補(bǔ)給來源是充沛的大氣降水,水位變化與降雨量直接相關(guān)。地下水以泉流、滲流、潛水蒸發(fā)、井孔排水等四種方式排泄,在山區(qū)地下水多以泉的形式就近排泄于溝谷中,為淺循環(huán)地下水;在平原地帶,水力坡度平緩,逕流形式以水平循環(huán)為主。地下水的動態(tài)變化主要影響邊坡和巖溶的穩(wěn)定性。

        1.6 工程地質(zhì)條件

        巖土體主要有砂、礫石、粘性土多層土體、紅層碎屑巖巖組、層狀較硬碎屑巖組、層狀巖溶化較硬碳酸鹽類巖組和塊狀較硬~堅(jiān)硬侵入巖組五個類型的綜合體,不良地質(zhì)作用主要有軟弱土引起的地面沉降、巖溶發(fā)育引起的地面塌陷和風(fēng)化層土體引起的淺層崩塌滑坡。

        1.7 人類工程活動

        公路沿線人類工程活動主要表現(xiàn)為人工填土和采挖土石,對地質(zhì)環(huán)境影響較強(qiáng)烈。

        2.地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

        公路沿線現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害有崩塌、滑坡和地面沉降3種類型,共38處:崩塌災(zāi)害有15處,其中小型崩塌4處,微型崩塌11處,主要分布于AK62~AK94之間的丘陵地區(qū);滑坡災(zāi)害有6處,其中大型滑坡1處,中型滑坡2處,小型滑坡3處,均位于AK57~AK94之間的丘陵地區(qū);沿線地面沉降較發(fā)育,典型的地災(zāi)點(diǎn)有17處,主要分布在AK23~AK94之間。公路沿線現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量少,除1處大型滑坡、2處中型滑坡外,其余地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模為小型或微型,沒有造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,因此,現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危害程度小,危險性小。

        3.地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

        3.1 工程建設(shè)加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

        公路在建設(shè)過程中,會進(jìn)行爆破、機(jī)械挖掘,破壞天然坡體巖體,改變應(yīng)力平衡,降低了原崩塌體、滑坡體的穩(wěn)定性,加劇崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,對公路造成危害。在公路運(yùn)營過程中,崩塌、滑坡的發(fā)生也將給公路安全使用造成嚴(yán)重影響。

        3.2 工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

        邊坡失穩(wěn):公路沿線邊坡分為路堤邊坡、路塹邊坡和隧道洞口邊坡3種,其中路堤邊坡主要分布在路橋過渡段和沖積平原地段,最大填土高度14m,有可能引發(fā)邊坡失穩(wěn),影響公路施工,通過計(jì)算分析其危害性小,危險性小;公路沿線切坡高度≥10m的路塹邊坡共有53處,基本為土質(zhì)邊坡,人工切坡容易引發(fā)邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象,失穩(wěn)形式多為崩塌、滑坡,經(jīng)過計(jì)算分析其危險性小到中等,危害性小到中等;隧道洞口邊坡失穩(wěn)一旦發(fā)生,將直接威脅公路和行車安全,其危害后果較嚴(yán)重,通過計(jì)算分析,公路擬建的4座隧道進(jìn)出口邊坡穩(wěn)定性較好,發(fā)生失穩(wěn)的可能性小到中等,危害程度小到中等,危險性小到中等。

        地面沉降:主要由軟弱土(原有)和填土(施工新填)共同引起,通過對主要填土路段進(jìn)行計(jì)算分析,結(jié)論是在軟弱土地段工后沉降量較大,地面沉降主要威脅對象為路基,將導(dǎo)致路面起伏或開裂等不良現(xiàn)象,發(fā)育程度小到中等,危險性小到中等,危害性小到中等。

        3.3 工程建設(shè)本身遭受地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

        巖溶地面塌陷:在AK18+273~AK32+535和AK45+360~AK59+770之間有碳酸鹽巖隱伏于第四紀(jì)覆蓋層之下,巖溶發(fā)育,公路填方過程中荷載增加、樁基礎(chǔ)施工破壞原有地層穩(wěn)定性和運(yùn)營期間的動荷載,都有可能引發(fā)巖溶地面塌陷問題。運(yùn)用因子疊加法對巖溶地面塌陷穩(wěn)定性進(jìn)行分析,其穩(wěn)定性為較不穩(wěn)定(易塌陷),發(fā)生的可能性大,治理難度大,費(fèi)用高,因此預(yù)測其危險性大,危害性大。泥石流:通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)有2處可能發(fā)生泥石流的溝谷,根據(jù)《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃技術(shù)要求》進(jìn)行評判,其易發(fā)程度均屬于低易發(fā),因此泥石流發(fā)生的可能性小,危險性小,危害性小。

        4.地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)評估

        依據(jù)現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估結(jié)果,結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際情況,確定綜合分區(qū)評估要素。根據(jù)"區(qū)內(nèi)相似,區(qū)際相異"的原則,將公路沿線分為危險性大和危險性中等2個等級,5個區(qū)段。危險性大的區(qū)段主要是預(yù)測有危險性大的巖溶地面塌陷,分2個區(qū)段,總長度28.682km,占總長度的33.34%。危險性中等區(qū)段主要考慮現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害或預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害邊坡失穩(wěn)、地面沉降和泥石流三種中至少有一種達(dá)到了危險性中等級別,分3個區(qū)段,總長度57.321km,占總長度的66.66%。

        5.建設(shè)用地適宜性評價

        依據(jù)《廣東省建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估實(shí)施細(xì)則(試行)》所確定的原則,結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū),將建設(shè)場地適宜性分為適宜性差和基本適宜2個等級。在地質(zhì)災(zāi)害危險性大區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,預(yù)測有巖溶地面塌陷、邊坡失穩(wěn)和地面沉降3種地質(zhì)災(zāi)害,其中巖溶地面塌陷發(fā)生可能性大,危險性大,防治難度大,處理費(fèi)用高,故建設(shè)適宜性差。在地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件中等,預(yù)測有邊坡失穩(wěn)、地面沉降和泥石流共3種地質(zhì)災(zāi)害,其中邊坡失穩(wěn)、地面沉降發(fā)生可能性小~中等,危險性小~中等,地質(zhì)災(zāi)害防治難度小~中等,處理費(fèi)用低~中等,故建設(shè)適宜性為基本適宜。

        綜合評價公路建設(shè)適宜性差,主要線路經(jīng)過發(fā)育巖溶的隱伏碳酸鹽巖地區(qū),工程建設(shè)時可能發(fā)生巖溶地面塌陷。但對于巖溶處理,已有較為成熟的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)和方法,只要在后期工作時加強(qiáng)勘察工作,查明巖溶分布和發(fā)育情況,有針對性地采取措施防治,仍然可以進(jìn)行工程建設(shè)。

        [1]《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求(試行)》(國土資源部國土資發(fā) [2004]69號文之附件1),2004年3月;

        [2]《廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險性評估實(shí)施細(xì)則(試行)》(粵國土資發(fā)[2004]237號文之附件),2004年10月;

        [3]中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院.《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》,2001年3月.

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