張亮　張弘　曾劍楠　周虎東

摘 要： 蘭州新區(qū)美加地塊位于蘭州新區(qū)東南部，場地東臨新區(qū)中心，南北側(cè)屬于剝蝕堆積黃土丘陵，中部為大西溝切割的溝谷地貌，形成了南北高中部低的地貌形態(tài)，地質(zhì)條件復(fù)雜。本文對評估區(qū)地層、構(gòu)造特征，水文地質(zhì)特征及巖土體工程地質(zhì)類型進(jìn)行詳細(xì)分析，對通地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀與工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測進(jìn)行評估，進(jìn)而提出防治措施建議，為規(guī)劃工程的布局、勘察設(shè)計及后期施工提供災(zāi)害治理及防災(zāi)減災(zāi)的地質(zhì)依據(jù)，對同類工作具有十分重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 蘭州美加地塊； 低丘緩坡工程； 地質(zhì)災(zāi)害； 危險性評估； 防治措施

1. 地層及構(gòu)造特征

評估區(qū)出露地層較為簡單，大面積覆蓋第四系馬蘭黃土。河（溝）谷內(nèi)為第四系全新統(tǒng)堆積物。從板塊構(gòu)造學(xué)說的觀點(diǎn)出發(fā)，蘭州市位于祁連褶皺系東部，橫跨祁連中間隆起帶和拉脊山加里東褶皺帶。大致可分為加里東以前、加里東、印支、燕山及喜馬拉雅五個構(gòu)造期的褶皺和斷裂，其中以燕山期表現(xiàn)最為明顯。燕山運(yùn)動還使新近系地層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺和斷裂，并伴隨著不均勻的升降運(yùn)動，并產(chǎn)生褶皺和斷裂。評估區(qū)發(fā)育的主要斷裂有秦王川盆地西緣斷裂（F2），秦王川盆地東緣斷裂（F5）。

評估區(qū)位于青藏高原東緣，是我國重要的地貌梯級過渡帶，其新構(gòu)造運(yùn)動十分強(qiáng)烈，以斷裂和斷塊活動為基本特征。其主要活動特征表現(xiàn)為構(gòu)造活動的繼承性和新生性。在時間上具有階段性，空間上具有差異性。概括起來，本區(qū)主要有大范圍整體性、間歇性抬升和斷裂、斷塊活動的繼承性和新生性兩個主要特征。

2. 水文地質(zhì)特征

根據(jù)地下水的賦存條件，將區(qū)內(nèi)地下水類型劃分為碎屑巖類孔隙裂隙水和松散巖類孔隙水兩類。

2.1 碎屑巖類孔隙裂隙水

碎屑巖類孔隙裂隙水指存在于新近系中的地下水，在評估區(qū)分布很廣，賦存于新近系砂巖、砂礫巖、砂質(zhì)泥巖的孔隙裂隙中，厚度2m～5m不等，往往與第四系黃土、砂礫卵石等構(gòu)成統(tǒng)一含水層，含水層透水性、富水性差，單井涌水量流量一般小于10m3/d，枯季地下徑流模數(shù)小于0.1l/s·km2，水質(zhì)較差，礦化度達(dá)3g/L以上，水化學(xué)類型以Cl―-SO42-型和Cl-型為主。該地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，一般自高處向低洼處徑流，絕大部分轉(zhuǎn)化為溝谷潛水。

2.2 松散巖類孔隙水

可細(xì)分為黃土孔隙裂隙潛水和溝谷潛水兩類。

（1）黃土孔隙裂隙潛水分布于低山丘陵區(qū)，賦存于黃土的孔隙裂隙中，地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，多以泉的方式排泄，水量貧乏，水質(zhì)亦較差。區(qū)內(nèi)大多地段為透水不含水的黃土，只在豐水年或雨季有季節(jié)性或暫時性的水流富集與賦存。

（2）溝谷潛水分布于孫家溝以及大西溝等較大溝谷的中、下部一帶，地下水主要賦存于第四系沖洪積角礫層中，含水層厚度較小，一般為2m～5m，地下水位埋藏較深，為40m左右。該類水主要接受降水及灌溉水的入滲補(bǔ)給，由北向南徑流，向溝口一帶排泄。富水性普遍較差，單井涌水量一般小于100m3/d，礦化度多大于1g/l，水化學(xué)類型為HCO3--SO42-型或Cl--SO42-型。

3. 巖土體工程地質(zhì)類型及特征

3.1 土體工程地質(zhì)性質(zhì)

區(qū)內(nèi)土體根據(jù)其成因類型可分為一般土和特殊土兩大類型，—般土包括粉土、礫卵石，特殊土為黃土。

（1）粉土：在溝谷中均有分布，其成因類型沖積、洪積和坡積。其厚度一般10m～15m，最大厚度20m，往往夾有多層砂土。由于成因復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多變，其物理力學(xué)性質(zhì)差異很大，為中等壓縮性土，稍密，具有Ⅲ-Ⅳ級自重濕陷性，承載力特征值為120kPa～140kPa。

（2）碎石土：主要分布于區(qū)內(nèi)較大支溝溝谷中，上部為砂土，下部為角礫。呈稍密—中密狀，地基土承載力特征值200kPa～300KPa。

（3）黃土：區(qū)內(nèi)黃土分布廣泛，以馬蘭黃土為主，厚度變化大，黃土層厚度一般為30m～70m。具中等壓縮性，馬蘭黃土具低壓縮性。區(qū)內(nèi)黃土具強(qiáng)濕陷性，濕陷等級為Ⅱ-Ⅳ級，承載力特征值為140kPa～160kPa。據(jù)實(shí)驗(yàn)資料，濕陷系數(shù)0.001～0.142，自重濕陷系數(shù)0.001～0.079，易溶鹽量0.57%～3.82%，塑性指數(shù)7.5～8.5，液性指數(shù)0.21～0.30。

3.2 巖體工程地質(zhì)性質(zhì)

根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)、巖性組合、巖石力學(xué)性質(zhì)等特征，將評估區(qū)巖體劃分為層狀軟弱—半堅硬砂巖、泥巖巖組（N），評估區(qū)范圍內(nèi)地表無出露，巖性主要為砂巖，巖層具層狀結(jié)構(gòu)，承載力400kPa～500kPa，變形模量40kPa～60mPa，重度22KN/m3～24KN/m3，凝聚力100kPa～200kPa，內(nèi)摩擦角26°～35°。

4. 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004），評價得出黃土大部分具中-強(qiáng)濕陷性，并具自重濕陷性，為Ⅳ級自重濕陷，屬很嚴(yán)重濕陷等級；黃土狀粉土一般淺部多具濕陷性，以非自重濕陷為主，濕陷土層厚度一般在2m～5m左右。黃土濕陷或潛蝕現(xiàn)象主要表現(xiàn)為陷穴、陷坑、落水洞和豎井等。多零星分布于地形低洼地帶和陡岸處，規(guī)模均較小，落水洞一般深2m～5m，洞口直徑0.5m～2.5m。目前主要危害公路、渠道和農(nóng)田，另外場地內(nèi)黃土濕陷等級為Ⅳ級（很嚴(yán)重），且濕陷性較敏感，若地基處理不當(dāng)或者排水設(shè)施不到位，發(fā)生黃土濕陷的可能性較大，黃土濕陷可能破壞建設(shè)項(xiàng)目地下給排水等設(shè)施，或引起擬建建筑物基礎(chǔ)局部地段的不均勻沉降、路面沉陷等，判定現(xiàn)狀評估區(qū)內(nèi)發(fā)生黃土濕陷的可能性較大。

5. 工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性預(yù)測

（1）場地平整后形成填方邊坡引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性預(yù)測評估。根據(jù)“平整方案”結(jié)合該區(qū)域地形地貌條件，場地平整后將會形成三處填方邊坡，為X1、X2和X3，最大坡高分別為30m、15m和12m，坡體主要由人工填土組成，結(jié)構(gòu)松散，預(yù)測在降雨、地震和人類工程活動等外部作用下，3條填方邊坡發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的可能性均為大。（2）場地平整后開挖形成挖方邊坡引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性預(yù)測評估。場地平整后將在規(guī)劃區(qū)形成3塊臺地，1號臺地位于規(guī)劃區(qū)北側(cè)，2號臺地位于規(guī)劃區(qū)中部，3號臺地位于規(guī)劃區(qū)南側(cè)，3塊臺地周圍形成1級～2級邊坡，坡度25°～35°，邊坡高度5m～6m。由于形成的邊坡坡度較緩，坡高不大，因此場地平整后形成的邊坡失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性小。（3）場地平整后回填土引發(fā)黃土濕陷災(zāi)害的可能性預(yù)測評估。場地回填區(qū)分布于建設(shè)場地溝谷地帶，回填土為區(qū)內(nèi)丘陵地段挖方地段產(chǎn)生的黃土，回填土厚度最大34m。由于場地平整過程中回填厚度大，分布面積廣，以及回填施工過程中受降雨天氣及施工方法的影響，在土體自然沉降及場地區(qū)大面積集水等不利工況條件下，易使回填場地區(qū)整體上或局部地段出現(xiàn)較大幅度的沉降變形，引發(fā)黃土濕陷災(zāi)害。填方區(qū)發(fā)生黃土濕陷災(zāi)害的可能性主要依據(jù)填方厚度判定，填方區(qū)厚度15m～34m，發(fā)生黃土濕陷的可能性大。（4）場地平整過程中引發(fā)泥石流災(zāi)害的可能性預(yù)測評估。建設(shè)場地區(qū)共分布有3條溝谷。強(qiáng)降雨期間，填方過程中推填的松散土體在雨洪水沖蝕作用下，在溝谷地帶可引發(fā)泥石流災(zāi)害。由于區(qū)內(nèi)各溝谷長度均較小，匯水區(qū)范圍小，而且溝底較寬闊平緩，因而場地平整過程中引發(fā)泥石流災(zāi)害的可能性小。

6. 防治措施

6.1 黃土濕陷災(zāi)害的防治措施

（1）對項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃整平的建設(shè)場地應(yīng)做好地表水的防滲、排水處理等防護(hù)措施，對雨水及其他生活、生產(chǎn)廢水實(shí)行統(tǒng)一的排泄，減少地表水向場地內(nèi)入滲，防止因地表水滲漏造成的場地區(qū)地面的塌陷。（2）嚴(yán)格控制綠化用水，盡量減少水體向場地區(qū)入滲，并按照濕陷性黃土地區(qū)綠化用水要求進(jìn)行用水的管理，并不定期檢查地面變形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。（3）對場地區(qū)已發(fā)生的陷穴，可采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施。經(jīng)夯填處理好的陷穴，其土層表面應(yīng)用采用3∶7灰土填筑夯實(shí)或輔填其他不透水材料加以改善，并將流向陷穴的附近地表水引離，防止形成地表積水及水流集中產(chǎn)生沖刷。

6.2 場地平整后形成地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

填方邊坡的防治措施：對于規(guī)劃區(qū)邊界處回填結(jié)束后形成的低于整平面的填土邊坡，為保持邊坡穩(wěn)定，減少水土流失，應(yīng)使最終坡面具有安全坡度，并采取分級放坡、坡腳設(shè)置擋土墻、坡面設(shè)置格柵狀漿砌塊（片）石護(hù)面或采用三維墊固定植草護(hù)面、坡頂設(shè)置截排水溝的綜合措施防治。

6.3 場地平整過程中可能引發(fā)泥石流的防治措施

（1）在場地平整和溝道回填施工中，邊填方邊攔擋支護(hù)，不能將土方長時間堆放在溝道中，防止強(qiáng)降雨引發(fā)泥石流災(zāi)害。（2）溝谷回填中，應(yīng)從溝腦向下游回填，防止先在溝谷中下游回填形成堰塞體。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉振華， 王寶清. 基于AHP與GIS耦合的安寧區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分[J]. 西部資源， 2016（2）：1-3.

[2] 楊采芹. 淺談地質(zhì)災(zāi)害的防治與地質(zhì)環(huán)境利用[J]. 西部資源， 2015（5）：49-49.

[3] 王聯(lián)兵， 張文棟. 陜西省藍(lán)田縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評價研究[J]. 西部資源， 2017（1）.