王俊杰，于中宇，趙年德，于景宗

1.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林 長(zhǎng)春 130022；2.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司,吉林 長(zhǎng)春 130022

0 引言

我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，國(guó)家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展受到嚴(yán)重制約，尤其在采空區(qū)上修建建筑物容易產(chǎn)生沉降變形、房屋開(kāi)裂，甚至倒塌，直接危脅廣大人民群眾人身財(cái)產(chǎn)安全，因此對(duì)于建在采空區(qū)上的建筑物(群)如何進(jìn)行定性和定量的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估成為場(chǎng)地適宜性的關(guān)鍵問(wèn)題。由于采空區(qū)開(kāi)采的隨機(jī)性,不僅要掌握采空區(qū)分布，還要通過(guò)工程勘探手段對(duì)掌握的資料進(jìn)行驗(yàn)證，才能保證評(píng)價(jià)工作的科學(xué)合理，同時(shí)要對(duì)采空區(qū)進(jìn)行有針對(duì)性的多種方法的定性、定量計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估。本文主要以長(zhǎng)春市凈月某小區(qū)為例，探討采空塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法。著重介紹了基于煤礦采空區(qū)特點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的基本思路和方法，為其它煤礦采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估提供經(jīng)驗(yàn)，以期對(duì)后續(xù)工程建設(shè)提供參考。

1 工程概況

該建設(shè)區(qū)在進(jìn)行前期勘察過(guò)程中,于建設(shè)場(chǎng)地內(nèi)發(fā)現(xiàn)一煤礦井入口，該礦井入口周?chē)寻l(fā)生塌陷，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查訪(fǎng)問(wèn)得知該塌陷形成于2010年夏季，是由于煤礦主井井筒塌陷引發(fā)的，塌陷坑呈橢圓形，長(zhǎng)軸長(zhǎng)13 m，近東西方向，短軸8 m，近南北方向，塌陷深度可見(jiàn)深度5～8 m。煤礦開(kāi)采于1978～1994，開(kāi)采1個(gè)煤層, 采厚0.5～1.4 m，平均采厚1.0 m，煤層傾向290°～300°，傾角平均25°左右，采煤方法為炮采，長(zhǎng)臂工作面，全部陷落法管理頂板，采空區(qū)殘留煤柱較多，煤柱寬度一般為10～70 m不等，多數(shù)在10～30 m，斷裂兩側(cè)及井筒部位均留設(shè)煤柱。煤層開(kāi)采上限+215 m，下限+20 m（經(jīng)調(diào)查訪(fǎng)問(wèn)得知），該礦后期由于深部煤層較薄，煤質(zhì)較差，于1994年停止開(kāi)采并閉礦。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象水文

建設(shè)區(qū)屬北寒溫帶大陸性半濕潤(rùn)、半干旱季風(fēng)氣候區(qū)。其特點(diǎn)是：四季分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱短暫，秋季涼爽多雨，冬季寒冷漫長(zhǎng)。多年平均氣溫5.2℃，最高氣溫在7月份，極端最高氣溫39.5℃，最低氣溫在1月份，極端最低氣溫-39℃。多年平均降水量567 mm，相對(duì)濕度一般3、4月份最低，為42～44%，6、7月份最高，為71～78%。多年平均蒸發(fā)量1 234 mm，常年以西、西南風(fēng)為主，多年平均風(fēng)速為3.4 m/s，無(wú)霜期157天，最大凍結(jié)深度1.69 m，區(qū)內(nèi)地表水不發(fā)育，僅見(jiàn)有一條季節(jié)性沖溝。最低侵蝕基準(zhǔn)面高程233 m。

2.2 地形地貌

區(qū)內(nèi)地勢(shì)總體趨勢(shì)是東高西低。地勢(shì)起伏較大，最高點(diǎn)位于本區(qū)東南角，海拔標(biāo)高270 m；最低點(diǎn)位于本區(qū)中部，海拔標(biāo)高230 m，相對(duì)高差為40m。擬建工程位于波狀臺(tái)地上，地貌類(lèi)型按成因類(lèi)型、成因形態(tài)、形態(tài)單元?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)成因類(lèi)型、兩個(gè)成因形態(tài)、兩個(gè)形態(tài)單元(表1)。

2.3 地層與巖漿巖

建設(shè)區(qū)區(qū)內(nèi)出露的地層有中生界侏羅系、白堊系、新生界第四系、燕山期花崗巖

（1）中生界侏羅系上統(tǒng)沙河子組（J3s）

分布于整個(gè)評(píng)估區(qū)。主要巖性下部為黃褐色礫巖；上部為黃褐色砂礫巖、頁(yè)巖夾煤層。與下伏安民組呈不整合接觸。厚度＞250 m。區(qū)內(nèi)地層走向近南北向，傾向275～285°，傾角淺部25°～30°，煤層厚度0.49～1.38 m。

（2）中生界白堊系下統(tǒng)泉頭組（K1q）

分布于評(píng)估區(qū)的西北部。主要巖性下部為棕紅色礫巖；上部為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖。厚度＞470 m。

（3）新生界第四系全新統(tǒng)（Q4al-dl）

全新統(tǒng)殘坡積層分布于整個(gè)評(píng)估區(qū)，覆蓋于沙河子組砂礫巖之上，巖性為亞粘土和粗砂，厚度20～30 m。

（4）燕山期花崗巖

分布于區(qū)內(nèi)東南部，巖性為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖。

2.4 巖土工程地質(zhì)特征

根據(jù)地層巖性及工程力學(xué)特征，將區(qū)內(nèi)巖土體劃分為塊狀結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬巖組、層狀結(jié)構(gòu)較堅(jiān)硬巖組、層狀結(jié)構(gòu)軟質(zhì)巖組和松散土體。

（1）塊狀結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬巖組

分布在本區(qū)東部。由燕山期花崗巖等組成，巖石呈塊狀構(gòu)造，飽和單軸抗壓強(qiáng)度＞60 MPa。

（2）層狀結(jié)構(gòu)較堅(jiān)硬巖組

分布在本區(qū)中部。由侏羅系上統(tǒng)沙河組及白堊系下統(tǒng)泉頭組的砂巖，礫巖、砂礫巖等組成。巖石呈層狀構(gòu)造，飽和單軸抗壓強(qiáng)度為30～60 MPa。

（3）層狀結(jié)構(gòu)軟質(zhì)巖組

分布在本區(qū)西北部。由侏羅系上統(tǒng)沙河組頁(yè)巖夾煤層、白堊系下統(tǒng)泉頭組的泥質(zhì)粉砂巖等組成。巖石呈層狀結(jié)構(gòu)，飽和單軸抗壓強(qiáng)度為5～30MPa。

（4）松散土體組

分布于整個(gè)評(píng)估區(qū)。由第四系全新統(tǒng)殘坡積層組成，巖性為亞粘土、粗砂。

表1 地貌類(lèi)型分區(qū)表Table1 Geomorphologic type zoning table

① 亞粘土

灰黃色、黑色，稍濕、可塑、地基承載力特征值為 80～200 kPa。

② 粗砂

灰黃色，主要為粗砂，局部礫砂，密實(shí)狀態(tài)，局部中密狀態(tài)。地基承載力特征值為300 kPa。

2.5 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水賦存條件及水力特征，將區(qū)內(nèi)地下水劃分為三個(gè)類(lèi)型：松散巖類(lèi)孔隙水、碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙水、基巖裂隙水。分述如下：

（1）松散巖類(lèi)孔隙水

分布于區(qū)內(nèi)中部。含水層由第四系全新統(tǒng)粗砂組成，顆粒較粗、透水性好，地下水補(bǔ)給條件好，富水性好，水量中等。降深5 m時(shí)，單井涌水量20～80 m3/d，水位埋深0.2～1.6 m，水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈣鎂型，礦化度小于0.5 g/l。

（2）碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙水

全區(qū)大面積分布。地下水賦存于侏羅系沙河子組及白堊系泉頭組的砂巖、礫巖、粉砂礫巖，水位埋深一般為15～20 m。富水性差、水量貧乏，按降深20 m計(jì)算，單井涌水量＜100 m3/d，局部地段大于100 m3/d。水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈣型或重碳酸鈣鈉型，礦化度小于0.5 g/l。

（3）風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水

分布在本區(qū)東部。地下水賦存于燕山期的花崗巖風(fēng)化裂隙之中，富水性差，水量極貧乏，單泉流量＜0.1l/s。

3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

依據(jù)評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模、發(fā)育程度、危害程度，遵照國(guó)土資發(fā)[2004]69號(hào)文、附件《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求(試行)》和中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院《縣（市）地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查區(qū)劃基本要求實(shí)施細(xì)則》進(jìn)行評(píng)估。該建設(shè)區(qū)地面塌陷是由于煤礦主井井筒塌陷引發(fā)的，該塌陷形成于2010年夏季，主要威脅對(duì)象為附近的行人和牲畜，規(guī)模較小，危害程度小，危險(xiǎn)性小。

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

該建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估包括以下兩方面：一是工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)；二是工程建設(shè)可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)。

4.1 工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)

根據(jù)建設(shè)區(qū)內(nèi)地形地貌、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及擬建工程結(jié)構(gòu)特征，對(duì)工程建設(shè)可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)。

建設(shè)區(qū)東部為煤礦采空區(qū)，采空結(jié)束時(shí)間已達(dá)18～33年，煤層頂板巖性為頁(yè)巖、砂巖、砂礫巖，巖石風(fēng)化程度為中等-微風(fēng)化，平均采厚為1 m，最大采厚為1.4 m，煤層采深為35～230 m，采深采厚比為35～230 m。建設(shè)區(qū)北部地塊擬建多層住宅（3～5層），南部地塊擬建小高層（10～13層），考慮到建設(shè)區(qū)內(nèi)新建多層與高層住宅可能引發(fā)采空區(qū)失穩(wěn)，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性分析如下：

（1）地表集中移動(dòng)延續(xù)時(shí)間分析

按照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》的規(guī)定，地表集中移動(dòng)延續(xù)總時(shí)間（即集中移動(dòng)期）包括地表移動(dòng)初始期、活躍期和衰退期三個(gè)階段。當(dāng)?shù)乇硐鲁吝_(dá)到10 mm時(shí)，即認(rèn)為是地表移動(dòng)期的開(kāi)始；地表下沉速度大于50 mm/月（煤層傾角小于45°）或大于30 mm/月（煤層傾角大于等于45°）的時(shí)期為地表移動(dòng)活躍期；連續(xù)六個(gè)月地表下沉值累計(jì)不超過(guò)30 mm時(shí)，可認(rèn)為地表集中移動(dòng)期結(jié)束，從地表移動(dòng)活躍期結(jié)束到地表集中移動(dòng)期結(jié)束的階段稱(chēng)為地表移動(dòng)衰退期。

煤礦的地下煤層最大深度為350 m，據(jù)采煤規(guī)程，可按下式預(yù)計(jì)煤礦開(kāi)采后地表移動(dòng)時(shí)間T∶

T=2.5H0

T-- 地表移動(dòng)延續(xù)時(shí)間

H0—工作面采深

煤層開(kāi)采深度為35～350 m，地下采空區(qū)形成的最晚時(shí)間為1994年。依據(jù)上式所列地表移動(dòng)延續(xù)時(shí)間規(guī)律，地表集中移動(dòng)延續(xù)時(shí)間約1～2年，地表集中移動(dòng)期結(jié)束距

今已有18～34年時(shí)間。因此，從地表集中移動(dòng)延續(xù)時(shí)間角度分析，煤礦區(qū)域的地表集中移動(dòng)期已結(jié)束，處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）地表殘余變形分析

地表殘余變形是指地表集中移動(dòng)期結(jié)束之后，地表所產(chǎn)生的變形。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，地表移動(dòng)期結(jié)束，僅指連續(xù)六個(gè)月內(nèi)地表下沉的累計(jì)值不超過(guò)30 mm，并不意味著地表移動(dòng)過(guò)程的完全結(jié)束。實(shí)踐表明，地表移動(dòng)期結(jié)束后，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍有一定的地表殘余變形存在。

關(guān)于地表殘余移動(dòng)期間的地表移動(dòng)與變形計(jì)算問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究尚不深入。根據(jù)我國(guó)中硬覆巖長(zhǎng)壁全陷法采煤殘余下沉的部分觀測(cè)資料，經(jīng)綜合分析后得出地表殘余移動(dòng)期的極限連續(xù)殘余下沉量計(jì)算公式如下：

其中：Wc——地表殘余下沉值，mm

M——煤層采出厚度，mm

q——地表下沉系數(shù)

α ——煤層傾角，度

T ——集中移動(dòng)期地表移動(dòng)延續(xù)總時(shí)間，年

t ——?dú)堄嘁苿?dòng)期的時(shí)間變量，年

最大下沉值： W= qMcosα

傾斜值： I= WC/r

曲率值 ： K= ± 1.52WC/r2

水平變形值 ： ε= ± 1.52bI0

針對(duì)地塊受地下采煤沉陷影響的具體條件，利用上式及表2計(jì)算得出目前和未來(lái)5年該地塊采煤沉陷區(qū)域內(nèi)地表可能產(chǎn)生的連續(xù)殘余下沉值見(jiàn)表3。根據(jù)磚石結(jié)構(gòu)建筑物的破壞等級(jí)表4，對(duì)區(qū)內(nèi)建筑物破壞等級(jí)進(jìn)行預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表4結(jié)果可知，地塊區(qū)域剩余的殘余下沉值為48～193 mm，地表最大傾斜值3.09 mm/m，最大曲率值為0.29×10-3/m，最大水平變形值為0.94 mm/m，預(yù)測(cè)地表殘余變形分別對(duì)地面建筑物產(chǎn)生Ⅰ級(jí)-Ⅱ級(jí)破壞性影響。

（3）地表突發(fā)性塌陷可能性分析

地表產(chǎn)生突發(fā)性塌陷，一般分以下三種情況：一是煤層深厚比較小時(shí)，采空區(qū)頂板覆巖破壞高度達(dá)到地表，導(dǎo)致地表塌陷；二是急傾斜煤層開(kāi)采時(shí)，淺部煤層露頭處的抽冒導(dǎo)致地表塌陷；三是廢棄井筒、溜煤眼、井下硐室等未進(jìn)行有效處理，受長(zhǎng)期地下水和其它動(dòng)力作用影響，產(chǎn)生突發(fā)性地表塌陷。

煤礦屬于緩傾斜煤層開(kāi)采，頂板覆巖巖性為中硬型，根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，長(zhǎng)壁全陷法開(kāi)采條件下采空區(qū)頂板覆巖的垮落帶高度Hm和裂縫帶高度Hli可按下式計(jì)算：

式中：∑M—累計(jì)采厚，m。

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-5，根據(jù)鉆孔資料可知區(qū)內(nèi)采空區(qū)大多塌落，充水，上部巖層裂縫發(fā)育，巖芯較為破碎?？迓鋷Ц叨纫话銥?～10 m，裂縫帶20～30 m。

計(jì)算結(jié)果表明，建設(shè)區(qū)地下采煤形成的采空區(qū)可能發(fā)生塌陷的界限采深為63米，即采空區(qū)采深在63米以?xún)?nèi)的區(qū)域地表塌陷的可能性大，根據(jù)前述公式計(jì)算，最大塌陷深度可達(dá)0.76 m，危險(xiǎn)性大。地塊覆巖垮落帶和裂縫帶高度見(jiàn)表6。

（4） 地面建筑物附加載荷對(duì)地基穩(wěn)定性影響分析

煤層開(kāi)采后，上覆巖層形成垮落帶、斷裂帶、彎曲帶。在垮落帶，巖石被斷裂成塊狀，巖塊之間存在較大的裂隙。在斷裂帶，巖層產(chǎn)生斷裂、離層、裂隙，巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。在彎曲帶，巖層基本呈整體下沉，破壞輕微。因此，垮落帶、斷裂帶的巖層雖然經(jīng)過(guò)多年的壓實(shí)，仍然不可避免地存在一定的裂隙和離層，其抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度明顯低于原始巖體的強(qiáng)度。如果建筑物荷載傳遞到這兩帶，勢(shì)必加大建筑物的不均勻沉降，甚至造成建筑物破壞。

表2 地表沉降及移動(dòng)計(jì)算參數(shù)值Table 2 Ground subsidence and movement parameters

表3 地塊采煤沉陷范圍內(nèi)地表極限連續(xù)殘余下沉預(yù)測(cè)值Table 3 The prediction value of ground residual continuous subsidence in the collapsed area

表4 磚石結(jié)構(gòu)建筑物的破壞等級(jí)Table 4 Destruction level of masonry structures

表5 區(qū)內(nèi)建筑物破壞等級(jí)預(yù)測(cè)表Table 5 Destruction level prediction in the district

表6 地塊覆巖垮落帶和裂縫帶高度Table 6 The height of overlying rock caving zone and fracture zone

地面建筑物附加載荷對(duì)采煤沉陷區(qū)地基的穩(wěn)定性是否產(chǎn)生影響，主要考慮附加載荷的影響深度與采空區(qū)覆巖裂縫帶頂部之間是否有一定的安全距離。因此，要保證裂縫帶巖體不受建筑物附加載荷的影響，保持地基的穩(wěn)定性，建設(shè)場(chǎng)地要求的開(kāi)采深度應(yīng)滿(mǎn)足如下條件：

H≥Hli+Hj+ Hb

式中：H—建設(shè)場(chǎng)地要求開(kāi)采深度，m；

Hli—采空區(qū)覆巖垮落帶和裂縫帶高度，m；

Hj—建筑物載荷最大影響深度，m；

Hb—建筑物載荷最大影響深度與采空區(qū)覆巖裂縫帶頂部之間的安全保護(hù)層厚度，m。

建筑物載荷影響深度取決于建筑物附加載荷大小和地基承載力，可根據(jù)建筑物附加載荷與地基自重應(yīng)力間的相互關(guān)系確定。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，當(dāng)土層中有高壓縮性土或其他的不穩(wěn)定因素（如老采空區(qū)破裂巖體的存在）時(shí)，建筑物載荷影響深度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按建筑物載荷附加應(yīng)力等于相應(yīng)建筑物位置處地基的自重應(yīng)力的10%考慮。

為便于工程實(shí)踐應(yīng)用，對(duì)于矩形基礎(chǔ)建筑物，深度為Z處的建筑物載荷附加應(yīng)力σz和地基中的自重應(yīng)力σc可按下式計(jì)算。

式中：n=L/b，m=z/b。

P—建筑物自重均布應(yīng)力，Kpa；

L—矩形基礎(chǔ)的長(zhǎng)度，m；

b—矩形基礎(chǔ)的寬度，m。

式中：n—Z深度內(nèi)地基土層數(shù)；

γi—第i層地基土容重，KN/m3；

hi—第i層地基土厚度，m。

以長(zhǎng)度不超過(guò)100m、寬度不超過(guò)16m的樓房為例，單層建筑物的平均面積載荷約17kPa，且建筑物載荷均勻分布在整個(gè)建筑面積內(nèi)，計(jì)算得出十三層以?xún)?nèi)建筑物附加載荷最大影響深度見(jiàn)表7。

由表7可以看出，1至13層建筑物的載荷最大影響深度分別為8 m、14 m、16 m、20 m、22 m、24 m、26 m、28 m、30 m、30 m、32 m、34 m、36 m。為保證采煤沉陷區(qū)內(nèi)建筑物的安全可靠，安全保護(hù)層厚度可取建筑物載荷最大影響深度的2倍。因此，上式可變換為：

H≥Hli+3Hj

根據(jù)前述建筑物載荷最大影響深度和英俊鎮(zhèn)煤礦采空區(qū)域內(nèi)地下采空區(qū)頂板覆巖裂縫帶高度的計(jì)算結(jié)果，從擬建建筑物載荷是否影響地層穩(wěn)定性角度考慮，分析得出1～13層建筑要求最小采深見(jiàn)表8。

4.2 工程建設(shè)可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)

據(jù)前述地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估及工程建設(shè)可能引發(fā)和加劇地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)工程建設(shè)可能遭受地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)：

該建設(shè)項(xiàng)目用地范圍與地面塌陷最近距離為11 m，遭受地面塌陷的威脅可能性小，危險(xiǎn)性小。工程建設(shè)可能遭受其引發(fā)的地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的威脅，經(jīng)綜合分析，將評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估等級(jí)確定為大、中等和小三個(gè)級(jí)別，詳見(jiàn)表9。

5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)

5.1 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)原則與量化指標(biāo)的確定

根據(jù)“區(qū)內(nèi)相似，區(qū)際相異”的原則，采用定性、半定量的分析方法，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)進(jìn)行分區(qū)，再依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果，充分考慮評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件的差異和潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的分布、危險(xiǎn)程度，判別確定區(qū)段危險(xiǎn)性的量化指標(biāo)為地面塌陷危險(xiǎn)性大的界線(xiàn)深度為63 m，移動(dòng)角66°（采深采厚比為70～75）；危險(xiǎn)性中等的界線(xiàn)深度230 m，移動(dòng)角66°（采深采厚比約為256）。

表7 建筑物附加載荷最大影響深度計(jì)算表Table 7 Maximum depth prediction affected by building additional load

表8 1～13層建筑要求最小采深Table 8 The minimum depth of the 1-13 layers buildings

表9 建設(shè)用地危險(xiǎn)性分級(jí)表Table 9 Dangerous class of construction land

5.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)上述評(píng)估原則與確定量化指標(biāo)的依據(jù)，將各區(qū)段地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行疊加分析，其公式如下：

G=G現(xiàn)UmaxG預(yù)

式中：G —綜合評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)

G現(xiàn)—現(xiàn)狀評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)

G預(yù)—預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果，充分考慮評(píng)價(jià)區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件及工程特征，按照地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建設(shè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

經(jīng)綜合分析，將建設(shè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估等級(jí)確定為三個(gè)級(jí)別，即地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大、中等和小。

其中地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)位于建設(shè)區(qū)東部，面積53 925 m2，占總面積5.3%。危險(xiǎn)性中等區(qū)位于建設(shè)區(qū)中部，面積132 900 m2，占總面積13.1%。其它為危險(xiǎn)性小區(qū)，面積828 600 m2，占總面積81.6%。

5.3 建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)

該建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)用地適宜性評(píng)估，是根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，將評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小、中等和大的區(qū)段土地適宜性分別劃為適宜、基本適宜和適宜性差，其中土地適宜工程建設(shè)的用地面積為118 308 m2，占用地面積61.42%，土地基本適宜工程建設(shè)的用地面積為57 750m2，占用地面積29.98%，適宜性差面積為16550m2，占用地面積8.60%。 建設(shè)用地適宜性分級(jí)見(jiàn)表10。

5.4 結(jié)論及建議

5.4.1 結(jié)論

（1）綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：建設(shè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)等級(jí)確定為三個(gè)級(jí)別，即：采空區(qū)開(kāi)采深度35 ～63 m，移動(dòng)角66°（采深采厚比約為70～75）的區(qū)域確定為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)，面積53 925 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的5.3%；采空區(qū)開(kāi)采深度63～230 m，移動(dòng)角66°（采深采厚比約為256）的區(qū)域確定為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)，面積132 900 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的13.1%。評(píng)估區(qū)其它區(qū)域確定為危險(xiǎn)性小區(qū)，面積828 600 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的81.6%。

（2）擬建項(xiàng)目建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果確定為三個(gè)級(jí)別，即：工程建設(shè)遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，引發(fā)、加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，危險(xiǎn)性小，易于處理的區(qū)域確定為適宜區(qū)，適宜區(qū)面積為118 308 m2，占用地面積的61.42%；工程建設(shè)遭受地質(zhì)災(zāi)害危害的可能性中等，引發(fā)、加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等，危險(xiǎn)性中等，但可采取措施予以處理的區(qū)域確定為基本適宜區(qū)，基本適宜區(qū)面積為57 750 m2，占用地面積29.98%；工程建設(shè)遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性大，引發(fā)、加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性大，危險(xiǎn)性大，防治難度大的區(qū)域確定為適宜性差區(qū)，適宜性差區(qū)面積為16 550 m2，占用地面積8.60%。

表10 建設(shè)用地適宜性分級(jí)表Table10 Suitability class of construction land.

5.4.2 建議

為保證該建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行和未來(lái)安全，減輕工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的不良影響，防止各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果、環(huán)境地質(zhì)。

為保證建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行和未來(lái)安全，減輕工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的不良影響，防止各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估結(jié)果、環(huán)境地質(zhì)條件及工程特征，提出以下防治措施建議：

（1）工程建設(shè)開(kāi)挖基坑時(shí)，應(yīng)在基坑四周采取支護(hù)措施，防止土體崩塌（坍塌）造成危險(xiǎn)。

（2）適宜性差地段建議避讓。

（3）土地基本適宜地段可按表7中各樓層數(shù)要求的最小采深以及表4-6根據(jù)附加荷載對(duì)建筑物產(chǎn)生的最大影響深度與地塊采空區(qū)頂板埋深情況，采取相應(yīng)的樓層數(shù)和荷載或進(jìn)行地基加固處理（采空區(qū)及其影響范圍內(nèi)灌漿加固或其它加固處理措施）。

（4）基本適宜區(qū)段的建筑物地基基礎(chǔ)宜采用抗殘余變形較強(qiáng)的片筏基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)宜采用剪力墻結(jié)構(gòu)。

（5）適宜地段按殘余變形大小計(jì)算配置鋼筋砼圈梁和砼柱、在墻體內(nèi)設(shè)置構(gòu)造拉結(jié)鋼筋等措施，增強(qiáng)建筑物抗不均勻沉降能力。

[1]地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求(試行)[S].國(guó)土資發(fā),2004,69.

[2]縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查區(qū)劃基本要求實(shí)施細(xì)則[S].北京∶中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院, 2015.

[3]工程地質(zhì)手冊(cè)(第四版)[M].北京∶中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[4]GB 50007-2011.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2011.

[5]建筑物水體鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程[S].北京∶國(guó)家煤炭工業(yè)局, 2000.