曾蓉,李俊業(yè)
(1.成都興蜀勘察基礎(chǔ)工程公司,成都 610072;2.四川岷江港航電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司,樂(lè)山 614000)
擬建工程位于長(zhǎng)壽區(qū)長(zhǎng)江河段北岸,岸線長(zhǎng)5.295 km,各支流治理岸線長(zhǎng)約1.335 km,合計(jì)岸線長(zhǎng)度6.630 km,起止樁號(hào)為“長(zhǎng)北0+000.000~長(zhǎng)北5+295.536”,根據(jù)可行性研究報(bào)告,工程將采用的治理措施見(jiàn)表1。建設(shè)場(chǎng)地面積約0.163 1 km2,評(píng)估范圍為擬建工程及周邊可能影響區(qū)域,面積約0.933 6 km2(圖1)。
評(píng)估區(qū)地形條件較復(fù)雜,土層多元組合,厚度大,巖土性質(zhì)復(fù)雜,地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜,水文及水文地質(zhì)條件復(fù)雜,破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)較復(fù)雜,因此,評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件較復(fù)雜。擬建工程形成擋墻的最大高度約8 m,護(hù)岸的最大高度約為20 m,擬建項(xiàng)目重要性為重要,評(píng)估級(jí)別為一級(jí)[1-3]。
表1 工程總體布置型式
圖1 評(píng)估范圍及建設(shè)范圍
評(píng)估區(qū)為河流侵蝕堆積地貌。地形總體北高南低,呈階梯狀,最高點(diǎn)位于城區(qū)一帶,高程為275.0 m,最低點(diǎn)位于長(zhǎng)江邊漫灘一帶,高程約150.0 m,相對(duì)高差約125 m。區(qū)內(nèi)主要地貌單元從北向南分別為漫灘和階地。漫灘沿長(zhǎng)江分布,緊臨長(zhǎng)江,呈東西向展布,寬40~160 m,灘面高程150.0~163.1 m,地勢(shì)平緩。階地沿長(zhǎng)江分布,為堆積階地,階面高程170.0~180.5 m,階地高度約17~20 m,階面因人工堆填剩余寬度10~25 m。階坡坡度20°~35°,階地受沖溝切割破壞,切割深度約3~6 m,縱坡度12%~20%。綜上,評(píng)估區(qū)地形坡度一般15°~30°,地形較復(fù)雜。
根據(jù)地面調(diào)查及收集場(chǎng)地其它單位鉆探資料,區(qū)內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層(Q4ml)、沖洪積土層(Q4a+pl)、侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組(J2s)組成。人工填土層(Q4ml)主要為塊石土,力學(xué)性能差,厚度4.0~6.2 m,在三峽水庫(kù)蓄水后已產(chǎn)生塌岸;沖洪積土層(Q4a+pl)分為漫灘堆積層(Q43al)和階地堆積層(Q41+2al),厚度2.2~29.5 m;侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層(J2s)主要為紫紅色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾灰白色砂巖。
評(píng)估區(qū)位于黃草峽背斜的北西翼,無(wú)斷層分布,巖層產(chǎn)狀:300°~310°∠6°~17°,區(qū)內(nèi)未見(jiàn)斷層,主要發(fā)育兩組裂隙。區(qū)內(nèi)貫通性結(jié)構(gòu)面主要為巖層層面和巖土界面,巖層傾角6°~17°,巖土界面不臨空,界面傾角一般10°~20°,局部?jī)A角21°~41°。
評(píng)估區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s。評(píng)估區(qū)屬弱震地質(zhì)環(huán)境,無(wú)活動(dòng)性斷層存在,地震活動(dòng)頻度較低,構(gòu)造穩(wěn)定性好。
評(píng)估區(qū)地表水系主要有長(zhǎng)江、小石溪和桃花溪,場(chǎng)地小沖溝較發(fā)育,長(zhǎng)江為最低排泄基準(zhǔn)面,大氣降水主要通過(guò)地表徑流形式最終流入長(zhǎng)江,地表主要為砂質(zhì)黏土和黏土,即地表水滲入對(duì)土體有影響。
評(píng)估區(qū)地下水按賦存條件可分為孔隙水和裂隙水兩種類型:孔隙水主要賦存于第四系松散堆積層中,含水介質(zhì)主要為粉土、粉細(xì)砂以及卵石層,透水性較好,為潛水,水量豐富,地下水位受江水控制,變化較大,主要接受大氣降水和江水的補(bǔ)給;裂隙水主要賦存于淺層基巖構(gòu)造裂隙與風(fēng)化裂隙中,主要依靠第四系孔隙水及江水補(bǔ)給,與長(zhǎng)江互成補(bǔ)排關(guān)系,地下水位埋深5.8~33.0 m,場(chǎng)區(qū)地表未見(jiàn)地下水露頭。
綜上所述,評(píng)估區(qū)地表水對(duì)巖土體影響大,地下水對(duì)巖土體影響大。
根據(jù)收集地質(zhì)資料和野外調(diào)查查明,區(qū)內(nèi)未見(jiàn)滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查岸坡未見(jiàn)明顯變形現(xiàn)象。岸坡塌岸預(yù)測(cè)主要為侵蝕、剝蝕型塌岸[4-7]。區(qū)內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。
評(píng)估區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)主要為修建公路、居民住房及廠房,形成土質(zhì)邊坡高9 m,影響面積約0.002 3 km2,占用地面積約1.38%。形成巖質(zhì)邊坡高5~26.91 m,其中高15~26.91 m影響面積約0.015 6 km2,占用地面積約9.56%。區(qū)內(nèi)無(wú)洞室、采空區(qū)等其他破壞地質(zhì)環(huán)境的人類活動(dòng)。
綜上,破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈。
根據(jù)已有資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,評(píng)估區(qū)內(nèi)未見(jiàn)滑坡、危巖崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在。評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀主要為邊坡穩(wěn)定性和存在塌岸可能性。
根據(jù)地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層巖性及水文條件,場(chǎng)地塌岸多發(fā)生于階地邊緣,階地上部多為人工堆積,厚度0.5~16.4 m,邊坡坡度18°~46°,堆積年限小于2 a,未壓實(shí),結(jié)構(gòu)松散,易產(chǎn)生塌滑。
(1) 滑移型塌岸
根據(jù)巖土界面傾角的陡緩情況,選取1-1′、13-13′剖面作為滑移評(píng)價(jià)的計(jì)算剖面(圖2、圖3),以巖土界面為潛在滑動(dòng)面,并假定前緣按圓弧形剪切面從土層中剪出。采用定量計(jì)算分析穩(wěn)定性[8],計(jì)算方法為傳遞系數(shù)法,安全系數(shù)為1.15。經(jīng)收集前期工作成果及區(qū)域經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合分析確定,計(jì)算參數(shù)選擇見(jiàn)表2。計(jì)算工況的選取主要考慮天然工況和水位降工況,見(jiàn)表3。穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。
在最不利工況,即水位降工況下,代表剖面穩(wěn)定性系數(shù)最低的為13-13′剖面,穩(wěn)定性系數(shù)為1.06,處于基本穩(wěn)定狀態(tài);1-1′剖面,處于穩(wěn)定狀態(tài)。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查未發(fā)現(xiàn)滑移破壞,各計(jì)算剖面計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的實(shí)際情況是吻合的。
圖2 1-1′計(jì)算剖面
圖3 13-13′計(jì)算剖面
岸坡土體重度/kN·m-3天然飽和巖土界面黏聚力/kPa天然飽和巖土界面內(nèi)摩擦角/°天然飽和雜填土19.520.5502122粉質(zhì)黏土19.620.220161310砂礫卵石20.020.5002826
表3 計(jì)算工況表
表4 穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算成果表
(2) 侵蝕、剝蝕型塌岸
由于岸坡已經(jīng)歷了多次歷史水位漲落工況,部分表層土體已坍入河,據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,岸坡目前未見(jiàn)變形。但是,由于岸坡部分地段目前未達(dá)自然穩(wěn)定坡角[9],故階地粉質(zhì)黏土、粉土在庫(kù)水長(zhǎng)期浸泡浪蝕作用下,將發(fā)生侵蝕、剝蝕型塌岸。
工程地質(zhì)類比法(即圖解法)是預(yù)測(cè)塌岸比較成熟的方法。其基本原理就是利用蓄水前的岸坡穩(wěn)定形態(tài)來(lái)類比蓄水后的庫(kù)岸再造穩(wěn)定坡形,即以平水期至洪水期水位變動(dòng)帶的穩(wěn)定坡角作為156 m至正常蓄水位175 m之間的水位變動(dòng)帶穩(wěn)定坡角,以洪水期以上的穩(wěn)定坡角作為蓄水后洪水位以上的穩(wěn)定坡角,并進(jìn)行圖解,以確定庫(kù)岸的塌岸寬度(圖4)。
圖4 塌岸預(yù)測(cè)圖
根據(jù)穩(wěn)定坡角調(diào)查及經(jīng)驗(yàn),不同巖性岸坡水下和水上穩(wěn)定坡角建議值見(jiàn)表5。
表5 岸坡最終庫(kù)岸再造穩(wěn)定坡角建議值
根據(jù)調(diào)查,擬建場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)無(wú)地質(zhì)遺跡、自然保護(hù)景區(qū)、人文景觀等分布;擬建場(chǎng)地是在規(guī)劃區(qū)內(nèi)修筑,對(duì)土地資源的破壞程度屬于一般;擬建場(chǎng)地周邊主要為已建房屋,對(duì)周圍建筑物影響有一定影響。
擬建場(chǎng)地附近的地表水體主要為長(zhǎng)江,擬建建筑屬于防洪護(hù)岸工程,對(duì)地表水體影響??;評(píng)估區(qū)內(nèi)地下水貧乏,擬建工程不會(huì)產(chǎn)生對(duì)含水層的破壞,附近無(wú)重大水污染源,工程建設(shè)對(duì)地表水體、地下水影響小。
長(zhǎng)北4+552.310~長(zhǎng)北5+295.536段、長(zhǎng)小0+000.000~長(zhǎng)小0+405.000段、長(zhǎng)桃0+000.000~長(zhǎng)桃0+340.000段、長(zhǎng)龍0+000.000~長(zhǎng)龍0+590.000段,斜(邊)坡無(wú)變形跡象,處于穩(wěn)定狀態(tài)。由剖面塌岸預(yù)測(cè)分析圖知,在三峽水位變幅作用下產(chǎn)生侵蝕性塌岸,逐步向岸坡侵蝕塌滑,塌岸寬度分別為45~97 m、35~70 m、80~150 m、35~70 m,塌岸強(qiáng)烈,遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,損失小,危險(xiǎn)性中等。
長(zhǎng)北0+000.000~長(zhǎng)北0+338.206、長(zhǎng)北0+338.206~長(zhǎng)北0+635.659、長(zhǎng)北0+635.659~長(zhǎng)北1+911.182、長(zhǎng)北2+114.672~長(zhǎng)北2+578.928、長(zhǎng)北2+578.928~長(zhǎng)北2+937.674、長(zhǎng)北2+937.674~長(zhǎng)北3+757.397、長(zhǎng)北4+042.774~長(zhǎng)北4+552.310段,長(zhǎng)北1+911.182~長(zhǎng)北2+114.672段(桃花溪匯合口段),長(zhǎng)北3+757.397~長(zhǎng)北4+042.774段(龍溪河匯合口),斜(邊)坡無(wú)變形跡象,處于穩(wěn)定狀態(tài)。由剖面塌岸預(yù)測(cè)分析圖知,陡坡段主要在三峽水位變幅作用下產(chǎn)生侵蝕性塌岸,位于設(shè)計(jì)洪水位181.87 m以下,塌岸輕微,遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,危險(xiǎn)性小。
(1) 格賓鎮(zhèn)腳+二級(jí)斜坡護(hù)岸段
長(zhǎng)北4+552.310~長(zhǎng)北5+295.536、長(zhǎng)小0+000.000~長(zhǎng)小0+405.000、長(zhǎng)桃0+000.000~長(zhǎng)桃0+340.000段。
根據(jù)可行性研究報(bào)告,該段對(duì)原有土體進(jìn)行部分清除后,用石渣碾壓回填,按一定壓實(shí)度指標(biāo)對(duì)坡體進(jìn)行分層夯實(shí),按1∶2.0和1∶2.5穩(wěn)定坡率整平坡面,采用重力式格賓擋墻鎮(zhèn)腳,格賓護(hù)墊防沖,邊坡整體穩(wěn)定。由剖面塌岸預(yù)測(cè)分析圖知,在賓格護(hù)墊防沖結(jié)構(gòu)以下的土體在水流的侵蝕作用下可能被掏空,對(duì)岸坡產(chǎn)生影響。因此,工程建設(shè)中和建成后,塌岸誘發(fā)工程失穩(wěn)的可能性中等,損失中等,危險(xiǎn)性中等。
(2) 格賓鎮(zhèn)腳+一級(jí)斜坡護(hù)岸+高擋墻
北岸支流河段:長(zhǎng)龍0+000.000~長(zhǎng)龍0+590.000段。
該段采用重力式格賓擋墻鎮(zhèn)腳,格賓護(hù)墊防沖,按1∶2.0穩(wěn)定坡率,用石渣碾壓回填,并鋪設(shè)土工格柵,采用砼衡重式擋墻,擋墻頂部為平臺(tái)。由圖4剖面塌岸分析圖知,在賓格護(hù)墊防沖結(jié)構(gòu)以下的土體在水流的侵蝕作用下可能被掏空,對(duì)岸坡產(chǎn)生影響。因此,工程建設(shè)中和建成后,塌岸誘發(fā)工程失穩(wěn)的可能性中等,損失中等,危險(xiǎn)性中等。
長(zhǎng)北0+000.000~長(zhǎng)北0+338.206、長(zhǎng)北0+338.206~長(zhǎng)北0+635.659、長(zhǎng)北0+635.659~長(zhǎng)北1+911.182、長(zhǎng)北1+911.182~長(zhǎng)北2+114.672、長(zhǎng)北2+114.672~長(zhǎng)北2+578.928、長(zhǎng)北2+578.928~長(zhǎng)北2+937.674、長(zhǎng)北2+937.674~長(zhǎng)北3+757.397、長(zhǎng)北3+757.397~長(zhǎng)北4+042.774、長(zhǎng)北4+042.774~長(zhǎng)北4+552.310段無(wú)治理工程,不進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。
根據(jù)調(diào)查,擬建場(chǎng)地附近沒(méi)有區(qū)縣級(jí)地質(zhì)遺跡、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)、森林公園及人文景觀分布,因此項(xiàng)目建設(shè)不會(huì)對(duì)該類保護(hù)區(qū)造成影響破壞;由設(shè)計(jì)及調(diào)查資料,擬建場(chǎng)地屬于規(guī)劃區(qū)內(nèi)建筑,擬建建筑不會(huì)對(duì)土地資源進(jìn)行破壞;擬建場(chǎng)地局部附近有建筑,但不在開(kāi)挖邊坡影響范圍內(nèi),因此擬建工程建設(shè)不會(huì)對(duì)建構(gòu)筑物造成影響破壞。擬建工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)遺跡、自然和人文景觀、土地資源、建構(gòu)筑物的影響破壞程度為不嚴(yán)重。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,擬建場(chǎng)地附近地表水體主要為長(zhǎng)江及梨香溪,長(zhǎng)江三峽工程建成蓄水至175 m后,評(píng)估區(qū)段的水位為173.81 m左右。擬建工程地面標(biāo)高都在173.81 m以上,區(qū)內(nèi)基巖巖性以泥巖為主,泥巖為相對(duì)隔水層,區(qū)內(nèi)地下水貧乏,對(duì)于河溝流經(jīng)處不會(huì)造成漏失;擬建建筑附近無(wú)其他水體、井泉點(diǎn)存在。根據(jù)相關(guān)規(guī)定,擬建項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)區(qū)內(nèi)地表水體及地下水影響不強(qiáng)烈。
根據(jù)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及分區(qū)分級(jí)結(jié)果,將評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性劃為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)(Ⅱ):長(zhǎng)北4+552.310~長(zhǎng)北5+295.536、長(zhǎng)小0+000.000~長(zhǎng)小0+405.000、長(zhǎng)桃0+000.000~長(zhǎng)桃0+340.000、長(zhǎng)龍0+000.000~長(zhǎng)龍0+590.000。
(1) 地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)難度
評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性程度中等,對(duì)評(píng)估區(qū)內(nèi)將產(chǎn)生塌岸的岸坡進(jìn)行支護(hù)。治理恢復(fù)措施施工難度低,使用普遍,技術(shù)成熟,防治技術(shù)方案為常規(guī)技術(shù)方案。
其防治費(fèi)用采用工程類比法綜合確定(詳見(jiàn)表6),工程量根據(jù)估算方案進(jìn)行統(tǒng)計(jì),單價(jià)按市場(chǎng)價(jià)進(jìn)行估算,其地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題防治費(fèi)用約為939.38萬(wàn)元,約占工程總投資19 878.45萬(wàn)元人民幣的4.73%。
綜上,擬建工程防治方案為常規(guī)技術(shù)方案,防治費(fèi)用占工程總投資的4.73%,地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)難度小。
表6 地質(zhì)環(huán)境防治及恢復(fù)費(fèi)用詳表
(2) 建設(shè)場(chǎng)地適宜性
根據(jù)前述,工程建設(shè)遭受、誘發(fā)及加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等,對(duì)地質(zhì)遺跡、自然和人文景觀、土地資源和建構(gòu)物的影響破壞程度不嚴(yán)重,對(duì)地表水體、地下水的影響不強(qiáng)烈。故工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響程度中等。
地質(zhì)環(huán)境保護(hù)及治理恢復(fù)費(fèi)用占工程總投資的4.73%,具有經(jīng)濟(jì)合理性;治理措施可行,均屬常規(guī)技術(shù)方案,地質(zhì)環(huán)境保護(hù)及治理恢復(fù)難度小。
故建設(shè)場(chǎng)地適宜擬建工程建設(shè)。
根據(jù)預(yù)測(cè)評(píng)估和綜合評(píng)估,結(jié)合工程建設(shè)特點(diǎn),對(duì)本工程的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)及治理恢復(fù)措施建議如下:
(1) 建設(shè)工程施工過(guò)程中的棄土不得隨意堆放。
(2) 對(duì)于擬建工程中斜坡護(hù)岸段,建議對(duì)產(chǎn)生侵蝕、剝蝕塌岸的岸坡進(jìn)行漿砌塊石護(hù)坡,對(duì)滑移型塌岸的岸坡采用擋土墻進(jìn)行支擋。
(3) 對(duì)開(kāi)挖基槽臨時(shí)邊坡進(jìn)行臨時(shí)支護(hù),及時(shí)封閉或采用土釘墻。
(4) 護(hù)坡工程應(yīng)采取分段施工,基槽應(yīng)分段間隔開(kāi)挖。
(5) 施工過(guò)程中盡量減少損傷既有治理排水結(jié)構(gòu),對(duì)排水工程局部損毀的應(yīng)在施工完成后及時(shí)修復(fù),以免引發(fā)次生災(zāi)害。
(6) 擬建工程實(shí)施后,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)坡頂排水的措施,以免排水不暢導(dǎo)致增大水壓力。
(1) 本次是對(duì)防洪護(hù)岸綜合整治工程進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估,評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度為較復(fù)雜,擬建工程形成擋墻的最大高度約8 m,護(hù)岸的最大高度約為20 m,為土質(zhì)邊坡,擬建項(xiàng)目重要性為重要,本評(píng)估級(jí)別為一級(jí)?,F(xiàn)狀評(píng)估,工程建設(shè)遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的可能性大,損失小,危險(xiǎn)性中等。預(yù)測(cè)評(píng)估,工程建設(shè)中和建成后,塌岸誘發(fā)工程失穩(wěn)的可能性中等,損失中等,危險(xiǎn)性中等;工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)遺跡、自然和人文景觀、土地資源和建構(gòu)物造成的影響不嚴(yán)重,對(duì)地表水體、地下水的影響不強(qiáng)烈。工程總體建設(shè)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性程度中等,地質(zhì)環(huán)境保護(hù)及治理恢復(fù)難度小,建設(shè)場(chǎng)地適宜擬建工程建設(shè)。
(2) 本文對(duì)擬建防洪護(hù)岸綜合整治工程建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查評(píng)估,評(píng)估結(jié)果具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,有利于避免建設(shè)工程遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn),防止工程建設(shè)誘發(fā)及加劇地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題,為地質(zhì)環(huán)境保護(hù)等提供必要的地質(zhì)依據(jù)。塌岸預(yù)測(cè)模型具有一定的實(shí)用性和普遍性,可以運(yùn)用到其他岸坡進(jìn)行塌岸預(yù)測(cè)評(píng)估。