李雙梅 張明亮 方 剛

廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì) 廣東 汕頭 515041

谷饒鎮(zhèn)位于汕頭市潮陽(yáng)區(qū)城區(qū)295°方向，距離潮陽(yáng)區(qū)約26km。潮陽(yáng)區(qū)谷饒鎮(zhèn)地面沉降面積大、覆蓋范圍廣，總面積約4.02km2，包括谷饒鎮(zhèn)新厝村、溪美村、新興村、華光村、頭埔村等。沉降區(qū)域人口集中，房屋密集，地面沉降引發(fā)的地面及房屋墻體開(kāi)裂給當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全和正常生活造成嚴(yán)重影響，威脅人數(shù)1536人，潛在經(jīng)濟(jì)損失1300多萬(wàn)元，地面沉降造成的危害大，社會(huì)影響較大，對(duì)其實(shí)施防治十分必要。

1 地面沉降概況

表1 潮陽(yáng)區(qū)地面沉降情況表

圖1 谷饒鎮(zhèn)地面沉降引起的裂縫(左圖為新厝村，右圖為頭埔村)

該區(qū)明顯沉降地質(zhì)災(zāi)害初現(xiàn)于2003年下半年，至2018年底為止，該區(qū)地面沉降已造成直接經(jīng)濟(jì)損失約1310.2萬(wàn)元，受災(zāi)害影響房屋約800座，地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情等級(jí)屬于特大型[1]。2003年7月，新厝村發(fā)生地面沉降，造成150間民房受損，造成經(jīng)濟(jì)損失約683.2萬(wàn)元。2004年下半年以來(lái)，災(zāi)情逐漸加重，范圍逐漸擴(kuò)大，大量民房墻體出現(xiàn)開(kāi)裂、傾斜、巷道路面出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。2010年頭埔村開(kāi)始出現(xiàn)明顯的地面沉降，2013年頭埔村地面沉降災(zāi)害面積達(dá)0.15km2，導(dǎo)致40多座房屋墻體出現(xiàn)不同程度開(kāi)裂、傾斜等現(xiàn)象，成為危房，村里巷道也出現(xiàn)多處地面不均勻沉降。據(jù)調(diào)查了解，目前該處地面沉降仍在發(fā)生變化，因地面沉降引發(fā)的建筑物墻體開(kāi)裂、地面產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象極為突出，果園、農(nóng)田也出現(xiàn)多處地面沉降，沉降范圍涉及5個(gè)自然村，直接威脅約1536人的生命財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失1300多萬(wàn)元，地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情等級(jí)屬特大型[1]。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 地層巖性

潮陽(yáng)區(qū)谷饒鎮(zhèn)地處練江沖洪積平原區(qū)，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，整體呈現(xiàn)北東高南西低。區(qū)內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)潮州組，巖性主要為海積灰、青灰色粘土，淺灰、深灰色淤泥，局部為淺黃色粉細(xì)砂，粗中砂。海陸交互堆積土黃、灰褐、灰色粉質(zhì)粘土，淤泥。第四系松散沉積物下伏基巖是侏羅系侵入花崗巖。

2.2 工程地質(zhì)條件

第四系地層內(nèi)廣泛沉積的軟土層是區(qū)內(nèi)地面沉降地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的先決條件之一，調(diào)查區(qū)地貌為練江沖洪積平原區(qū)，為第四系松散土類工程地質(zhì)區(qū)（Ⅰ區(qū)），地層巖性由第四系松散沉積的粘性土、淤泥、砂土等組成，厚度為50-120m，軟土分布廣、埋藏較淺。據(jù)收集鉆孔資料和物探結(jié)果顯示，該區(qū)軟土普遍發(fā)育，但層厚不一，連續(xù)性不強(qiáng)，軟土厚度自北西向南東逐漸變?。▓D2）[2]。

圖2 研究區(qū)軟土厚度分布圖[2]

第四系松散土類在評(píng)估區(qū)內(nèi)呈層狀廣泛分布，成分較為復(fù)雜，根據(jù)收集的勘察鉆探資料揭示由上至下有：人工填土層（Qml），沖積層（Q4

al），海陸交互堆積層（Q4mc）等。據(jù)收集資料揭露地層信息，第四系地層巖性主要為粘土、淤泥、中砂、粉質(zhì)粘土，根據(jù)物質(zhì)組成成分不同從上往下劃分為以下層次：①雜填土層②粘土層③淤泥層④粘土層⑤中砂層⑥粉質(zhì)粘土層⑦中砂層⑧粉質(zhì)粘土層⑨淤泥質(zhì)土層⑩粉質(zhì)粘土層（圖3）[3]。該區(qū)地層具高壓縮性、中低壓縮性土組雙層結(jié)構(gòu)，上層為高壓縮性土體，主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、砂質(zhì)淤泥等組成；下層為中低壓縮性土體，主要由粘土、粉質(zhì)粘土、粉土組成。在該土組分布區(qū)內(nèi)，地面以上過(guò)載及地下水位的下降均可能導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)的不均勻沉降。

圖3 沉降區(qū)地質(zhì)剖面圖[3]

2.3 水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育，屬練江水系，地下水類型為第四系松散層孔隙水，賦存于沖洪積層中，水位埋深隨季節(jié)變化，水量受砂類土分布情況影響，局部可能富集。地下水位埋深較淺，地下水受大氣降雨及側(cè)向逕流補(bǔ)給為主，以蒸發(fā)、側(cè)向徑流為主要排泄方式，動(dòng)態(tài)變化受季節(jié)控制明顯。由于第四紀(jì)沉積物厚度較大，多為交互相沉積，形成多層含水結(jié)構(gòu)，除孔隙潛水外，深部尚蘊(yùn)藏豐富的承壓水。

據(jù)已有資料，谷饒鎮(zhèn)地下水與北港河支流存在水力交換，且鎮(zhèn)西北部及東部的基巖裂隙水以潛流的方式補(bǔ)給平原區(qū)地下水。谷饒鎮(zhèn)淺層地下水徑流方向總體由東北向西南徑流，水力坡度較平緩；而深層承壓水徑流方向總體由西北向東南徑流，存在較大的水位高差，水力坡度較陡。

3 地面沉降基本特征和形成條件

3.1 地面沉降特征

地面沉降區(qū)主要分布于谷饒鎮(zhèn)頭埔村、新厝村、溪美村、華光村、新興村一帶，其中以頭埔、新厝、溪美范圍較廣、損失大、危險(xiǎn)性大。地面沉降引發(fā)的裂縫大多呈垂向開(kāi)裂，貫通性較強(qiáng)，方向性明顯，裂縫一般為0.2-0.5cm，最寬處超過(guò)50cm，部分地方開(kāi)裂形成錯(cuò)臺(tái)，房屋成為危房，村民對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)或就地重建后又出現(xiàn)不同程度的變形開(kāi)裂。

據(jù)谷饒鎮(zhèn)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2015年至2018年形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在208603個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，形變速率小于-18mm/a的測(cè)量點(diǎn)有12775個(gè)，占比6.1%，最大累計(jì)沉降量達(dá)133.4mm，屬中型地面沉降[1]，地面形變情況總體較嚴(yán)重，其中新厝村兩處監(jiān)測(cè)點(diǎn)的年平均變形速率分別為18.5mm/a和30.1mm/a，累計(jì)形變量分別為-73mm和-95mm；頭埔村年平均形變速率為11.2mm/a，累計(jì)形變量為-32mm。累計(jì)沉降量均在持續(xù)增大，且均有繼續(xù)形變的趨勢(shì)。綜合沉降區(qū)的特征，區(qū)內(nèi)總體上均存在較明顯的繼續(xù)形變趨勢(shì)，根據(jù)《廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估實(shí)施細(xì)則（2021年修訂版）》，近5年平均沉降速率在10＜—＜30mm/a，谷饒鎮(zhèn)地面沉降發(fā)育程度為中等[4]。

3.2 形成條件分析及評(píng)價(jià)

地面沉降的誘發(fā)因素主要有自然地質(zhì)因素和人類工程活動(dòng)兩大類，通常對(duì)于地面沉降的機(jī)理研究主要考慮的因素是軟土層的自然壓密和固結(jié)、地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)、超采地下水及城市工程建設(shè)等[5]。

3.2.1 自然地質(zhì)因素

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查及鉆探資料反映，地面沉降地段淺部存在多層軟土，屬于中-高壓縮性性土，具有厚度大，強(qiáng)度低，高含水量，高壓縮性等工程特點(diǎn)，工程建設(shè)在上部增加荷載作用下易產(chǎn)生剪切破壞并出現(xiàn)軟土固結(jié)沉降，從而導(dǎo)致建筑物地基變形。通過(guò)前文的分析發(fā)現(xiàn)谷饒鎮(zhèn)重點(diǎn)災(zāi)害沉降區(qū)主要集中在新厝、溪美一帶。但該地帶軟土厚度的分布剛好與地面沉降災(zāi)害程度分布特征相反，沉降嚴(yán)重區(qū)軟土厚度薄，沉降較輕區(qū)軟土厚度大。地基發(fā)生沉降的工程要素主要是土體壓縮性和荷載作用。谷饒鎮(zhèn)的嚴(yán)重地面沉降主要發(fā)生在老式民房地段，因老式民房多采用淺基礎(chǔ)，又是磚混結(jié)構(gòu)，對(duì)地基沉降很敏感，容易遭受破壞而出現(xiàn)裂縫、傾斜；新建的廠房、樓房所處區(qū)域同樣存在地面沉降，只是這些新建的建筑物均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，又采用樁基礎(chǔ)，因此不易受地基沉降影響，受破壞程度小。據(jù)此認(rèn)為土體的物理力學(xué)性質(zhì)不是誘發(fā)該地地面沉降的主要因素。

3.2.2 人類工程活動(dòng)因素

據(jù)調(diào)查，谷饒鎮(zhèn)針織及服裝業(yè)發(fā)展較快，目前已成為粵東重要的針織服裝工業(yè)鎮(zhèn)，工業(yè)活動(dòng)用水量巨大，而區(qū)內(nèi)用水來(lái)源主要采自地下水，開(kāi)采對(duì)象為第四系覆蓋層中的承壓水和基巖裂隙水，由于大面積開(kāi)采地下水，破壞了地下水的平衡，造成地下水位急劇下降，這一因素成為谷饒鎮(zhèn)地面沉降發(fā)生的重要誘發(fā)因素。

根據(jù)收集的地下水位資料，結(jié)合區(qū)內(nèi)的地形及含水層分布特征，與InSAR數(shù)據(jù)分析的總沉降進(jìn)行綜合分析，區(qū)內(nèi)地下淺層潛水-承壓等水位線的降落漏斗位于新厝村，其空間位置與地面沉降重點(diǎn)區(qū)吻合（圖4），因此可以推測(cè)研究區(qū)的地面沉降災(zāi)害與地下水位關(guān)系密切。

圖4 淺層潛水-承壓水位線與總沉降量疊加圖

綜上，第四系巖性及結(jié)構(gòu)特征是區(qū)內(nèi)地面沉降的內(nèi)在條件，地下水的大量開(kāi)采是產(chǎn)生地面沉降的誘發(fā)因素。

4 地面沉降的防治建議

4.1 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

據(jù)分析，新厝村淺層地下水位變化幅度較大，且明顯受季節(jié)性降雨及人類活動(dòng)影響；而頭埔村淺層地下水位變化幅度相對(duì)較小，季節(jié)性波動(dòng)不明顯。在地勢(shì)平坦區(qū)，含水介質(zhì)成層分布的淺層潛水-承壓水水位變化一般不會(huì)太大，而頭埔村和新厝村淺層地下水位的差值，說(shuō)明淺層潛水-承壓水在不同的位置受到的擾動(dòng)程度不同，說(shuō)明其變化規(guī)律受人類活動(dòng)影響十分明顯。通過(guò)對(duì)比分析新厝和頭埔地下水位與地面沉降量關(guān)系得出結(jié)論：地下水位在反復(fù)升降過(guò)程中地面沉降呈持續(xù)下降狀態(tài)，其沉降量亦以較快的速度持續(xù)累加，目前尚未出現(xiàn)減緩跡象；其中地下水位上升時(shí)，土體表現(xiàn)為吸水膨脹，地面沉降量所有減緩甚至回彈，但由于累計(jì)的沉降已相對(duì)較大，土體脫水后，由于地面動(dòng)、靜荷載作用，短時(shí)的地下水補(bǔ)給不能使土體恢復(fù)至脫水前狀態(tài)，即短時(shí)的地下水位上升，不能減緩沉降的趨勢(shì)，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沉降量仍會(huì)持續(xù)增加。

4.2 危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性是指一定發(fā)育程度的地質(zhì)體在誘發(fā)因素作用下發(fā)生災(zāi)害的可能性及危害程度。在查明各種地質(zhì)作用性質(zhì)、規(guī)模和承載對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性的基礎(chǔ)上，從致災(zāi)體穩(wěn)定性和發(fā)生概率上分析，對(duì)其潛在的危險(xiǎn)性進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。谷饒鎮(zhèn)地面沉降最大累計(jì)沉降量達(dá)133.4mm，屬中型地面沉降，近5年平均沉降速率在10＜—＜30mm/a，谷饒鎮(zhèn)地面沉降發(fā)育程度為中等。該區(qū)地面沉降已造成直接經(jīng)濟(jì)損失約1310.2萬(wàn)元，受災(zāi)害影響房屋約800座；直接威脅約1536人的生命財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失1300多萬(wàn)元，直接經(jīng)濟(jì)損失≥500萬(wàn)元，受威脅人數(shù)≥100人，潛在經(jīng)濟(jì)損失≥500萬(wàn)元，危害程度大。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分級(jí)表[6]，該區(qū)地面沉降危險(xiǎn)性大。

表2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分級(jí)表

4.3 防治建議

沉降區(qū)發(fā)生在人口集中，房屋密集區(qū)，按“因地制宜，量力而行”的原則，采取合理措施對(duì)地面沉降進(jìn)行防治。①對(duì)已發(fā)地面沉降造成房屋損失及危房，應(yīng)盡量安撫、安置民眾；②考慮災(zāi)害的類型、特征及發(fā)育情況，應(yīng)制訂措施減緩地面沉降的發(fā)展，有計(jì)劃的管制當(dāng)?shù)貙?duì)地下水的開(kāi)采，創(chuàng)造一個(gè)人與自然地質(zhì)生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)的和諧環(huán)境；③在沉降區(qū)域布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通知當(dāng)?shù)厝罕姲l(fā)現(xiàn)災(zāi)情及時(shí)上報(bào)，以確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全為首要；④有條件的情況下對(duì)沉降嚴(yán)重的地段居民進(jìn)行搬遷考慮；⑤新建工程結(jié)合軟土的分布特征、性質(zhì)，進(jìn)行路基沉降、穩(wěn)定性驗(yàn)算后，采取有針對(duì)性的軟基處理措施，建議采用復(fù)合地基法進(jìn)行處理，如袋裝砂井加超載預(yù)壓、插水板、粉噴樁、CFG樁、管樁等，在滿足沉降要求的條件下，靈活選取，厚度小，埋藏淺的可進(jìn)行清淤換填[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

潮陽(yáng)區(qū)谷饒鎮(zhèn)地面沉降發(fā)生以來(lái)，已經(jīng)造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，且至今仍在發(fā)展擴(kuò)大，其險(xiǎn)情級(jí)別屬中-特大型，對(duì)其進(jìn)行防治十分必要且迫切，采取合理措施對(duì)地面沉降進(jìn)行防治，可有效保護(hù)當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全，對(duì)維持當(dāng)?shù)厣鐣?huì)秩序穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，人民對(duì)美好生活的向往起到積極作用，帶來(lái)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益顯著。