陳穎汶 陳澤生

廣東省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì) 廣東 汕頭 505021

潮汕平原谷饒鎮(zhèn)地面沉降地質(zhì)災(zāi)害主要分布在新厝村、溪美村、新興村、頭鋪村及屬地為華里村的部分工廠、商場(chǎng)、學(xué)校等地，地基不均勻下降，導(dǎo)致村民房屋裂縫、房屋傾斜等，局部地方隨著災(zāi)情逐漸加重，范圍逐漸擴(kuò)大，建筑物損毀嚴(yán)重，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全和正常的生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。

1 氣候條件及區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 氣象及水文

新厝村位于廣東省汕頭市潮陽(yáng)區(qū)，水資源豐富，雨量充沛，年平均降雨量1722.5mm，降雨量主要集中在4月—9月，占全年降雨量83%；最大年降雨量為2740.3mm（1983年），最小降雨量為816.2mm（1963年），日最大降雨量為396.4mm（1983年6月19日）；最大小時(shí)降水量50.0mm；年平均蒸發(fā)量1799.5mm，年平均相對(duì)濕度80%，年降雨量地域上呈現(xiàn)由北東向南東增加趨勢(shì)。臺(tái)風(fēng)多發(fā)，每年有2～3個(gè)熱帶氣旋。

境內(nèi)主要河流為練江。練江起源于普寧市大南山五峰尖西南麓楊梅坪白水，自北流經(jīng)流沙鎮(zhèn)折東至石港村38.8 km為上游，下分二支：一支東流1.5 km進(jìn)入潮南區(qū)，經(jīng)陳店鎮(zhèn)溪至流仙村；另一支東北流1km入潮陽(yáng)區(qū)，經(jīng)貴嶼鎮(zhèn)玉窖村、匯貴嶼水轉(zhuǎn)向東南于潮南陳店鎮(zhèn)流仙村匯合東支。

1.2 地形地貌

谷饒鎮(zhèn)為河流堆積平原地貌，地貌較為單一，地形較為平坦、開(kāi)闊，地勢(shì)整體上北高南低，地面高程1.7m～4.6m，坡度＜10°。

1.3 地層巖石

根據(jù)區(qū)域資料[1]新厝村出露地層主要為第四紀(jì)桂洲群（QhG），第四紀(jì)地層自晚更新世至全新世均有發(fā)育，沉積環(huán)境復(fù)雜多變，由河流湖沼相→濱海河流湖沼相→風(fēng)化期河流相→河流相→海陸交互相→陸相，成因類型十分復(fù)雜，第四系沉積物厚度變化大，松散土體厚度為12.3m～118.80m，其巖性主要為黏土、砂質(zhì)黏土、砂和砂礫、淤泥及淤泥質(zhì)土等。

另外，分布于平原區(qū)周邊的丘陵地段基底，為晚侏羅世（J31δο）石英閃長(zhǎng)巖、（J31γδ）花崗閃長(zhǎng)巖、（J32ηγ）二長(zhǎng)花崗巖，早白堊世（K12ξο）鉀長(zhǎng)花崗巖、（K13ηγ）二長(zhǎng)花崗巖、（K14δο）石英閃長(zhǎng)巖等，致密狀，塊狀構(gòu)造，花崗結(jié)構(gòu)，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎。

2 地面沉降發(fā)育特征及危害

2.1 地面沉降的產(chǎn)生及發(fā)展過(guò)程

根據(jù)調(diào)查資料[2]顯示，新厝村從2003年下半年開(kāi)始出現(xiàn)地面沉降地質(zhì)災(zāi)害，2004年下半年以來(lái)，災(zāi)情逐漸加重，范圍逐漸擴(kuò)大，地基不均勻下降、導(dǎo)致大量房屋墻體出現(xiàn)開(kāi)裂、傾斜、巷道路面出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象，谷饒鎮(zhèn)新厝村的地面沉降發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，迄今已達(dá)18年之久，嚴(yán)重危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和正常的生活秩序，造成較大的社會(huì)影響。

2.2 地面沉降分布特征及規(guī)模

新厝村地面沉降危害程度大區(qū)呈帶狀分布，主要分布在新厝村北部、中南部；危害程度中等區(qū)主要位于新厝村中部和南側(cè)及其他零星部位，其余區(qū)域?yàn)槲：Τ潭刃^(qū)。

2.3 地面沉降的危害

地面沉降的危害巨大，破壞房屋建筑、道路、橋梁、地下管線等工程設(shè)施，降低土地開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，妨礙城市建設(shè)，嚴(yán)重的可危及人的生命安全。對(duì)構(gòu)筑物的危害主要表現(xiàn)為房屋墻壁開(kāi)裂、墻壁與地面交接處開(kāi)裂等；對(duì)工程設(shè)施的危害主要表現(xiàn)為降低堤壩的防洪能力，地面與橋梁銜接處下沉拉裂，管線維護(hù)成本大增，易發(fā)生水災(zāi)，造成財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)最新調(diào)查資料[3]，新厝村地面沉降造成房子墻體開(kāi)裂、錯(cuò)位、房屋歪斜、屋頂檁條拉脫、地面磚拱起等變形跡象，多間房屋成為危房而拆除，主要特征為房屋墻體開(kāi)裂，裂縫大部分為沿房屋豎向開(kāi)裂，長(zhǎng)約0.6m～5.8m，寬約1m～172mm，部分延伸至地面，地面裂縫延伸長(zhǎng)度約0.6m～1.8m，寬約1～5mm；少量房屋存在水平方向的裂縫，長(zhǎng)約2.3m～3.2m，寬約2m～5mm，部分房屋墻體抹面剝落、掉落；部分房屋整體下沉，沉降量約0.6m～1.1m

3 地面沉降成因分析

地面沉降的形成原因復(fù)雜多樣。地殼活動(dòng)、水的作用和部分人類活動(dòng)是導(dǎo)致地面開(kāi)裂的主要原因。地面沉降類型按成因可劃分為自然因素和人為因素。自然因素包括地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖土體工程性質(zhì)差異等，不為人類活動(dòng)所控制；人為因素包括地下水的大量開(kāi)采、大型地面工程建設(shè)、地下工程建設(shè)等。經(jīng)綜合分析，其形成的主要因素如下。

3.1 巖土體工程性質(zhì)差異的影響

地層巖性和結(jié)構(gòu)特征是產(chǎn)生地面沉降的重要地質(zhì)基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷較為復(fù)雜的沉積過(guò)程，巖性空間分布不均，砂層與黏性土層相互交互、分層多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為更好的對(duì)新厝村地面沉降進(jìn)行分析，本次在充分分析已有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及鉆探資料[3]的基礎(chǔ)上，將具有相同的地質(zhì)時(shí)代和沉積環(huán)境的壓縮層組分層，闡述不同壓縮層組在平面分布及工程地質(zhì)性質(zhì)上的垂向差異性，將新厝村內(nèi)壓縮層組分為兩組。各壓縮層組分布情況如下：

1、第一壓縮土層組（Q4壓縮土層組）

該層組廣泛分布于整個(gè)新厝村，整體呈現(xiàn)由中部厚、北東向南西逐漸變厚的特征，厚度由新厝村中部的25.8m降為新厝村北東的17m，主要巖性為淤泥、淤泥質(zhì)土、黏土和粉質(zhì)黏土，其中淤泥、淤泥質(zhì)土呈高壓縮性、流塑狀態(tài)，黏土和粉質(zhì)黏土為低－中壓縮性、以塑性變形為主。

2、第二壓縮土層組（Q3壓縮土層組）

分布于整個(gè)新厝村，該壓縮土層組由中部至周邊逐漸加厚，厚度由西部的55.55m降為中部的15.1m，主要巖性為淤泥質(zhì)土、黏土、粉質(zhì)黏土，隨著深度的加深，其壓縮性由中降至低，以塑性變形為主。第一壓縮土層組的厚度小于第二壓縮土層組，但其土體的孔隙比更大、壓縮性更高、工程力學(xué)性質(zhì)更差。

選取本次土樣壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，新厝村淺層土體的壓縮性較大，深層土體的壓縮性小，隨著土層黏土含量和厚度的增加，地下水開(kāi)采引起的土層釋水壓縮量也逐漸增大，故本區(qū)地面沉降在空間分布上呈現(xiàn)出北東部大于南西部的態(tài)勢(shì)。

綜合以上，過(guò)量開(kāi)采地下水是新厝村地面沉降的外部原因，中等、高壓縮性黏土層（淤泥質(zhì)土）和承壓含水層的存在則是新厝村地面沉降的內(nèi)因。另外，長(zhǎng)期抽取地下水過(guò)程，砂土層的細(xì)顆粒流失也進(jìn)一步加劇地表處地面沉降地質(zhì)災(zāi)害。

3.2 地下水開(kāi)采影響

3.2.1 地下水開(kāi)采與地面沉降形成發(fā)展的時(shí)間演變對(duì)比

根據(jù)實(shí)地走訪及野外調(diào)查，新厝村內(nèi)地面沉降共經(jīng)歷了四個(gè)階段：

①20世紀(jì)90年代之前，為新厝村地面沉降萌芽階段。該階段地下水開(kāi)采僅用于居民日常生活所需，用水利用低、開(kāi)采量小。

②20世紀(jì)90年代中至2004年中，為新厝村地面沉降發(fā)展階段。該階段由于工業(yè)發(fā)展需求，開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)采地下水，根據(jù)收集資料顯示，2003年7月調(diào)查發(fā)現(xiàn)新厝村的地面沉降地質(zhì)災(zāi)害，已造成150間民房受損，災(zāi)害規(guī)模屬大型。

③2004年下半年至2018年底，為新厝村地面沉降急劇發(fā)展階段。根據(jù)收集資料顯示，谷饒鎮(zhèn)境內(nèi)密集分布有200多個(gè)紡織洗染廠，其中近四分之一紡織洗染廠分布在新厝村周邊華光村及上堡村；這些紡織洗染產(chǎn)生產(chǎn)用水大多取自地下水，粗略估算地下水開(kāi)采量約20000m3/d，開(kāi)采對(duì)象主要為松散巖類孔隙承壓水。由于大量抽水，含水層儲(chǔ)水量被大量抽出，造成地下水位急劇下降（本次搜集的3口水文井水位埋深為42.48m～50.78m）。根據(jù)資料顯示，2004年下半年以來(lái)，地面沉降地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情逐漸加重，范圍逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致大量民房墻體出現(xiàn)開(kāi)裂、傾斜、巷道路面出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象，地面沉降呈現(xiàn)加速趨勢(shì)。

④2018年底至今，地面沉降減緩及控制階段。因過(guò)度開(kāi)采地下水引起一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，引起了有關(guān)部門重視，隨著谷饒鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)部門洗染廠停產(chǎn)，水位呈現(xiàn)緩慢回升，局部地段地面呈現(xiàn)微量回彈現(xiàn)象。

3.2.2 地面沉降與開(kāi)采地下水相關(guān)性分析

本區(qū)地面沉降主要分布于地下水集中開(kāi)采影響范圍區(qū)，當(dāng)深層地下水開(kāi)采量增加，水位下降幅度較大，孔隙水壓力降低，土層有效應(yīng)力增大，土層產(chǎn)生壓縮，地面沉降速率增加；深層地下水開(kāi)采量減少，水位下降幅度較小，地面沉降速率減緩或趨于穩(wěn)定。由此可以推測(cè)新厝村的地面沉降地質(zhì)災(zāi)害與地下水位關(guān)系密切，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，成為新厝村地面沉降發(fā)生的重要誘發(fā)因素。

4 結(jié)束語(yǔ)

基本確定潮陽(yáng)區(qū)谷饒鎮(zhèn)新厝村地面沉降（差異沉降）的主要原因?yàn)椋盒仑却宓谒南蹈采w層厚度大，基巖面埋深約110m，受沉積環(huán)境變化影響，地層變化較大，砂土層有突變。在人類生產(chǎn)活動(dòng)中過(guò)量開(kāi)采地下水使含水層水位下降、地下水水壓降低，地基土體中的軟土（淤泥及淤泥質(zhì)土）產(chǎn)生排水固結(jié)沉降；砂土層因?yàn)橥令w粒間有效應(yīng)力減少發(fā)生壓縮變形產(chǎn)生地面沉降；另外長(zhǎng)期抽取地下水過(guò)程，因?yàn)樯巴翆拥募?xì)顆粒隨著地下水的抽取排出地表，進(jìn)一步加大土體的空隙，形成孔隙或空洞等，在一定條件下產(chǎn)生塌陷，進(jìn)一步加劇地表處地面沉降地質(zhì)災(zāi)害。特別是在上部有軟弱土層及有多層厚度較大砂層區(qū)域，發(fā)生較大的地面沉降，在不同砂土層突變位置表現(xiàn)為差異沉降，破壞地表房屋。