馬楊敏,王成玲,石芳婷
(1.安徽省化工地質(zhì)勘查總院,安徽 馬鞍山 243000;2.北京長城電子工程技術(shù)有限公司,北京 100195;3.馬鞍山中鑫工程質(zhì)量檢測咨詢有限公司,安徽 馬鞍山 243000)
擬建的礦山隧道工程連接江南弋江區(qū)大工山路和江北鳩江區(qū)緯一路(規(guī)劃),是連接蕪湖市城南主城區(qū)和鳩江區(qū)長江北岸及無為縣的重要過江通道。該區(qū)地勢平坦,江面寬約1.5km,該項(xiàng)目建設(shè)對蕪湖市落實(shí)“一軸雙核兩翼”的工業(yè)產(chǎn)業(yè)空間格局戰(zhàn)略,直接為南北中心區(qū)及科教產(chǎn)業(yè)城區(qū)服務(wù)[1],同時(shí)承接戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移打造皖江地區(qū)核心城市具有重要意義。
擬建隧道工程起點(diǎn)位于鳩江區(qū)二壩鎮(zhèn)規(guī)劃緯一路(K0+000),沿緯一路向東,在K2+070處設(shè)計(jì)礦山隧道采用盾構(gòu)法下穿長江,至長江南岸,終點(diǎn)接弋江區(qū)大工山路(K7+200),全長7.2km。
圖1 礦山隧道起止點(diǎn)位置示意圖
由于擬建隧道工程位于長江河漫灘區(qū),地形平坦開闊,根據(jù)評估區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,研究區(qū)調(diào)查評估范圍為以工程中心線為基準(zhǔn)向兩側(cè)各外擴(kuò)500m,起點(diǎn)外擴(kuò)500m[3],終點(diǎn)不外延,江北段終點(diǎn)以長江北岸為界,江南段起點(diǎn)以長江南岸為界,確定評估區(qū)總面積為5.83km2。
通過收集區(qū)域氣象、水文及水工環(huán)地質(zhì)、鉆孔資料、工程設(shè)計(jì)等相關(guān)資料,在綜合分析地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀和未來發(fā)展預(yù)測的基礎(chǔ)上,圍繞本工程主要災(zāi)害類型,通過mapgis工作平臺(tái),利用其空間分析功能[4]準(zhǔn)確合理地劃分地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度與危險(xiǎn)性大小區(qū)劃。
評估區(qū)屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,雨量充沛,年平均降水量1195.5mm,年平均蒸發(fā)量1400mm,年內(nèi)月最大蒸發(fā)量在7月份,平均蒸發(fā)量213mm;評估區(qū)位于長江皖江段“大拐彎”處的南北兩岸,長江自西南流向北東。區(qū)域河網(wǎng)密布,主要水系有長江及其支流等。
擬建隧道工程位于沿江丘陵平原區(qū),蕪湖岸零星發(fā)育有剝蝕殘丘。地勢總體趨勢蕪湖岸相對無為岸高,蕪湖岸黃海高程3.5m~11.7m,無為岸黃海高程2.0m~11.5m;根據(jù)地形地貌高程、結(jié)合切割深度等,將評估區(qū)劃分為河漫灘、崗地、殘丘等微地貌類型。
擬建礦山隧道工程沿線地層主要為三疊系中統(tǒng)銅頭尖組(T2t)、全新統(tǒng)蕪湖組(Q4w)。整個(gè)工程沿線,江北段從上到下巖性主要為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、砂巖石英砂巖。江南段從上到下巖性主要為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、凝灰角礫巖[2](表1)。
表1 擬建礦山隧道工程主要地層
圖2 江南段地質(zhì)剖面圖
圖3 江北段地質(zhì)剖面圖
據(jù)野外實(shí)地調(diào)查,評估區(qū)未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害隱患;本次野外調(diào)查長江南岸岸帶為防洪大堤,堤防采用塊石全面加固,現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)江岸崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患;長江北岸為自然岸帶,屬蕪湖市二壩鎮(zhèn)洋燈-大旭大拐段江岸崩塌易發(fā)區(qū),近年來隨著采礦部門對該工程崩塌段治理力度的加大,水下采用拋石,設(shè)置人工節(jié)點(diǎn),達(dá)到岸腳穩(wěn)定的目的。經(jīng)多年的護(hù)岸治理和河勢控制工程的實(shí)施,基本控制了主流的走勢,對遏制江岸崩塌,降低崩退速率,效果還是比較明顯,現(xiàn)狀未發(fā)現(xiàn)江岸崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患。
擬建礦山工程江北段主要工點(diǎn)有接線段、敞開段、暗埋段、盾構(gòu)井、盾構(gòu)段,江南段主要工點(diǎn)有暗埋段、盾構(gòu)井、敞開段、接線段等。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件,結(jié)合工程特點(diǎn),預(yù)測擬建礦山隧道工程建設(shè)可能引發(fā)基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害,建設(shè)過程中可能遭遇砂土液化、軟土變形、基坑崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,現(xiàn)根據(jù)工程分別進(jìn)行預(yù)測評估。
江北江南敞開段兩側(cè)邊坡工程建設(shè)、明挖轉(zhuǎn)暗埋隧道入口處工程建設(shè),江北江南盾構(gòu)井工程建設(shè)都可能引發(fā)及遭受等級(jí)為中等危險(xiǎn)性的基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害;工程建設(shè)可能遭受軟土變形地質(zhì)災(zāi)害,K0+000~K2+070段危險(xiǎn)性等級(jí)為中等,K2+070~K4+485、K6+250~K7+200段危險(xiǎn)性等級(jí)為大級(jí);評估區(qū)20m范圍內(nèi)的粉細(xì)砂液化指數(shù)值判定為輕微液化,礦山工程建設(shè)可能遭受小級(jí)危險(xiǎn)性等級(jí)的砂土液化地質(zhì)災(zāi)害;建設(shè)存在遭受江岸崩塌地質(zhì)災(zāi)害,岸帶長約1090m,預(yù)測江岸崩塌類型主要為窩崩,預(yù)測規(guī)模小于5000m3,危險(xiǎn)性等級(jí)為小級(jí)。擬建礦山隧道工程在該地區(qū)為盾構(gòu)段,故江岸崩塌地質(zhì)災(zāi)害對擬建工程無影響。
按“區(qū)內(nèi)相似,區(qū)際相異”的原則,采用定性、半定量分析法[5],進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū),將評估區(qū)分為四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū):K0+000~K2+070段為軟土變形、砂土液化等地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)(Ⅰ)、K2+070~K2+600段為軟土變形、砂土液化、基坑崩塌等地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)(Ⅱ)、K2+600~K4+485段為軟土變形、砂土液化、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)(Ⅲ)、K6+250~K7+200段為基坑崩塌、軟土變形等地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)(Ⅳ)。
根據(jù)擬建礦山隧道工程各工點(diǎn)建設(shè)特點(diǎn),結(jié)合評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)進(jìn)行了建設(shè)場地的適宜性評估分區(qū)(表2)。對于擬建工程建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害隱患問題,采取多種措施處理后,工程建設(shè)場地基本適宜工程建設(shè)[6]。
表2 建設(shè)場地的適宜性評估分區(qū)
評估區(qū)擬建礦山隧道工程可能引發(fā)基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害,可能遭受軟土變形、砂土液化、崩塌地質(zhì)災(zāi)害。針對上述評估區(qū)可能引發(fā)和遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型及危害情況,建議擬建礦山隧道工程施工時(shí)采取以下工程措施:
基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害的防治措施:采用支擋式結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻,起到支護(hù)和截水雙重效果。同時(shí)用鋼筋混凝土沿坡面進(jìn)行漿砌,實(shí)施全坡面防護(hù)措施;基坑四周修排水溝,設(shè)立警示標(biāo)志,同時(shí)禁止大面積堆載和超載車輛通行。
軟土變形地質(zhì)災(zāi)害的防治措施:由于工程區(qū)軟土層厚度較大,過渡段連接線道路先期可實(shí)施過渡路面,待沉降穩(wěn)定后再實(shí)施永久路面;亦可采用深層攪拌樁工程措施進(jìn)行處理。對于道路沿線水塘、水溝底部的軟土,應(yīng)采取清除、回填、夯實(shí)的措施;根據(jù)軟土觸變性、流變性等特性,在過渡段、隧道段等工程的接合部位應(yīng)采取適宜的措施,防止工程因不均勻沉降引起的開裂變形。
砂土液化地質(zhì)災(zāi)害的防治措施:采用擠密砂石樁處理方法。
本文通過野外實(shí)地調(diào)查、根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件及工程特點(diǎn),預(yù)測擬建礦山隧道工程建設(shè)可能引發(fā)基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害、遭受軟土變形、砂土液化、基坑崩塌、崩塌地質(zhì)災(zāi)害;采用定性、半定量分析法,對研究區(qū)擬建礦山隧道工程進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)及建設(shè)場地的適宜性評估分析。
江北接線段K0+000~K2+070段軟土變形、砂土液化地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)(Ⅰ),采取相應(yīng)措施予以處理,基本適宜工程建設(shè);江北敞開段、江北暗埋段、江北盾構(gòu)井K2+070~K2+600段軟土變形、砂土液化、基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)(Ⅱ),盾構(gòu)段K2+600~K4+485段軟土變形、砂土液化、崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)(Ⅲ),盾構(gòu)段、江南盾構(gòu)井、江南暗埋段、江南敞口段、江南接線段K6+250~K7+200段軟土變形、基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)(Ⅳ)等區(qū)域工程防治難度大,建設(shè)用地適宜性差,采取多種措施處理后,場地基本適宜工程建設(shè)。