[關(guān)鍵詞]地質(zhì)災(zāi)害;危險性;評估
基于地質(zhì)災(zāi)害治理工作的分析與統(tǒng)計,最近幾年,國內(nèi)出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害多數(shù)是因為人類工程建設(shè)與經(jīng)濟(jì)活動不合理造成的,為了實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害有效防治,做好地質(zhì)災(zāi)害危險性的評估顯得至關(guān)重要。
1. 地質(zhì)環(huán)境條件
1.1區(qū)域地質(zhì)背景
評估區(qū)地跨岡底斯陸塊、雅魯藏布江結(jié)合帶、喜馬拉雅陸塊東部南迦巴瓦構(gòu)造結(jié)的西側(cè),為一強(qiáng)烈擠壓、碰撞、旋扭走滑、急劇伸展隆升地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜的造山帶。區(qū)內(nèi)沉積作用類型復(fù)雜、巖漿活動強(qiáng)烈,變形變質(zhì)作用、構(gòu)造樣式復(fù)雜多樣,為特提斯東端巨型轉(zhuǎn)彎的關(guān)鍵地帶,依據(jù)《青藏高原及鄰區(qū)大地構(gòu)造單元初步劃分》,結(jié)合本區(qū)實際由北至南劃分為岡底斯陸塊(Ⅰ)、雅魯藏布江結(jié)合帶(Ⅱ)、北喜馬拉雅特提斯褶沖帶(Ⅲ)、高喜馬拉雅基底逆沖帶(Ⅳ)等四個二級構(gòu)造單元,并進(jìn)一步劃分出工布江達(dá)斷隆(Ⅰ1)、岡底斯巖漿?。|緣)(Ⅰ2)、朗縣構(gòu)造混雜巖帶(Ⅱ1)、吉登許褶斷束(Ⅲ1)、納伊普曲褶皺束(Ⅲ2)、南迦巴瓦基底隆升帶(Ⅳ1)等6 個三級構(gòu)造單元。各構(gòu)造單元構(gòu)造形跡總體表現(xiàn)為東西向為主,伴有北西向、北東向及南北向。
1.2巖土類型及工程地質(zhì)性質(zhì)
評估區(qū)內(nèi)出露的前第四系地層單一,僅為三疊系上統(tǒng)涅如組第二段(T3n2)和侏羅白堊系仁布島弧型蛇綠巖塊體(J3K1βυ)。前者巖性變質(zhì)砂巖夾板巖,后者為輝綠輝長巖。風(fēng)化后巖石表層呈褐黃色、灰褐色和灰綠色,強(qiáng)風(fēng)化層厚1~3 m,而且?guī)r石強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力差異較大。變質(zhì)砂巖和輝綠輝長巖結(jié)構(gòu)致密,抗壓強(qiáng)度高,抗風(fēng)化能力較強(qiáng),但巖層薄,裂隙較發(fā)育,巖石完整性較差;板巖物理力學(xué)性質(zhì)相對較差,巖石破碎,風(fēng)化強(qiáng)烈,構(gòu)成巖體的軟弱結(jié)構(gòu)面或軟弱層??傮w來看,出露地表的巖體受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動和物理風(fēng)化作用影響已相當(dāng)破碎,一般呈碎裂狀和鑲嵌狀,力學(xué)強(qiáng)度大大降低,在重力和地表水作用下,易形成小規(guī)模崩塌或滑塌,為泥石流提供大量固體物源[1]。
1.3水文地質(zhì)條件
區(qū)內(nèi)地下水按賦存條件和水力性質(zhì)可劃分為基巖裂隙水和第四系松散層孔隙水,補(bǔ)給來源主要為大氣降水、地表水(河流)及冰雪融水,其次為地表水入滲。
(1)第四系松散層孔隙水:分布于門曲河河谷,含水層為全新統(tǒng)沖洪積層的漂卵石。巖性上部為薄層含卵石粉土和細(xì)砂土,下部為漂卵石,分布連續(xù),結(jié)構(gòu)松散-稍密,厚度大于25 m。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料,地下水水位埋深10~15 m,近山前地帶地下水水位埋深大于20 m,單井涌水量250 m3/d左右,地下水主要靠大氣降水及兩側(cè)基巖山區(qū)地下水和河水側(cè)向補(bǔ)給,該類地下水大多數(shù)是以地下徑流的方式向門曲河下游河谷排泄,參與到更高一級地下水系統(tǒng)之中。
(2)基巖裂隙水:分布于門曲河河谷兩側(cè)基巖山區(qū)。含水層為三疊系上統(tǒng)涅如組的變質(zhì)砂巖和板巖。由于強(qiáng)烈的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動和寒凍風(fēng)化作用,巖層風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙較發(fā)育,強(qiáng)風(fēng)化帶厚1~3 m,地下水主要受降水及冰雪融水補(bǔ)給,沿基巖裂隙徑流,交替循環(huán)快,徑流路徑短,在就近侵蝕基準(zhǔn)面附近或地形低洼處出露成泉?;鶐r裂隙水隨季節(jié)變化明顯,一般在雨季或冰雪消融時節(jié)賦存地下水,其余時段多呈消耗或疏干狀態(tài)。調(diào)查期間未在評估區(qū)發(fā)現(xiàn)任何地下水出露的現(xiàn)象。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料,區(qū)內(nèi)季節(jié)性泉水流量一般在0.22L/s~0.35 L/s之間,地下水徑流模數(shù)小于1.0 L(/ s·km2)。
2. 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估
2.1地質(zhì)災(zāi)害類型特征
據(jù)本次現(xiàn)場調(diào)查,評估區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滑坡、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。評估區(qū)內(nèi)發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害類型為泥石流(3 處,其中小型溝谷型泥石流1 條,編號為N1,坡面泥石流2 條,編號分別為N2、N3)及凍土凍融。
2.2現(xiàn)狀評估結(jié)論
評估區(qū)及其附近現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害主要為泥石流(3 處)及凍土凍融。N1泥石流發(fā)育程度中等,N2、N3 泥石流發(fā)育程度弱,現(xiàn)狀危害對象主要為農(nóng)田,危害性小,現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危險性??;評估區(qū)凍土凍融發(fā)育程度弱,危害性較小,現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危險性小。
3. 地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估
3.1工程建設(shè)中、建成后
3.1.1 工程建設(shè)引發(fā)地基不均勻沉降的預(yù)測評估
規(guī)劃區(qū)主要為河流階地地貌,地形平坦,以第四系全新統(tǒng)沖洪積的漂卵石地層為主,整體物質(zhì)較為均勻,表層一般為細(xì)砂土、粉土,中下部為卵石土和漂卵石,總體為中硬場地土。據(jù)收集到的相鄰地區(qū)同類土層巖土力學(xué)性質(zhì)資料:該層細(xì)砂土、粉土結(jié)構(gòu)松散,容許承載力一般小于100k Pa,漂卵石土容許承載力為250~450k Pa,為良好淺基礎(chǔ)持力層。同時,考慮到擬規(guī)劃建筑荷載不大,通常情況下產(chǎn)生地基不均勻沉降的可能性小。但在場地平整、表部土層換填、道路修建等情況下,若填土松散,厚度大,且壓實度不夠,可能產(chǎn)生一定范圍的地基不均勻沉降,威脅局部建筑物的使用安全,結(jié)合單個建筑物的價值(即威脅財產(chǎn)數(shù)),預(yù)測地基不均勻沉降規(guī)模小,僅限于局部地段,威脅財產(chǎn)折價一般小于100 萬元,危害性小,工程建設(shè)中只要對可能出現(xiàn)的厚層填土做好分層壓實處理,對局部的松軟地層做一定的挖除和換填處理,通過科學(xué)的施工組織與嚴(yán)格的管理措施,確保工程質(zhì)量,工程建設(shè)引發(fā)地基土不均勻沉降的可能性小、地質(zhì)災(zāi)害危險性小[2]。
3.1.2 基坑開挖引發(fā)坑壁失穩(wěn)的預(yù)測評估
由前述工程規(guī)劃設(shè)想可知,將來評估區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)主要建筑物為鄉(xiāng)級政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、干部宿舍樓、酒店、商鋪等其他設(shè)施。建筑類型應(yīng)該仍以砌體結(jié)構(gòu)為主,建筑物高度預(yù)計普遍在7 層以內(nèi)。局部可能會有框架結(jié)構(gòu),根據(jù)現(xiàn)場對已有建筑物的調(diào)查、訪問可知,擬建建筑基坑深度一般不會超過5m。
擬建場地地層均以第四系全新統(tǒng)沖洪積漂卵石地層為主,表層分布有薄層狀的含泥質(zhì)砂土、粉土,結(jié)構(gòu)松散-稍密,砂及泥質(zhì)充填,分選磨圓較好。在建筑基坑開挖過程中,有引發(fā)基坑邊坡失穩(wěn)的可能性,主要表現(xiàn)為基坑邊坡頂部因雨水浸泡、暴曬引發(fā)坍塌。根據(jù)相鄰地區(qū)施工經(jīng)驗、擬建建筑物結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式可以判斷,基坑深2~5m,基坑邊坡坡度45°~50°,邊坡物質(zhì)為細(xì)砂土、粉土和漂卵石,在雨水浸泡邊坡土層或其他外因(如邊坡過陡或底部掏空)作用下,邊坡頂部發(fā)生小規(guī)模坍塌的可能性增大。由于施工范圍內(nèi)無地下水活動(即施工深度小于地下水埋深),根據(jù)邊坡類型、土層、坡度和長度預(yù)測,坍塌土方量一般小于3 m3,危害方式為掩埋基坑,威脅施工人員及施工機(jī)械設(shè)備。根據(jù)施工作業(yè)班組人數(shù)和機(jī)械設(shè)備的類型,可以判定,威脅人數(shù)小于10 人,威脅財產(chǎn)折價一般小于100 萬元,危害性小。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性判定標(biāo)準(zhǔn),基坑開挖可能引發(fā)局部坑壁失穩(wěn),危害程度小,地質(zhì)災(zāi)害危險性小。
3.1.3 工程建設(shè)引發(fā)工程廢渣臨時堆放失穩(wěn)的預(yù)測評估
工程建設(shè)要進(jìn)行基坑開挖、表層土換填,故要產(chǎn)生工程廢渣,工程建設(shè)中需進(jìn)行臨時堆放。根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)內(nèi)地貌特征,臨時廢渣堆放場均選擇在城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi),工程廢渣主要由細(xì)砂土、粉土和松散漂卵石構(gòu)成。根據(jù)上述土類的工程地質(zhì)特性,其結(jié)構(gòu)松散,松散系數(shù)一般為1.4~1.6,安息角一般小于30°(砂土和粉土為25°以下)。如果堆放不合理,堆放高度大于2m,可能發(fā)生堆放物失穩(wěn),威脅堆放區(qū)內(nèi)活動人群和掩埋小型設(shè)備。結(jié)合廢渣堆放區(qū)活動人群和小型設(shè)備類型,預(yù)測威脅人群小于10 人,威脅財產(chǎn)折價小于100萬元,危害程度小,地質(zhì)災(zāi)害危險性小。
3.1.4 工程建設(shè)可能加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估
由現(xiàn)狀評估可知,評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要為3 處泥石流,編號分別為N1、N2、N3,N1泥石流為溝谷型泥石流,發(fā)育程度中等,N2、N3 泥石流為坡面型泥石流,發(fā)育程度弱。泥石流主要威脅河谷后緣農(nóng)田和水渠。危害方式為掩埋農(nóng)田和農(nóng)用水渠,威脅財產(chǎn)折價一般小于100 萬元,危害程度小。上述地質(zhì)災(zāi)害在現(xiàn)狀條件下危險性小。
根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)范圍(邊界)的分布特征,工程建設(shè)均不會在泥石流危險區(qū)內(nèi)進(jìn)行。工程建設(shè)無切坡工程,主要工程為基坑施工、表層土層換填和地面硬化處理,施工區(qū)不在泥石流堆積區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行,施工產(chǎn)生的廢渣不會堆積于泥石流堆積區(qū)、流通區(qū)(流通溝槽)和危巖影響區(qū),根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)范》(GB/T40112-2021)中泥石流危險性預(yù)測評估分級,預(yù)測規(guī)劃區(qū)工程建設(shè)加劇區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,危險性小。
3.2地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測
3.2.1泥石流地質(zhì)災(zāi)害危險性
由現(xiàn)狀評估可知,評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要為3 處泥石流,編號分別為N1、N2、N3(見圖1、圖2、圖3),N1泥石流為溝谷型泥石流,發(fā)育程度中等,N2、N3 泥石流為坡面型泥石流,發(fā)育程度弱。規(guī)劃區(qū)位于南側(cè)3 條泥石流堆積區(qū)外,N1泥石流堆積區(qū)前緣距北側(cè)規(guī)劃區(qū)最近約30 m,N2泥石流堆積區(qū)前緣距北側(cè)規(guī)劃區(qū)最近約40 m,N3泥石流堆積區(qū)前緣距北側(cè)規(guī)劃區(qū)最近約40 m,對規(guī)劃的影響主要表現(xiàn)為泥石流匯水形成的表部面狀徑流對規(guī)劃區(qū)的沖刷,根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)范圍和建筑物分布特征,受表部面狀徑流沖刷影響的建筑物一般為圍墻、外圍道路和排截水溝等輔助設(shè)施,危害性較小。因此,根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)范》(GB/T40112-2021)中城市和村鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)遭受地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估分級,預(yù)測建設(shè)工程遭受泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,危險性小,設(shè)計施工時應(yīng)做好規(guī)劃區(qū)南側(cè)的截排水,避免場地遭受泥石流面狀徑流的影響。
3.2.2凍土凍融地質(zhì)災(zāi)害
評估區(qū)區(qū)內(nèi)屬于高原嚴(yán)寒帶半干旱氣候區(qū),最大凍土深度約1.2m。區(qū)域水文資料顯示,區(qū)內(nèi)地下水埋藏深度較大,遠(yuǎn)低于凍土深度,評估區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大范圍季節(jié)性凍土凍融災(zāi)害的可能性小。但考慮高寒的環(huán)境,在工程建設(shè)過程中,應(yīng)在外來填料選擇、含水率控制和施工工藝上對此進(jìn)行預(yù)防,避免含水率過高引發(fā)局部的季節(jié)性凍土凍融災(zāi)害,擬建工程基礎(chǔ)應(yīng)置于最大凍土深度1.2m 以下。整體來看,評估區(qū)內(nèi)建筑可能遭受凍土凍融災(zāi)害的危害性、危險性小[3]。
4. 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)評估及防治措施
4.1地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)評估
根據(jù)評分結(jié)果,綜合地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀、預(yù)測評估情況及影響地質(zhì)災(zāi)害和建筑物適宜性的要素指標(biāo),結(jié)合評估場地的總體規(guī)劃,將規(guī)劃區(qū)劃分為危險性中等、小兩個區(qū):地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)(Ⅲ):規(guī)劃區(qū)全域分布,面積約201105.76 m2,占總規(guī)劃面積的100%,該區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害主要為泥石流、凍土凍融?,F(xiàn)狀評估認(rèn)為:該區(qū)N1泥石流發(fā)育程度中等,N2、N3 泥石流發(fā)育程度弱,現(xiàn)狀危害對象主要為農(nóng)田,危害性小,現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危險性?。辉u估區(qū)凍土凍融發(fā)育程度弱,危害性較小,現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危險性??;預(yù)測評估認(rèn)為:該區(qū)工程建設(shè)引發(fā)地基不均勻沉降、基坑開挖引發(fā)坑壁失穩(wěn)、工程建設(shè)引發(fā)工程廢渣臨時堆放失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、地質(zhì)災(zāi)害危險性小;預(yù)測評估區(qū)工程建設(shè)加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,地質(zhì)災(zāi)害危險性?。灰?guī)劃區(qū)建設(shè)工程遭受泥石流(N1~N3)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,地質(zhì)災(zāi)害危險性小。
針對流域內(nèi)崩塌、滑坡及水土流失程度、河溝縱坡、區(qū)域構(gòu)造影響、植被覆蓋、固體松散物貯量、溝岸坡度、流域面積、流域相對高差等對N1泥石流的發(fā)育程度進(jìn)行量化評分(表1),綜合得分為92,判定N1 泥石流為中等發(fā)育。
據(jù)調(diào)查,該泥石流自2000年以來每年均有一次以上小規(guī)模的活動,暴發(fā)頻率高,堆積區(qū)泥位達(dá)0.6m,沖淤變幅2.5m,危害對象為堆積區(qū)前緣農(nóng)田,危害方式為淤埋農(nóng)田和次生洪水沖毀農(nóng)田,威脅財產(chǎn)折價一般小于100 萬元,危害性小,近年來,泥石流活動趨于頻繁,危害程度有逐漸增大之勢。
4.2建設(shè)場地適宜性分區(qū)評估
根據(jù)評估規(guī)范,地質(zhì)災(zāi)害危險性小,基本不設(shè)計防治工程的,土地適宜性為適宜;地質(zhì)災(zāi)害危險性中等,防治工程簡單的,土地適宜性為基本適宜;地質(zhì)災(zāi)害危險性大,防治工程復(fù)雜的,土地適宜性為適宜性差[4]。
建設(shè)用地適宜區(qū)(Ⅲ):由綜合評估結(jié)果可知:該區(qū)工程建設(shè)引發(fā)、加劇及建設(shè)工程遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,地質(zhì)災(zāi)害危險性小。易于處理,綜合該區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件,判定該區(qū)屬建設(shè)用地適宜區(qū)。
4.3規(guī)劃布局建議
主要建筑物置于規(guī)劃區(qū)北部,南部泥石流影響區(qū)可優(yōu)先規(guī)劃為生態(tài)綠地、景觀公園、休閑娛樂場所等,鑒于規(guī)劃區(qū)南側(cè)可能遭受泥石流面狀徑流的影響,規(guī)劃區(qū)可向北側(cè)整體偏移。加強(qiáng)對規(guī)劃區(qū)地表水的疏排,避免遭受洪水的危害。
4.4防治措施
4.4.1泥石流的防治措施
由于規(guī)劃區(qū)位于3 處泥石流堆積區(qū)外,距規(guī)劃區(qū)最近約30m,對規(guī)劃的影響主要表現(xiàn)為泥石流匯水形成的表部面狀徑流對規(guī)劃區(qū)的沖刷,建議在規(guī)劃區(qū)南側(cè)修筑東西向截排水溝,將泥石流匯聚的面狀徑流排泄至規(guī)劃區(qū)外圍。
4.4.2凍土凍融的防治措施
評估區(qū)最大凍結(jié)深度約1.2 m,建議設(shè)計時考慮對工程的影響,擬建建筑物基礎(chǔ)埋深應(yīng)大于場地最大凍深,并做好場地截排水。
4.4.3基坑坑壁失穩(wěn)的防治措施
①基坑開挖應(yīng)自上而下分級開挖,盡量放緩基坑坑壁坡率,坡頂嚴(yán)禁過量堆載;②對無條件放坡的區(qū)域,需對基坑邊坡做支護(hù)設(shè)計,并嚴(yán)格按照設(shè)計施工;③基坑開挖如遇地下水,可采用井點(diǎn)降水結(jié)合明排方案,避免發(fā)生基坑涌水(淹沒)、流土、流砂等地質(zhì)災(zāi)害;④對鄰近基坑側(cè)壁的已建建(構(gòu))筑物宜采取支護(hù)措施。
4.4.4地基不均勻沉降的防治措施
回填土回填時應(yīng)對清除地表軟弱土層(耕植土、填土等),按設(shè)計要求嚴(yán)格控制填筑方式(分層填筑及填筑厚度)、填筑材料、密實度,擬建建構(gòu)筑物根據(jù)上部荷載情況選擇合適的基礎(chǔ)類型、持力層和處理措施[5]。
5. 結(jié)語
總而言之,本文以西藏自治區(qū)仁布縣查巴鄉(xiāng)城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)為例,針對地質(zhì)災(zāi)害危險性評估加以分析,希望通過這樣的方式,能夠詳細(xì)了解地質(zhì)災(zāi)害情況。