切坡建房地质灾害危险性评估
① 地质灾害危险区划分与评价
地质灾害危险性分区是在地质灾害易发区基础上进行的。地质灾害的易发性代表了地质灾害是否具备形成条件和发生地质灾害的难易程度。而地质灾害的危险性则包括了地质灾害的活动程度、威胁的范围、易发程度和诱发因素,是地质灾害形成的可能性。仍然采用信息量法进行计算。
一、地质灾害危险性评价指标体系
控制和影响地质灾害形成的地质条件很多,但归纳起来主包括两方面的条件,即地质灾害形成的基础条件和诱发条件。依此,可建立地质灾害危险性评价指标体系(图6-12)。
1.地质灾害活动程度
地质灾害活动程度主要是指地质灾害活动的历史。在本次地质灾害危险性评价中,主要考虑地质灾害活动的点密度和面密度,将其作为地质灾害危险性分区的依据。但地质灾害活动的历史只能说明地质灾害的过去,而未来地质灾害活动程度怎样,危险性大小主要取决于地质灾害的形成条件及诱发因素。
2.地质灾害形成条件
地质灾害形成条件包括主要控制因素和影响条件。本次地质灾害危险性区划评价中主要选取斜坡结构类型、工程地质岩组、水文地质条件、斜坡几何形态、断裂构造和人类活动等条件。
3.地质灾害威胁范围
地质灾害一旦发生,其可能影响的范围,即存在地质灾害危险的范围。本次确定的地质灾害威胁范围主要包括易发区本身斜坡地带,同时也包括沟谷底部及河流、水库内的一定范围。
图6-12 地质灾害危险性程度评价指标体系图
4.地质灾害诱发因素
诱发因素是指能够使地质环境系统向着地质灾害发生的方向演化或者导致地质灾害发生的内动力和外动力地质作用。本区诱发条件主要包括地震、降雨和人类工程活动。但由于本区地震活动相对较弱,而且能够代表地震活动程度的地震烈度和地震动峰值加速度在县域内区别不大,因此本次危险性评价中未考虑地震活动的影响因素。参与评价的主要诱发因素为降雨和人类工程活动。
二、地质灾害危险性分区
1.评价指标的量化
危险性评价采用信息量法进行计算,用1:50000地形图提取基础地理信息,从遥感影像中提取植被图层,利用降雨量等值线图提取降雨指标,人类工程活动主要从地形图和灵台县发展规划中提取,得到各种评价指标的图层,根据实际调查资料可以获得地质灾害的点密度和面密度,并将这些指标引入GIS操作系统中。
2.基于GIS的信息量分析模型迭加计算
采用基于GIS的信息量分析模型进行迭加计算,通过计算诸影响因素对斜坡变形破坏所提供的信息量值,作为区划定量指标,既能正确地反映地质灾害的基本规律,又简便、易行、实用,且便于推广应用。计算原理与过程如下:
信息预测的观点认为,滑坡与崩塌等地质灾害的产生与否与预测过程中所获取信息的数量和质量有关,是用信息量来衡量的,即:
图6-13 灵台县地质灾害危险性分区图
依据地质灾害危险性分区结果,充分考虑地质灾害防治规划工作的开展,综合灵台县地貌、岩土特征、地质构造、年降雨分布规律及人类活动程度等特点,将灵台县滑坡、崩塌、泥石流灾害危险程度划分为地质灾害高危险区、中危险区、低危险区和极低危险区,根据地质灾害分布、组合特征又进一步划分为16个亚区(表6-4)。
4.危险性分区评价
(1)地质灾害高危险区(Ⅰ)
灵台县地质灾害高危险区面积232.49km2,占总面积的11.35%。包括6个地质灾害高危险亚区,即黑河北岸梁原乡横渠—付家沟—官村—朱家湾—杜家沟—景家庄子地质灾害高危险亚区(Ⅰ1)、黑河南岸梁原乡张家塬—温家庄—东门—朱家湾高地质灾害危险亚区(Ⅰ2)、达溪河北岸沿线地质灾害高危险亚区(Ⅰ3)、达溪河南岸中台镇—蒲窝乡—新开乡邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ4)、邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ5)和独店乡什字塬北部黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ6)。本区所处地貌单元主要为黄土梁峁沟壑区及黄土丘陵区。岩性主要为第四系黄土和白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,地表黄土覆盖厚度较大,黄土大都向冲沟倾斜。局部地形坡度较大,区内工程地质条件差,岩土层的表层风化较严重,本区人类活动比较强烈,沟谷边坡人口比较密集,人类活动对环境的改造极为强烈,主要包括建房切坡、开挖窑洞、修路等,人为活动诱发滑坡、崩塌的可能性较大。本区植被稀疏,以农作物为主,不利于水土保持。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈。在汛期遇暴雨和连阴雨天气容易形成滑坡、崩塌灾害。特殊的岩土条件和气象条件为地质灾害的形成提供了可能性。本区也是全县滑坡、崩塌地质灾害最严重的地区。
表6-4 地质灾害危险程度分区说明表
(2)地质灾害中危险区(Ⅱ)
灵台县地质灾害中危险区面积604.03km2,占总面积的44.12%,地质灾害为灾滑坡,崩塌、泥石流和不稳定斜坡。包括4个地质灾害中危险亚区,即黑河北岸梁原乡黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ1),黑河南岸-什字塬以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ2),什字塬以南-达溪河以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ3),达溪河南岸中台镇蒲窝乡新开乡邵寨镇广大黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ4)。本区岩性为第四系中上更新统黄土覆盖于白垩系砂砾岩、砂岩、泥岩基岩之上,厚度不等,在降水作用下容易沿黄土与基岩的接触面形成滑坡。区内人类工程活动相对较强,人口比较多。人类工程活动比较强烈主要表现是为各种目的而进行的切坡,加大了崩塌、滑坡的临空面。黄土层岩石风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈,沟坡多为阶状陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌灾害。灾害点分布在村庄周围、公路沿线、河谷边坡地带。地质灾害一旦发生,危害较大。
(3)地质灾害低危险区(Ⅲ)
灵台县地质灾害低危险区面积912.48km2,占总面积的44.53%,地质灾害发育较少,危险性相对较小。包括6个地质灾害低危险亚区,即梁原乡王家沟黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ2)、什字塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ3)、达溪河河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ5)、百里乡林场地质灾害低危险亚区(Ⅳ6)。本区黄土塬区及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,人类工程活动弱,地质环境相对优越,为地质灾害低危险区。
② 山区农村村民个人建房在什么情况下需要进行地质灾害危险性评估
严格说来任何情况下都需要,任何可能发生地质灾害的山体都需要进行灾害风险评估
③ 地质灾害灾情评估的目的、类型与主要内容有哪些
一、地质灾害灾情评估的目的
地质灾害灾情评估的目的是通过揭示地质灾害的发生和发展规律,评价地质灾害的危险性及其所造成的破坏损失和人类社会在现有经济技术条件下抵御灾害的能力,并运用经济学原理评价减灾防灾的经济投入及取得的经济效益和社会效益(张梁等,1998)。
二、地质灾害灾情评估的类型
(一)根据评估时间划分
地质灾害灾情评估分为灾前预评估、灾期跟踪评估和灾后总结评估3种类型(张梁等,1998)。
灾前预评估是对一个地区地质灾害事件的危险程度和可能造成的破坏损失程度的预测性评价。它是制定国土规划、社会经济发展计划,以及减灾对策预案的基础。
灾期跟踪评估是在灾害发生时对灾害损失的快速评估。主要评估内容:一是地质灾害类型及特征,阐述已发生的灾种、数量、分布、规模、形成机制、危害对象、稳定性等;二是地质灾害危险性现状评估,按灾种分别进行评估。它是制定救灾决策和应急抗灾措施的基础。
灾后总结评估是指在灾害结束后对灾害损失进行的全面评估。它是决定救灾方案、制定灾后援建计划和防御次生灾害的重要依据。
(二)根据评估范围或面积划分
地质灾害灾情评估分为点评估、面评估和区域评估3种类型(表4-1)。
三、地质灾害灾情评估的主要内容
地质灾害灾情评估的主要内容包括危险性评价、易损性评价、破坏损失评价和防治工程评价4个方面,其中危险性评价和易损性评价是灾情评估的基础,破坏损失评价是灾情评估的核心,防治工程评价是灾情评估的应用(张梁等,1998)。
表4-1 地质灾害灾情评估范围分类及其特征
(一)地质灾害危险性评价
地质灾害危险性是地质灾害自然属性的体现,从定性分析看,地质灾害的活动强度越高,危险性越大,灾害的损失越严重。评价的核心要素是地质灾害的活动强度,地质灾害危险性分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。
历史灾害危险性指已经发生的地质灾害的活动强度,评价要素为灾害的类型、规模、活动周期,以及研究区内灾害的分布密度。评价已发生的地质灾害,为应急抢险、救援、灾害预判等服务。
潜在灾害危险性指具有灾害形成条件但尚未发生的地质灾害的潜在危害性,评价要素包括地质条件、地形地貌
2)经初步分析判断,凡符合泥石流形成基础条件的冲沟,应为调查的重点。例如,泥石流形成区山坡坡度多在30°~60°,是泥石流松散固体物质和水源的供给区,沟谷的中下游,多地形较顺直,沟槽坡度大多为泥石流流通区。泥石流堆积区是固体物质停积的场所,位于冲沟的下游或沟口处,多呈扇形、锥形或带形。
3)依据区域岩溶发育程度、松散盖层厚度、地下水动力条件及动力因素的初步分析判断,圈定出的可能诱发岩溶塌陷的范围,应作为调查的重点。
4)在前人资料的基础上,圈出的各类特殊性岩土分布范围,可作为调查重点。
(二)地质灾害调查的主要内容
1.崩塌调查
1)崩塌区的地形地貌及崩塌类型、特点、规模、范围,崩塌体的大小和崩落方向。
2)崩塌区岩体的岩性特征、风化程度和水的活动情况。
3)崩塌区的地质构造、地层岩性、岩体结构类型、结构面的产状、组合关系、闭合程度,崩塌的力学机制、力学属性。
4)地下水的影响,气象(重点是大气降水)、水文和地震情况。
5)崩塌前的迹象和崩塌原因,地貌、岩性、构造、地震、采矿、爆破、温差变化、地下水(降水)的变化,人类活动的影响等。
6)当地防治崩塌的经验,以往灾害发生及治理、防护的情况等。
2.滑坡调查
1)搜集当地滑坡史、易滑地层分布、水文气象、工程地质图和地质构造图等资料,并调查分析地形地貌、地层岩性、山体地质构造、水文地质条件、人类活动情况等。
2)调查微地貌形态及其演变过程;圈定滑坡边界、滑坡壁、滑坡平台、滑坡舌、滑坡裂缝、滑坡鼓丘等要素;查明滑动带部位,滑痕指向、倾角,滑带的组成和岩土状态,裂缝的位置、方向、深度、宽度、产生时间、切割关系和力学属性;分析主滑方向、主滑段、抗滑段及其变化,分析滑动面的层数、深度和埋藏条件及其向上、下发展的可能性。
3)调查滑带水和地下水的情况,泉水出露地点及流量,地表水体、湿地分布及变迁情况。
4)调查滑坡带内外建筑物、树木等的变形、位移及其破坏的时间和过程。
5)对滑坡的重点部位宜摄影或录像。
6)调查当地整治滑坡的经验,分析滑坡的成因机制、滑坡的类型,提出治理方案,防治次生灾害的发生。
3.泥石流调查
调查范围应包括沟谷至分水岭的全部地段和可能受泥石流影响的地段。
1)调查泥石流形成的水源条件:冰雪融化和暴雨强度、前期降雨量、一次最大降雨量、平均及最大流量、地下水活动情况。
2)调查泥石流形成的物源条件:物源区内的地层岩性、地质构造,不良地质现象,松散堆积物的物质组成分布、类型、结构、性状和储量。
3)沟谷的地形地貌特征,包括沟谷的发育程度、切割情况,坡度,粗糙程度,并划分泥石流的形成区、流通区和堆积区及整个沟谷的汇水面积。
4)形成区的水源类型、水量、汇水条件、山坡坡度、岩层性质及风化程度。查明断裂、滑坡、崩塌、岩堆等不良地质现象的发育情况及可能形成泥石流固体物质的分布范围、储量。
5)流通区的沟床纵横坡度、跌水、急弯等特征。查明沟床两侧山坡坡度、稳定程度、沟床的冲淤变化和泥石流的痕迹。
6)堆积区的堆积扇分布范围,表面形态、纵坡、植被、沟道变迁和冲淤情况;查明堆积物的性质、层次、厚度、一般粒径及最大粒径,以及分布规律;判定堆积区的形成历史、堆积速度,估算一次最大堆积量。
7)调查泥石流沟谷的历史,历次泥石流的发生时间、频数、规模、形成过程,爆发前的降雨情况和爆发后产生的灾害情况,并区分正常沟谷或低频率泥石流沟谷。
8)开矿弃渣、修路切坡、砍伐森林、陡坡开荒及过度放牧等人类活动情况。
9)当地防治泥石流的措施和经验,调查泥石流的运动特征与机理,包括泥石流的流态特征、流速流量特征、直进性、爬高性和周期性。
4.地面塌陷调查
地面塌陷包括岩溶塌陷和采空塌陷。
(1)岩溶塌陷
1)调查过程中首先要依据已有资料进行综合分析,掌握区内岩溶发育、分布规律及岩溶水环境条件。
2)查明岩溶塌陷的成因机制和形成条件,塌陷的成因、形态、规模、分布密度、土层厚度与下伏基岩岩溶特征。
3)地表、地下水活动动态及其与自然和人为因素的关系。
4)划分出变形类型及土洞发育程度区段。
5)调查岩溶塌陷对已有建筑物的破坏情况,圈定可能发生岩溶塌陷的区段。
(2)采空塌陷
1)了解矿体的埋藏位置、分布、矿体层数、厚度、深度、埋藏特征和开采层的岩性、结构等。
2)查明矿层开采的深度、厚度、时间、方法、顶板支撑及采空区的塌落、密实程度、空隙和积水等。
3)地表变形特征和分布规律,包括地表塌坑、台阶、裂缝位置、形状、大小、深度、延伸方向及其与采空区、地质构造、开采边界、工作面推进方向等的关系。
4)地表移动盆地的特征,划分中间区、内边缘和外边缘区,确定地表移动和变形的特征值。
5)采空区附近的抽、排水情况及对采空区稳定的影响。
6)搜集建筑物变形及其处理措施的资料等。
5.地裂缝调查
1)单缝发育规模和特征以及群缝分布特征和分布范围。
2)形成的地质环境条件(地形地貌、地层岩性、构造断裂等)。
3)地裂缝成因类型和诱发因素(地下水开采等)。
4)地裂缝发展趋势预测。
5)现有防治措施和效果。
6.地面沉降调查
主要调查由于常年抽汲地下水引起水位或水压下降而造成的地面沉降,不包括由于其他原因所造成的地面沉降。主要通过搜集资料、调查访问来查明地面沉降原因、现状和危害情况。着重查明下列问题。
1)综合分析已有资料,查明第四系沉积类型、地貌单元特征,特别要注意冲积、湖积和海相沉积的平原或盆地及古河道、洼地、河间地块等微地貌分类,第四系岩性、厚度和埋藏条件,特别要查明压缩层的分布。
2)查明第四系含水层水文地质特征、埋藏条件及水力联系;搜集历年地下水动态、开采量、开采层位和区域地下水位等值线图等资料。
3)根据已有地面测量资料和建筑物实测资料,同时结合水文地质资料进行综合分析,初步圈定地面沉降范围和判定累计沉降量,并对地面沉降范围内已有建筑物损坏情况进行调查。
7.潜在不稳定斜坡调查
主要调查建设场地范围内可能发生滑坡、崩塌等潜在隐患的陡坡地段。
1)地层岩性、产状、断裂、节理、裂隙发育特征,软弱夹层岩性、产状,风化残坡积层岩性、厚度。
2)斜坡坡度、坡向,地层倾向与斜坡坡向的组合关系。
3)调查斜坡周围,特别是斜坡上部暴雨、地表水渗入或地下水对斜坡的影响,人为工程活动对斜坡的破坏情况等。
4)对可能构成崩塌、滑坡的结构面的边界条件、坡体异常情况等进行调查分析,以此判断斜坡发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的危险性及可能的影响范围。
二、地质环境条件分析
1)一切致灾地质作用都受地质环境因素综合作用的控制。地质环境条件分析是地质灾害危险性评估的基础。
A.分析地质环境因素的特征与变化规律。
a.岩石物性:岩石类型、组分、结构、工程地质特征。
b.地质构造:构造形态、分布、特征、组合形式和地壳稳定性。
c.地形地貌:地貌形态、分布及地形特征。
d.地下水特征:类型、含水岩组分布、补径排条件、动态变化规律和水质水量。
e.地表水活动:径流规律、河床沟谷形态、纵坡、径流流速与流量等。
f.地表植被:种类、覆盖率、退化状况等。
g.气象:气温变化特征、降水时空分布规律与特征、蒸发与风暴等。
h.人类工程——经济活动形式和规模。
B.分析各地质环境因素对评估区主要致灾地质作用形成、发育所起的作用和性质,从而划分出主导地质环境因素、从属地质环境因素和激发因素,为预测评估提供依据。
C.分析各地质环境因素各自和相互作用的特点及主导因素的作用,以各种致灾地质作用分布实际资料为依据,划出各种致灾地质作用的易发区段,为确定重点区段提供依据。
2)综合地质环境条件各因素的复杂程度,对评估区地质环境条件的复杂程度做出总体的分区段划分。
3)各种致灾地质作用受控于所有地质环境因素不等量的作用。主导地质环境因素是致灾地质作用形成的关键,从属地质环境因素总是以主导地质环境因素的作用为前提或是通过主导地质环境因素发挥作用,激发因素在致灾地质作用孕育成熟的条件下,因其作用而导致灾害发生。因此,在预测评估过程中,应首先分析某些地质环境因素可能发生的变化及进而出现的不稳定状态,评估地质灾害发展趋势。
④ 地质灾害危险性综合评估及防治对策
一、地质灾害危险性综合评估
综合评估是在现状评估及预测评估的基础上,并综合考虑了以下几个方面的问题:①地质灾害形成的地质环境条件;②地质灾害类型、分布、发育特征、稳定状态及其对管线的危害程度;③灾种共生时,按其组合形式评估对管线的危害程度;④不同地域地质环境容量对管线在选线时的限制情况;⑤地质灾害在采取工程治理或其他措施时的难易程度;⑥工程建设及运营过程中由于人类活动引起的对地质环境条件的破坏、加剧地质灾害情况,及其对管线的危害程度。首先,将沿线地质灾害危险性分为危险大、危险中等及危险小三个等级。然后,在上述三个等级的基础上进一步划分为16个段。具体划分及综合评估结果见图9-10和表9-5。其中,地质灾害危险性大的段9个,长121.572km,约占管线的36%;危险性中等的段5个,长155.841km,约占管线的45%;危险性小的段2个,长66.782km,约占管线的20%。
西气东输工程陕西段建设用地范围内地质灾害多发,然而管线在选线过程中对多数地质灾害作了相应的绕避,总体上来说,土地适宜性为较适宜。然而管线在一些地段仍存在安全隐患,需要进行详细工程地质勘察,在施工过程中应采取相应的工程措施或绕避。具体如下:
(1)DD205桩段处淤地坝坝地,由于淤地坝年久失修,坝肩为洪水泥流损坏,受洪水泥流冲蚀,致坝地拉裂形成冲沟迅速向坝地内部扩展,距DD205桩相距仅20m左右,在拉裂的冲沟内明显可见沿新近系粘土岩与披覆的黄土接触面有泉水溢出,如任其发展,不仅冲沟威胁管道,而且可能造成由此处越梁的黄土斜坡产生不稳定变形,需进行工程整治。
(2)DD278—DD279桩处存在黄土崩塌,管线通过崩塌体前缘长80m左右,距崩塌体相距不过5m左右,且崩塌前缘由于人为切坡影响,仍有复活的可能,应采取工程治理措施或绕避。
(3)DD279—DD280桩之间,存在有4个小滑坡,滑坡稳定程度差,可见到滑动时致电线杆倾倒,对从滑坡前缘通过的管线危害较大。建议此处管线采取工程治理或绕避。
(4)DD288—DD289桩之间为一大型滑坡,滑体前缘处于永坪川侵蚀岸,受河水冲刷侧蚀,前缘发生小范围滑动,可见到梯田明显错位,管线恰好从滑体中前部通过。建议对该滑坡进行详细工程地质勘察后,采取相应工程治理措施或从滑面下穿越管道。
(5)在DE004—DE005桩之间,位于寒砂石水库左坝肩的大型滑坡,滑体前缘形成高8.5m的陡坎,前缘陡坎下三叠系砂岩与黄土接触面处有滑坡泉溢出,滑体中部有灌溉水渠通过,水渠无任何防渗衬砌措施,见有渗水产生的潜蚀落水洞。平行水渠尚有中山川水库—永坪、寒砂石水库——永坪两条输水管道通过,在输水管道开始供水后,滑体前缘发生三处小范围滑动,前缘滑动的变形已扩展至水渠边,而管道恰好从水渠前部通过。线路在此段应进行详细工程地质勘察后,采取工程治理措施或绕避。
图9-10西气东输管道工程陕西段地质灾害危险性分区图
表9-5陕西段地质灾害危险性综合评估表
续表
(6)在DD143—DD144桩之间的枣树坪滑坡,滑体长450m,宽1000m,为巨型黄土滑坡,滑动时滑体前缘直抵秀延河,将河流推至对岸,滑体明显隆起为鼓丘,滑体后缘为两条冲沟所环绕,冲沟底部为湿地,滑体前缘受秀延河冲刷,可见局部小范围滑动,管线从滑体中部通过,建议对该滑坡进行详细工程地质勘察,对其稳定性做出判定后,采取工程治理措施或从滑面下穿越管道。
二、地质灾害防治对策与措施建议
各类地质灾害的防治对策及措施在陕西段分省评估报告中有详细论述,这里仅就主要地质灾害点提出具体的治理措施建议。
(1)延川县寒砂石滑坡(DE004—DE005):治理可采取排水和支挡相结合的综合治理措施。在滑坡前缘复合段后部设置盲洞排水或修建防水帷幕,对DE004号桩以南的纵向水沟和横向水渠用水泥浆砌,防止地表水渗入坡体。在滑坡前缘河岸部分设置抗滑挡墙,同时还能防止河流冲刷。
(2)枣树坪滑坡(DE143—DE144):可采取截排地表水和修筑堤防、防止冲刷的综合治理措施。截排地表水即在滑坡外围修建截水沟,将斜坡及其以上的地表水拦截在滑坡体之外,对滑坡体内的潜蚀洞穴应逐一回填夯实,防止地表水渗入坡体。修筑堤防即在滑坡前部修建浆砌石堤坝,防止雨汛期河水冲刷和软化滑坡坡脚,以消除滑坡前缘局部失稳导致滑坡整体稳定性降低的可能。
(3)王家院滑坡群(DD279—DD281):在疏排地下水的同时,限制当地群众切削坡脚,并应在前缘作反压处理。修建排水盲洞,疏排坡内地下水,滑坡群上方修明沟拦截地表水,前缘用土反压,放缓坡脚。
(4)梁家渠滑坡(DD288—DD289):除采用与王家院滑坡群相同的措施外,尚应在前缘修建浆砌石堤防,以防止河流冲刷对滑坡稳定性的不利影响。
(5)清涧河右岸崩塌(DE216—DE217):可采取预先清除或支顶镶补勾缝、拦截工程。预先清除就是先将不稳定岩体破碎,并用撬杠撬落,以消除隐患。支顶镶补勾缝就是对崩塌的局部加固,可在下坠方支垫或对原有裂缝用水泥砂浆充填。拦截是在崩塌下方修筑浆砌石挡墙,使其不致影响管线。
(6)DC081桩处黄土崩塌:鉴于本处管线与崩壁正交,且黄土崩塌崩壁陡立,稳定性差,具进一步发生崩塌的可能。因此,应先治理加固,后进行工程建设,对崩壁的加固治理应在坡下修建护坡或挡墙,或适当放缓边坡。在崩壁上部回填夯实裂缝并注意排水等。
⑤ 山区农村房屋选址如何开展地质灾害危险性评估
国务院颁布的《地质灾害防治条例》和国土资源部发布的《建设用地审查报批管理办法》中都明确规定,建设用地审批之前必须进行地质灾害危险性评估。
由于选址不当,将居民点选在受崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等隐患区或易发区,工程活动诱发了崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等,就会对人民生命财产造成危害。
如果在工程建设前进行地质灾害危险性评估,避免因选址不当或不恰当的工程活动诱发地质灾害,就能在很大程度上减轻损失,这是做好地质灾害预防工作最有效的手段。因此,在城镇选址建设前必须进行地质灾害危险性评估。对规范、约束人类工程经济活动,减少人为诱发地质灾害的发生具有十分重要的意义。
1)山区农村建房受地形条件限制,往往难以选择到平缓地,普遍需要开挖山坡坡脚,形成不稳定人工边坡;同时开挖产生的弃土多数直接排放到山坡下方,存在堆填土滑坡、崩塌的隐患。因此山区丘陵区房屋附近的滑坡、崩塌对居民的生命财产造成损失是比较常见的。很有必要在建房之前进行地质灾害危险性评估。
2)目前还难以聘请有资质的专业单位对山区农村零星分散建房逐一进行地质灾害危险性评估,可根据当地条件,由国土所人员在当地居民申请宅基地时到现场对其进行察看,指导居民正确选择宅基地,留出房前屋后的安全距离空地,做好简易边坡支护和截、排水措施。
3)山区农村集中成片建房时,应当在规划期聘请有资质的专业单位对拟建设用地进行地质灾害危险性评估。业主应根据评估结果确定是否在该场地建房;对建设过程及建成后可能引发或加剧的地质灾害采取有效的防范措施。
4)各地省级国土资源厅在政府网站上定期公布具有地质灾害危险性评估资质的单位名单,并对如何开展地质灾害危险性评估做出详细的规定。
5)地质灾害危险性评估结果必须经国土资源行政主管部门认定。申请办理建设用地审查批准手续时,必须持国土资源行政主管部门认定的地质灾害危险性评估结果。凡国土资源行政主管部门认定不符合条件的,土地行政主管部门不予办理建设用地审批手续。
⑥ 地质灾害危险性现状评估
(一)滑坡
评估区内27处滑坡中,有16处距管线较近(<200m)或管线即在滑坡体上通过,对管线安全有一定影响,故将各滑坡列表说明其危险性现状(表6-5)。
从现状评估可知,稳定性差和较差者有11处,其中大型1处,中型4处,小型6处;除1处是小型碎石土滑坡外,其余皆为黄土滑坡。其中现状危险性大的有3处。
下面以两个典型实例来说明滑坡的活动特征。
实例1:凤翔县柳林镇半坡铺二组滑坡(H15)
位于柳林镇半坡铺二组,千凤公路西侧黄土峁半坡上,坡向150°、坡度60~70°,滑坡壁清晰,呈半园弧形,后壁较陡,鼓丘明显,滑体上可见醉汉林、马刀树。滑体岩性为中上更新统黄土,土质疏松,垂直节理发育,局部有崩塌现象,滑体长50m,宽110m,厚20m,体积11×104m3,滑床为中更新统黄土类土。为中型黄土滑坡(图6-5)。
该处斜坡较陡,坡下切坡修路,致使坡脚临空增大,破坏了斜坡的自然平衡,组成斜坡的黄土,土质疏松,垂直节理发育,在暴雨的作用下产生滑动。
该滑体坡度较陡,前缘呈鼓丘状,表面冲蚀严重,局部有崩塌现象,稳定性差,威胁坡下12户60人、100间房屋、50孔窑洞及千—凤公路车辆、行人安全,现状评估危险性大。
实例2:泾阳县蒋刘乡大堡子滑坡(H24)
位于泾阳县蒋刘乡大堡子村西北泾河右岸黄土塬边斜坡上,坡向 15°,上缓下陡,坡度30°左右。组成斜坡的岩性为中上更新统黄土,土质疏松,垂直节理发育。该处为村民公墓,呈多级台阶状,人类工程活动强烈。滑体长52m,宽200~250m,厚20~30m,体积29.3×104m3,为中型黄土滑坡(图6-6)。
该处为黄土塬边,坡度较陡,村民在此切坡埋葬故人活动频繁,破坏了坡体的自然平衡,组成斜坡的黄土,土质疏松,垂直节理发育,土体破碎,风化严重,植被较差,在降水因素作用下产生滑动。
该处人类活动强烈,坡面多为台阶状,排水不畅,滑体后缘已出现拉张裂缝,稳定性差,对3户村民15人及一所村办小学产生威胁,现状评估危险性大。
表6-5 滑坡危险性现状评估一览表
续表
续表
图6-5 半坡铺二组滑坡剖面图
1.人工堆积物;2.滑坡体;3.古土壤:4.上更新统黄土:5.中更新统黄土:6.滑动面
图6-6 大堡子滑坡平面及剖面图
1.滑坡周界;2.主滑方向;3.滑坡剖面线;4.滑坡堆积物;5.上更新统黄土:6.中更新统黄土;7.古土壤;8.全新统河流冲积物:9.地形等高线;10.滑动面
(二)崩塌
评估区内18处崩塌中,有7处临近管线(<100m)或管线直接穿越崩塌体,对管线有一定影响。现将这7处崩塌列表说明其危险性现状(表6-6)。
由表6-6可知,稳定性差和较差的崩塌有6处,其中基岩崩塌2处,黄土崩塌4处;中型的2处,小型的4处。其中现状危险大的有3处。
下面举陇县曹家湾乡段家峡曹固公路崩塌(B5)说明崩塌的特征。
该崩塌体位于曹家湾乡段家峡西北,千河左岸黄土梁峁斜坡上,坡向220°,坡度50°~60°,组成斜坡的岩性为奥陶系灰岩,受构造活动影响,岩体完整性差,节理裂隙发育,可见10~15cm宽的张裂缝,垂直发育,延伸数米,斜坡上危石摇摇欲坠。坡下修路,人类工程活动较强(图6-7)。由于切坡修路开挖坡脚,致使沿坡脚形成20余米高的陡崖,局部岩体突出,崖面向坡内凹陷,形成突出危岩体,随时都有垮塌的可能。
稳定性及危险性评估的结论是:山坡陡峻,岩石破碎,风化强烈,节理裂隙发育,坡体已出现10~15cm宽的拉张裂缝,切坡修路形成陡崖,临空面增大,稳定性差,坡下为公路,危及车辆及行人安全,危险性大。
(三)地裂缝
评估区内4条地裂缝,其分布位置,主要特征、稳定性及危险性现状评估列于表6-7中。可知D1、D2和D3三条地裂缝危险性中等,而D4危险性小。
(四)泥石流及洪水冲蚀
评估区内 1处泥石流(位于千阳县草碧镇附近的葫芦沟),依据《县市地质灾害区划要求》综合评判,现状评估危险性小。
4处洪水冲蚀现状评估结果详见表6-8。
可知4处洪水冲蚀点现状评估危险性皆小,需要指出的是,T2、T3和T4三处洪水冲蚀点距拟建管线较近或者就在线路通过处。
(五)黄土湿陷和潜蚀
评估区内广泛分布管线中、西段(里程桩号430~615)的晚更新世风成黄土,厚数米至十余米,均具有强—中等湿陷性,一般在地表和浅层湿陷性强烈,随深度增加湿陷性变弱,至一定深度湿陷性消失。湿陷深度最小2.5m,最大11m。由于本成品油管道埋深较小(1.5m左右),故湿陷性对工程有较大影响。此外,黄土类土的潜蚀作用则可遭致管道悬空变形破坏。根据现场调查,黄土湿陷和潜蚀在黄土梁峁区和黄土台塬边缘斜坡地带发育较强烈,而在广阔的黄土台塬面上则发育弱甚或不发育。因此黄土湿陷和潜蚀灾害在黄土梁峁区和黄土台塬边斜坡地带危险性大—中等,黄土台塬面危险性小。
(六)地震液化
评估区系强震区,地震烈度Ⅶ—Ⅷ度,50年超越概率10%的地震动峰值加速度0.15~0.20g,历史上大地震时曾在渭河谷地内发生过强烈的砂土液化现象。据此,管线经过的渭河谷地一级阶地和河漫滩地段庆考虑地震液化的设防措施,以防患于未然。重点地段为:西安支线的西安市区北部沣河—耿镇,渭南支线渭河及支流地带(尤其是沋河入渭三角洲以西的渭河漫滩地带)。
⑦ 工程建设引发或加剧地质灾害危险性的预测
主要有崩塌、滑坡、泥石流、崩岸和特殊土地面变形等灾害。以下分灾种论述。
(一)工程建设引发崩滑灾害危险性的预测
管线穿越丘陵山区时,管道或从沟底穿行,或于沟坡穿越,依地势而敷设,需开挖深度约2m的沟槽。丘陵山区为坚硬或较坚硬岩体,风化带厚10~15m,构造线走向为北西西—北西或北北东,大部分地段与管线走向形成45°~90°夹角,一般不会形成顺向坡的开挖,因此大部分地段管道敷设开挖不会引发规模较大的滑坡。但因风化带厚,风化土体凝聚力低,呈松散砂状,开挖过程中引发小规模坍滑是有可能的。这种小型坍滑危害有限,一般只发生在沟槽开挖过程中,当管道埋置稳定并恢复原坡形态后,边坡便失去了坍滑的临空条件,预测危险性小。
管线穿越岗坡粘土分布区段时,展布高程40~70m,地形起伏小,施工过程中将开挖数米的深沟,挖方弃土就近堆积于线路边,这些弃土多座落于粘土层之上,加之原始地形具有一定的坡度,弃土置于其上,两者力学强度差异较大,界面处又往往是地下水富集、迳流的场所,若弃土边坡过陡或就近置于开挖深沟边,沿上述界面易形成软弱带,因此,在久雨或暴雨渗透下,这类弃土易产生滑移。开挖沟坡若由具膨胀性的粘土组成,在天然状态下,干湿反复交替,产生膨胀裂缝,致使水分更易进入土体,导致土体含水量逐渐增大而变软,强度降低。在降雨入渗等诱发因素的影响下,可能产生沟坡失稳滑移。通过上述分析,形成滑坡的规模有限,所以,地质灾害危险性小。
管线经过的湖北省大悟县大新店—大悟县城以南,出露地层是中上元古界红安群,由片岩、片麻岩、混合岩等坚硬或较坚硬岩体组成。地形坡角15°~250,坡体上植被发育。线路紧邻大悟河右岸边侧延伸,边岸上第四系冲洪积物堆积较厚,工程切坡后,在久雨、暴雨及河水的涨落浸泡冲刷下,易导致松散堆积物的崩滑。在基岩边坡中,由于岩层软硬相间,各种构造结构面又较为发育,岩石的风化程度也较高(片岩多呈强风化状态),当形成顺层切坡时,也容易导致边坡的失稳滑移。所以,本段地质灾害的预测评估为中等。
管线经过的湖南省汩罗向家镇、弼时镇南部一带,即长沙末站到湘潭支线0~15km和长沙末站至丁字镇油库支线的0~9km段,出露地层有上元古界板溪群变质砂岩、千枚状板岩等,以变质砂岩为主,风化程度较高,呈强风化状态,地形坡度较陡,工程切坡较大,预测风化层产生崩滑的可能性较高,地质灾害危险性中等。
管线经过的湖南省浏阳河南岸长沙末站—湘潭支线的53~60km、76~92km段,为丘陵陡坡区,坡角20°~30°,出露地层岩性由上元古界板溪群变质砂岩、千枚状板岩及泥盆系石英砂岩、粉细砂岩、白云岩、灰岩组成,工程地质岩组软硬相间,软质岩多呈全—强风化状态,硬质岩呈弱~微风化状态,变质岩为中等风化。由于岩层软硬相间,地形坡度较陡,地质构造发育,人类经济工程活动强烈,工程切坡后,在久雨或暴雨下,易形成崩滑灾害,所以,地质灾害危险性预测为中等。
(二)工程建设引发泥石流危险性的预测
管道敷设时的沟槽开挖,将产生土石渣,部分土石渣将用于沟道回填埋管,但由于管道空间占据,仍将产生0.3m3/m的弃渣。管道经过丘陵山区长247km,在此段将留下74100m3的弃渣。这些弃渣将沿线就地堆填于地势低洼的冲沟、坡脚、山洼等地,将成为泥石流发生的部分固体物质来源。但由于弃渣并非集中堆放,一般多是危害不大的小型泥石流,预测危险性小。
(三)工程建设引发或加剧河流崩岸危险性的预测
管道工程将穿越13条主要的大中型河流,其中长江和大悟河流量最大,岸坡不甚稳定,历史上发生过较大崩岸。管道穿越河流采用大开挖、定向钻、盾构和隧道等施工方法(见表8-1)。
定向钻和盾构法的施工办法从河床底部侵蚀深度以下穿过。由于扰动了河岸、河槽的地质结构,地表、地下水流场均衡可能被打破,势必会引起河岸、河槽的侵蚀再造,以求新的平衡稳定。是否能够发生大的崩岸,这要看岸坡土体工程地质条件、河势变化、流量大小、人工防护等情况。现按由北向南的次序,对将穿越的10条主要大中型河流逐一预测。
1.大悟河
该河属长江一级支流,地貌属丘陵山区岗状地带,本工程首先在大悟县城南穿越大悟河,顺大悟河右岸穿行至孝昌县小河镇再次穿越大悟河,穿越处河道顺直,河床呈“U”型。河岸由上至下土体依次为粘土、细砂、粉质粘土,下部为砂卵石层,土体松散松软,强度低,但人工植被发育。洪水时最大流量3276m3/s,最大流速1.8m/s,最大冲刷深度2.5m。
预测大悟河管道穿越处,由于已有潜在岸崩段存在,在河水冲刷侧蚀及工程扰动下,施工引发河岸崩塌的可能性大,在洪水汛期施工可能引发两岸大规模崩塌产生。预测地质灾害的危险性为中等。
2.县河
位于孝昌县扬店,地处岗坡平原区,地势平缓,河谷两岸坡角5°~15°,河流水深通常2m左右,河谷呈“U”型,岸坡较陡,高 1.5~2.5m,河岸土体上部为粘土、下部为粉细砂、底部是砂卵石层。由于管线工程采用大开挖法穿越河道,在施工扰动作用下,岸坡可能产生小规模岸崩。在河道中施工时,因松散土体处于饱水状态,也易产生滑塌,因此,施工过程中开挖断面不宜过高过长,应逐段进行施工,也免产生大规模的崩滑,对工程本身和施工人员、机械设备造成威胁。只要安全措施采取得当,预测岸坡和开挖边坡产生崩滑的规模有限。所以,地质灾害的危险性中等。
3.滠水
滠水是长江一级支流,发源于大别山,全长142.14km,流域面积2317km2。本工程于黄陂区叶家河东约100m穿越滠水。管道穿越处为岗状河谷平原,河床及其岸坡平缓,由粘性土、砂土构成,土层较厚。河流顺直,冲淤平衡,河岸稳定。洪水时最大流量4560m3/s,多年平均枯水流量0.88m3/s,属于季节性河流。
由于穿越河流采用定向钻法,在穿越河道时将进行基坑开挖,两岸开挖的基坑深度不大,虽然本区地下水位埋深较浅,在地下水渗流潜蚀作用下,基坑四周边坡可能产生规模有限的滑塌,定向钻施工工程扰动小,预测工程管道在河道穿越段基本不会引发两岸崩塌发生,危险性小。
4.倒水
倒水是长江一级支流,发源于大别山,全长158.14km,流域面积2432km2。本工程于黄陂区周铺南约8 km穿越倒水。管道穿越处为河湖低洼区平原,河床及其岸坡平缓,由粘性土、砂土构成,土层较厚。河流顺直,冲淤平衡,河岸稳定。河水宽5.5~7.5m,河道宽约300m,洪水时最大流量4713m3/s,多年平均枯水流量1.34m3/s。
由于穿越河流采用定向钻法,在穿越河道时将进行基坑开挖,两岸开挖的基坑深度较大,本区地处湖泊边缘,地下水位埋深浅,在地下水渗流潜蚀作用下,机坑四周边坡可能产生规模较大的滑塌,在定向钻施工工程扰动小,预测工程管道在河道穿越段可能引发两岸崩塌发生,危险性大。
5.长江
是本工程穿越的最大河流。穿越点位于武汉市白浒镇,水面宽1000m左右,两岸场地开阔,交通便利。管道穿越处为一河湾,其上游河道急剧变化,形成向南东凸出的“Ω”形急弯。北岸岸坡土体由上而下为素填土、粘土、淤泥质粉质粘土、粉细砂。汛期洪流最71100m3/s,冲刷深度45m。
由于在南岸白浒镇紧邻江边出露有C—D系的灰岩、砂岩形成的天然矶头,自上而下径流的江水经矶头阻挡后,水流主流线随即改变方向向北岸偏转,从而增强了水流对北岸的冲刷侧蚀作用,在不断冲刷侧蚀作用下,已形成了长江北岸的潜在岸崩段,岸坡土体结构松散、松软,在工程施工扰动下,随时都有产生崩滑的可能。此外,在穿越河道时采用的盾构法施工将进行基坑开挖,由于河道深。两岸开挖的基坑必然较深较大,因本区地下水位埋深较浅,仅有1~2m,基坑开探过程中或开挖好后,必然要进行基坑降水,在降水过程中将导致渗流潜蚀作用下,极易导致基坑四周边坡产生滑塌,进而危及到施工人员,机械设备的安全。所以,工程施工过程中的危险性较大。
根据穿越处岸坡工程地质条件和河势的演变趋势,预测长江管道穿越枯水季节施工北岸可能引发较大规模崩塌,南岸可能引发小规模的崩塌;洪水汛期施工可能两岸均引发较大规模的崩塌,危险性大。
6.陆水河
穿越点位于赤壁市北霞落港,为长江一级支流,穿越处河流较为顺直,河面宽度约260m,河堤间宽约350m,河堤高约8~10m。其上游约9km为陆水水库,水位波动不大,近30年洪水均未漫过两岸河堤,目前河道内有采砂现象。
穿越河流采用定向钻法,预测工程管道在穿越河道时不会引发两岸崩塌发生。由于河道内有采砂现象,因此,在管道设计时,应适当加大其埋藏深度以免将来因河道采砂导到管道的损毁,危险性小。
7.新墙河
新墙河(又称微水),是直接注入东洞庭湖的较大支流,源出平江宝贝岭,流域似桑叶状,平均流量52.60m3/s,天然落差400m,坡降7.18‰。管道在岳阳新墙乡处穿越新墙河,穿越两岸地形平坦,河岸两侧有碎石护坡,河水宽约80m,河道宽300~400m,水深2~3m,属于季节性河流,水清。据区域地质及现场观察,穿越地层为粉土,粘粒含量高,层厚3~4m,其下为细砂,建议围堰导流大开挖,具体开挖深度建议经初步勘察后再定。
由于管线工程采用大开挖法穿越河道,在施工扰动作用下,岸坡可能产生小规模岸滑。在河道中施工时,因松散土体处于饱水状态,也易产生滑塌,因此,施工过程中开挖断面不宜过高过长,应逐段进行施工,也免产生大规模的崩滑,对工程本身和施工人员、机械设备造成威胁。只要安全措施采取得当,预测岸坡和开挖边坡产生崩滑的规模有限。所以,地质灾害的危险性中等。
8.汩罗江
穿越点位于汨罗市新市镇附近,两岸堤高约6~8m,河岸间宽约260m,大约1983年出现过河水漫过两岸堤坝的现象。穿越处上游河段有采砂现象,拟利用已建忠武线长沙支线输气管道汨罗江隧道通过,危险性小。
9.捞刀河(湘潭支线)
穿越点位于长沙县果园乡南瞿家塅附近,为湘江一级支流,穿越处河流较曲折,属河道下游,河流坡降较小,河水宽约50m,河岸间宽约250m。由于管线工程采用大开挖法穿越河道,在施工扰动作用下,岸坡可能产生小规模岸滑。在河道中施工时,因松散土体处于饱水状态,也易产生滑塌,因此,施工过程中开挖断面不宜过高过长,应逐段进行施工,以免产生大规模的崩滑,对工程本身和施工人员、机械设备造成威胁。只要安全措施采取得当,预测岸坡和开挖边坡产生崩滑的规模有限。所以,地质灾害的危险性小。
10.浏阳河
穿越点位于长沙县塱梨镇东南渡头附近,为湘江一级支流,穿越处河流较曲折,属河道下游,河水宽约150~180m,河岸间宽约270m。河床及其岸坡较平缓,由粘性土、砂土构成,土层较厚。河流顺直,冲淤平衡,河岸稳定。穿越河流采用定向钻法,地下水位埋较深,预测工程管道在穿越河道时不会引发两岸大规模崩塌发生,危险性小。
(四)工程建设引发或加剧特殊土变形危险性的预测
1.软土
管道经过的湖北长江、大悟河、倒水、滠水及湖南的汩罗江、浏阳河冲湖积低平原地区,位于河流与湖泊边缘,有较大范围的软土分布,软土压缩变形垂直压力在100k Pa左右,容许承载力为20~98k Pa。由于该区段内河流深切,地形较平缓,坡角较小,在河流两侧,低洼湖泊、水田、藕田两侧分布有淤泥、淤泥质粘土及饱和粘土,其孔隙比大、压缩性高,且厚度变化大,垂向剖面上可能出现由结构密实的粘土与饱水粉细砂层、淤泥质土类呈间互成层的现象,这些地段土体岩性差异大,力学强度各异,若工程开挖或加载,一方面易导致不均匀沉降变形,另一方面若工程边坡形成后,易导致软土的压缩挤出坍滑,引起建筑物损坏。但本工程无论是管道,还是分输站,都是轻荷载构建,一般不会引发软土的变形,如果有个别重载设备和加压震动设备的安装,则有可能引起淤泥土地段小规模的压缩变形、压缩挤出坍滑。所以,建设过程中应对强度较低的软弱土进行清理,采取夯实压密措施,以改良土体、提高地基强度。
2.膨胀土
管道经过的丘陵山前垅岗平原和长江冲洪积波状平原(二、三级阶地)地区,有大范围的第四系中、上更新统粘性土构成的膨胀土分布。膨胀土中矿物成分以蒙脱石、水云母为主,化学成分以 SiO2、A12O3、Fe203为主。具有失水收缩,遇水膨胀的特点,自由膨胀率 Fs=30%~70%,膨胀力Pp=17~46kPa,有荷载膨胀率 VHa=0.025%~0.805%,属于弱胀缩性土。水分变化对膨胀土影响深度一般为4m左右,急剧影响层深度一般为1.8m~2.25m左右。
本工程在膨胀土区的施工方法主要为大开挖—沟底垫层—埋管压实的办法,埋置深度为1.2m,管道设计管径355.6mm。也就是说管道埋置位置一般在1.5~2.5m,正好是急剧影响层,膨胀土的胀缩变形活动正好作用于管道,不利于管道的稳定运行,这是不利的一面。另一方面人工开沟铺设垫层后,人为在管道沿线形成了孔隙潜水的含水通道,易接受降雨入渗,上层滞水广泛存在,在一定深度内降雨入渗与蒸发量大,为膨胀土体遇水膨胀、失水收缩创造了较好的环境条件。同时土体开挖后由于膨胀性,雨水浸入风化带内发育的裂隙中,使粒间联结力被削弱,土粒易于吸水膨胀。在平行坡面方向,吸水作用使土体横向膨胀势能显著增加,膨胀土坡上的土体沿坡面向坡脚方向产生位移,坡脚处较大的位移使该处抗剪强度首先越过峰值而逐渐降到残余值,在土体重力及大气降水入渗产生的静水压力作用下产生坍滑。
综上所述,本工程会加剧膨胀土的胀缩变形,但胀缩变形的规模有限,而且经过简单的施工工艺改良,还可以大大减弱膨胀土的胀缩变形,从而减少对工程的危害。所以,建设过程中应对强度较高的胀缩土进行处理,
需要指出的是,在现状评估中,地质灾害危险性大的岩溶地面塌陷和采空地面塌陷不会因工程建设而引发或加剧灾害。
⑧ 地质灾害稳定性及危害性评价
一、稳定性评价
根据近年来初步调研,对地质灾害稳定性评价工作尚未全面开展,地质灾害稳定性评价拟采用演变(成因)历史分析法进行定性评价。
1.地质灾害稳定性评价的原则
依据地质灾害体所处的地质环境、地质灾害的演变阶段和发展趋势、促进地质灾害演变的主导因素等方面,综合分析,预测其发展趋势,将地质灾害的稳定性分为稳定性差、稳定性较差、稳定性好三种情况。
2.地质灾害稳定性评价的判据
土体滑坡的稳定性评价判据:
(1)稳定性极差:①前缘临空且有发展趋势;②斜坡坡角较陡,坡角一般大于40度;③滑体前。后缘及两侧有明显的裂缝,形成了清晰的纵长形、长条形、圆椅形等滑坡周界;④滑坡对地表水和地下水影响敏感,其地质呈潮湿或半塑状;⑤滑坡面大部分已贯通;⑥树木、墓牌、工程建筑物等物体产生明显的倾斜、开裂等角变位或水平变位迹象。
(2)稳定性较差:①滑坡前缘具临空间;②斜坡坡角小于40度至30度;③滑坡前后缘可见断续裂缝;④滑面也基本贯通;⑤影响滑坡产生的主导因素仍然存在。
(3)稳定性尚可:①滑坡前缘临空高差小;②斜坡坡角小于30度;③滑坡上未见裂缝,植被较发育;④无影响滑坡产生的主导因素;⑤无明显的滑坡面。
岩质类地质灾害的稳定性评价判据
(1)稳定性极差:①前缘临空(一面至三面临空);②前缘壁坡角在70~90度或呈倒坡;③后缘有明显的裂缝,并仍在继续发展;④前缘时有滚石、掉块等活动现象;⑤促进岩体破坏的主导因素未消除。
(2)稳定性较差:①具临空面;②前缘壁坡角在40~70度;③后缘有裂缝发展;④前缘暂无危体;⑤促进岩体的主导因素未消除。
(3)稳定性尚可:①前缘临空高度小;②斜坡坡角平缓在20~30度;③后缘无裂缝;④无破坏岩体的主导因素。
二、隐患点稳定性评价
1.岩(土)体滑坡的稳定性评价和灾度评估
对目前已掌握了解,并存在隐患的岩(土)体滑坡210处进行初步的评判,结果其中稳定性极差的有10处,稳定性较差的有26处,稳定性尚可的174处。
(1)稳定性极差的10处,地质灾害隐患极端严重,基本处于非稳定状态,在外力的作用下短期极有可能形成灾害,但目前无法治理或治理成本远高于治理效果,应及时整体搬迁或部分搬迁,将涉及964人的生命及财产安全。
(2)稳定性较差,地质灾害隐患严重,在一定的诱发条件下将形成灾害,目前可通过治理或部分搬迁,采取“避”灾、“减”灾等防治措施,可减轻地质灾害危险性,这26处将涉及人口4075人。
(3)稳定性尚可的地质灾害隐患点,目前暂处于稳定状态,但在一定条件诱发下有可能形成灾害,必须通过加强监测以及投入一定的治理工程,才能确保一段时期内相对稳定,这类地质灾害隐患点有174处,将涉及人口在20000人以上。
2.崩塌(岩崩)的稳定性评价和灾度评估
崩塌地质灾害(隐患)点主要分布在交通沿线及高切坡的建房后侧。调查显示,丽水市交通干线金温铁路(丽水区段)、330国道线、省道丽浦线及丽龙线,目前发现隐患点15处,其中稳定性极差有5处,分别位于金温铁路缙云段1处、青田段2处、庆元县马蹄岙隧道口1处、丽浦线牛头岭1处;稳定性较差的有6处,稳定性尚可的4处;其余20处分布于各县(市)的灾害点。
本类隐患点都处于非稳定状态,在外力作用下可能随时发生,对交通运输及社会安定将带来极大的影响,经济损失将是巨大的。
三、矿产资源开采引发地质灾害及评价预测
矿产资源开发引起局部区域地应力不平衡,使地质构造遭受破坏,将可能引发地面沉降、塌陷、冒顶、边坡崩塌、地表水渗透、山体滑坡等地质灾害,此外采矿废石和尾矿不合理堆放,也将导致滑坡、泥石流等地质灾害。目前丽水市近年来由于矿产资源开发利用引发的地质灾害主要有5处(青田钼矿区、缙云仙都等条石采区、青田叶蜡石开采区、龙泉小梅萤石矿、庆元铅锌矿),已造成22人死亡(详见地质灾害现状一章)。可见,矿产资源开发而引发的地质灾害不可忽视,而且在丽水市有加重的趋势。
在丽水市矿山地质灾害影响最大的矿种是钼、凝灰岩,其次为铅锌、叶蜡石等。这里仅介绍钼矿山地质灾害情况。
钼矿开采在丽水市开采金属矿种中开采规模最大,也是经济效益最佳的矿种,本市钼矿山7家,而选矿厂有20余家,矿业产值占本市矿业总产值的四分之一。开采钼矿又相对集中在青田钼矿区,现以青田钼矿区为例,阐述矿山地质灾害情况:
青田钼矿建于20世纪60年代初期,经过近40年的建设,已成为省有色冶金工业重点建设矿山。但在90年代初期的民采潮的进入,不仅造成矿区大量矿产资源的浪费、污染环境,而且带来了严重的矿山安全隐患,由于无秩序、无规划开采、盗采安全矿柱等等违法采矿的事件,导致地质构造、地压力受力不均,在1995年、1996年矿区相继出现局部地段山体滑坡,5号矿区出现严重的渗水现象;1996年8月1日因尾矿库上游的乱采滥挖的采矿废石堵塞属矿库排洪道、溢流沟,加上尾矿库超量股段等人为因素,该尾矿坝塌坝,从而引发了泥石流的发生,将库内近100万方的尾矿荡然无存,瞬时间就把尾矿、矿废石以排山倒海之势汇入洪流之中,沿东源溪近20公里,泥沙所到之处全部夷平,冲毁大量农田、公路、工厂、村庄及水利设施,造成多人死亡,直接经济损失惨重。1998年11月29日凌晨2时又在5号矿区采空区发生塌陷、崩落,塌陷面积2500平方米,崩落土石方达1.5万方,使一座选矿厂被埋,直接经济损失180余万元。根据目前状况,该矿区地质灾害隐患不容乐观,尤其是5号矿脉采空区的塌陷、25号矿脉地表水渗透和地下水流向改变以及矿区采矿造成水土流失等地质灾害隐患将有加重的趋势。
此外,本市缙云县仙都-壶镇凝灰岩开采区、庆元县铅锌矿、青田叶蜡石矿等矿区同样存在着许多不良矿山地质灾害隐患。
⑨ 地质灾害类型及其危险性现状评估和预测评估
一、地质灾害类型及特征
评估区地质灾害类型有地面灾害和斜坡变形灾害两大类共6个灾种,灾害类型划分及其主要特征见表12-5。
表12-5地质灾害类型划分及主要特征表
(一)地面沉降
在评估区及其附近,地面沉降分布于淮北平原阜阳、界首、太和、利辛、涡阳、蒙城等市县,是由于超采中、深层孔隙承压水引起的。20世纪80年代以来,各城镇开采井多深达150~200m,随着开采量逐年增大,承压水头逐渐下降,使得1.62×104km2的自流区基本消失,形成了以城镇为中心的区域性降落漏斗。至90年代中期,阜阳市城区降落漏斗中心水位埋深已达80m,水位降幅1.44~1.88m/a;界首市城区水位埋深已超过70m;有些地段降落漏斗已相连接。承压水位持续下降诱发了地面沉降。
20世纪80年代初有关部门对阜阳市进行水准复测发现,位于颖河西侧水文站内的9号点仅沉降83.7mm,沉降范围80~100km2。此后该市开采中深层承压水进入了高峰期,地下水位以3m/a的速率持续下降,至1990年沉降范围和中心沉降量分别以26km2/a和78.9mm/a高速增长,沉降中心最大沉降速率达109mm/a,沉降范围已达360km2,沉降中心最大累积沉降量873mm。地面沉降量与地下水开采量及水位埋深呈正相关。1990~1999年沉降速率虽有所减缓,但沉降范围扩展和中心沉降速率仍达6.25km2/a和59.3mm/a,至1999年1月沉降范围约410~420km2,中心最大累积沉降量已达1347.4mm(图12-2)。
图12-2阜阳市累积地面沉降量等值线图
等值线单位:mm
此外,管线附近界首、太和、利辛等县城水位持续下降,已形成水位降落漏斗,地面沉降有一定显示。
过量开采中深层地下水,使地下水位大幅度持续下降,造成含水层及相邻土体的有效应力增加从而固结压密并发生地面沉降。阜阳地区0~156m深度范围内主要有6个压缩层,总厚度50~l00m,其中A7-4、A9-5和A11-6三个压缩层是主要的,它们的埋深分别为39~77m、78~101m和107~132m,而埋深40m以内的土体则为超固结土,压缩沉降量小。
(二)采空塌陷
采空区地面塌陷是采掘巷道上部的岩层失去支撑,力学平衡条件被破坏,而发生的崩落、开裂、弯曲等变形破坏现象,最终导致地面沉陷的地质灾害。在安徽段采空区地面塌陷主要分布于淮海煤矿和定远石膏矿和盐矿三地。
1.淮南煤矿地面塌陷
淮南矿业集团所属12对矿井,井田总面积为301.12km2,至今采空塌陷面积达57.744km2。随着煤矿开采的延深和规模扩大,1997年1月至2000年6月塌陷区增加了8.04km2,年增长率为4.1%。矿区地跨淮河两岸,为冲积平原区,淮河以南采空塌陷(距管线达19km)总面积34.734km2,塌陷最大深度约20.Om;淮河以北采空塌陷总面积23.01km2,塌陷最大深度约5.5m。淮南煤矿采空塌陷比较严重,造成村庄、农田被淹没,工程设施损坏,并对水利和防洪工程造成较大的影响。
淮南煤矿采空塌陷属缓变型。基本特征是:回采1.5个月左右,地面塌陷开始产生,3~4个月为活跃期,此时的塌陷总量可达70%左右,一般18个月后逐渐稳定,且采空区与地面塌陷区基本一致。淮河以北潘谢矿区采空塌陷处于持续发展过程中。
2.定远石膏矿地面塌陷灾害
定远石膏矿地面塌陷形成的特点是:巷道遗弃支护一拆除,巷道顶板岩层立即塌落,随后引起地面塌陷。目前塌陷面积仅为50~800m2,塌陷的深度最大为0.50~0.65m,管线离其尚有一定距离,且开采规模呈现减少的态势。
3.定远县东兴盐矿地面塌陷灾害
该矿的开采区位于输气管线(K235+280)的南侧4km处。自1988年末开采至今,仅在1998年后开采区开始产生轻微的地面塌陷,且与开采区范围相吻合,面积约0.2km2。目前对开采区及周围影响不大。
地面塌陷的产生及危害程度受诸多因素制约,主要与矿层厚度及埋藏深度、顶板围岩强度和上覆的第四系松散堆积物厚度有关:矿层厚度愈大,埋深愈小,顶板围岩强度愈小,上覆第四系松散堆积物愈厚,则地面塌陷愈强烈。
(三)地震液化
管线穿越的地震烈度Ⅶ度区有两段:一段位于淮北平原的四庙—孙集一带(K59—K70),西淝河河床两侧为第四系全新统粘性土、粉砂、细砂,厚度6.40~14.80m,地下水位埋深2.20~2.50m,其下伏的粉砂、细砂在地震条件下存在轻微液化;另一段位于江淮丘陵平原的前王一带(K266+200—K273+200),池河河床两侧分布的全新统粘性土、粉土和含泥砂砾石,厚15~20m,水位埋深0.8~2.4m,上覆的粘性土厚度在6m左右,下伏的粉土较薄,且标贯击数在17击左右,粘粒含量大于10%,基本不产生地震液化问题。
(四)膨胀土灾害
评估区内界首、蒙城、定远、滁州、来安等地丘陵岗地及河谷Ⅱ级阶地上广布的上更新统的冲积、洪冲积及残坡积的粘土、粉质粘土,颜色为灰白、棕黄、褐黄和土黄色,厚度一般7~15m,局部大于30m。天然状态下呈硬塑、坚硬状,柱状节理发育,含铁锰质结核和薄膜。由于土层中含较高的蒙脱石、伊利石等亲水性矿物成分,有遇水膨胀、失水收缩的特征,往往造成其上的建筑物变形、开裂。经取样测试,评估区内膨胀土自由膨胀率为40%~63.5%,属弱膨胀潜势。淮北平原区和沿江丘陵平原区一般在40%~57.5%;江淮丘陵平原区一般为45.5%~63.5%;局部可达66.5%~74.5%。从地貌上可以看出,膨胀土的膨胀性有在平原区稍低,丘陵坡麓的岗地区稍大的特点。
工程沿线膨胀土分布地段为K19+600—K58+400、K63+400—K65+000、K70+000—K178+500、K184+300—K219+100、K226+650—K245+450、K246+150—K251+250、K253+900—K262+050、K263+300—K266+150、K305+500—K309+900、K312+480—K321+870、K323+190—K325+050、K328+390—K333+900、K343+110—K345+910,分布长度为242.7km,占线路总长的70%。
(五)崩塌
沿线崩塌灾害主要分布于K185—K200、K280—K334段,崩塌均与人工切坡不当有关,有土崩和岩崩。崩塌体的规模一般在50~200m3之间,调查过程中发现多处岩崩,主要分布于K280—K302段,由中元古界千枚岩等浅变质岩组成的斜坡,节理裂隙极为发育,岩性破碎。因修建房屋和公路切坡的边坡大多不够稳定,如滁州市南谯区小庄村崩塌,土崩主要分布于K302—K334段,由Q3弱膨胀土组成,切坡后极易产生崩塌。如滁州市甘里阜和定远县城东轮窑厂崩塌等。
此外,还有人工堆积层崩塌分布于K185—K200段,是由采石场弃碴于采坑边造成的。
二、地质灾害危险性现状评估
(一)地面沉降
阜阳市地面沉降的发展已直接或间接地给城市建设和经济发展造成了一定危害,主要表现有:
1.破坏水利设施和降低防洪标准:位于沉降区的颍河和泉河,左右堤坝全长48km,堤顶高度均已随地面沉降而降低,已达不到原设计20年一遇的防洪标准。20世纪80年代以来,阜阳节制闸多处闸体开裂现象逐年增宽,目前已严重威胁大闸的运行安全。
2.破坏市政及供水设施:部分深层地下水开采井发生倾斜、错位、井管抬升、井台开裂变形。颖上路段排水管道错裂,原可顺畅外排的污水向沉降部位集中。
3.破坏城市测量控制网:中国地震局以阜阳市为中心布设的阜阳环Ⅱ等水准线路,因地面沉降干扰,影响了地震监测工作。1999年总参在阜阳进行地形校测时,导线无法闭合,不得不从沉降区外水准点引测。
阜阳市中深层孔隙承压水水位下降速率近年来有所减小,反映阜阳市地面沉降有减缓的趋势。而输气管线通过地段在阜阳市地面沉降区以北约30km处,沿线除利辛县城外皆为农村,目前中深层地下水开采量不大,尚未发现地面沉降现象。
(二)采空塌陷
1.淮南煤矿采空塌陷
淮南煤矿系国家统配煤矿,开采数十年来所形成的地面塌陷范围和塌陷深度都很大。地面塌陷所导致的灾害比较严重,其危害主要表现在:塌陷盆地中心部位已形成一系列的塌陷湖(塘),造成村庄、农田、通信线路被淹没。边缘区(危险变形区)工程建设及设施被损坏,如房屋倾斜、墙基开裂、地坪错开等;对水利和防洪工程造成较大的影响,如淮河堤塌陷,下沉深度大于1m的达850m,累计影响长度15.1km;铁路路基下沉(大通—张楼线的望李段),影响长度为7.41km;外边缘区主要表现在对房屋的破坏,如墙基开裂等。
淮河以北的潘谢矿区地面塌陷正处于持续发展过程中,且距输气管线相对较近(在K159处相距为10.3km)。目前塌陷区呈北西西—北西向展布,而且潘1、潘2、潘3三个矿井的塌陷区几乎相接(图12-3)。矿区规划的开采区向四周扩展,无疑距输气管线将愈来愈近,应予关注。
图12-3淮河以北煤田采空区地面塌陷预测图
2.定远石膏矿地面塌陷
该矿采空区顶板岩层以软弱的泥岩和粉砂质泥岩为主。根据多年观测资料表明,当矿床开采深度在170~180m以内时,可引起地面塌陷;其中以开采深度60~70m的最易引起地面塌陷。
根据该矿1992年的调查结果,采空塌陷自1990年开始,在不到一年的时间里,地面塌陷面积达10余亩,随着采空区面积的增加,地面塌陷时有发生,其多发年份为1998年之前,其后地面塌陷灾害有减缓的趋势。地面塌陷产生的同时,多伴有地裂缝的产生(危险变形区)。调查结果表明:定远石膏矿采空区塌陷的影响范围,一般比采空区范围向外扩展l00m左右。塌陷的危害主要是引起房屋开裂、电线杆歪斜、渠道损毁、耕地破坏等。而矿区位于县城的东南郊,属居民较密集区,且存在一些高层建筑(楼房、烟囱),因而,采空区的地面塌陷已威胁到人们的正常生活环境。
由于定远石膏矿目前开采规模呈现减少的态势,因而矿区的地面塌陷问题影响甚弱,地面塌陷危险性等级属轻微。
3.定远县东兴盐矿采空塌陷
该矿矿体顶板埋深218m左右,近东西向展布,岩性为软弱的泥岩和钙质泥岩,目前采用钻井注水法生产工艺开采,采空区即为溶腔,溶腔间预留80~100m的保安矿柱。自1988年末开采至今,矿区地质环境现状较好,基本未产生相关的地质环境问题,仅在1998年后,开采区开始产生微弱的地面塌陷,其形态与开采区范围相吻合,面积约0.2km2。由于属钻井注水法开采,故其地面塌陷属缓变型,且地面显示不明显,主要表现在降雨期存在积水问题,而对开采区及周围影响不大(居民远离矿区,相距600m以外),地面塌陷危险性等级属轻微。
(三)地震液化
由于缺乏系统的资料,历史上中强地震时评估区土层液化的分布及液化对建筑物的破坏情况无法细述,但据现有资料,以阜阳市为例:1668年7月25日山东莒县—郯城间8.5级地震(是我国东部最强烈的地震),在阜阳市造成Ⅶ度破坏;1481年3月9日涡阳6级地震、1831年9月28日凤台北东6.25级地震、1937年8月1日山东菏泽7级地震,在阜阳市均造成V度破坏。由于淮北平原浅部发育全新世的砂类土和低塑性粉土,且地下水位埋深一般为1~2m,因此,存在地震液化的可能性。
(四)膨胀土灾害
评估区内膨胀土分布范围很广,属弱膨胀潜势,但据现场调查,对低层建筑仍有一定破坏性,主要表现在使房屋及墙体产生开裂,并伴有地裂或地基上鼓。如蒙城县的双佛塔建在膨胀土地基上,现在从塔顶到塔底产生一条大裂缝,另外淮南、蒙城、界首、定远等地的厂矿、学校、民房等,有不少因膨胀土地基而产生房屋开裂,其中蒙城县的蒙古族中学院墙在1978年秋天产生地基上鼓现象。
由膨胀土组成的边坡,边岸也极易产生滑坡、崩岸,如河岸、湖岸及人工渠的边坡都产生过规模不等的滑坡和崩塌,位于江淮分水岭附近的人工渠及巢湖湖岸,都有这类危害。
(五)崩塌
评估区内崩塌灾害主要是堵塞道路交通、压覆植被、掩埋农田等。输气管线施工的切坡开挖,势必会受到崩塌的危害。
三、地质灾害危险性预测评估
(一)工程建设诱发、加剧地质灾害的可能性
(1)工程沿线大部分为平原地区,工程建设时和建成后不会加剧地面沉降、地面塌陷等灾害。
(2)鉴于沿线膨胀土分布广泛,在区内刘巷子、定远、滁州等丘岗地带,地形起伏较大,工程建设时如开挖斜坡地带,易诱发边坡不稳定,一般不会加剧滑坡灾害,如在庙陈—滁州地段,基岩裂隙发育,人工切坡时易诱发崩塌或滑坡灾害,应注意边坡的防护工作。
(3)管线穿越淮河、池河、滁河等较大水体,如工程处理不当,会造成地基破坏,易产生管涌、渗漏问题,影响防洪堤。
(二)工程本身遭受地质灾害危险性评估
1.地面沉降
根据规划资料,中、深层地下水在将来仍然是城镇供水的主要水源,且开采量和开采范围均有所扩大。采用水文地质比拟法,结合近年来的水位、水量、沉降监测资料的相关性分析,各主要城镇地面沉降预测结果见表12-6和图12-4。
表12-6主要城镇地面沉降预测结果表
图12-4安徽段地面沉降趋势预测图
鉴于缺乏淮北平原区地面沉降专门研究,其预测结果和将来实际情况可能存在一定偏差,但其地面沉降的发展是存在的,会对管线造成一定的危害,笔者认为利辛段地面沉降发展对管线危险性大,其他危险性小。
2.采空塌陷
(1)淮南煤矿地面塌陷
根据淮南煤田分布特征和矿区地质构造条件分析,并采用工程地质比拟法和概率积分法预测,离管线最近(4.5km)的朱集矿区,即使将来采矿,其塌陷影响范围一般以开采深度的65°角外延,其最大距离为2.5km(-1200m的开采标高)。2015~2020年预计最大下沉值为3.6m,下沉0.5m以上的塌陷范围为5.532km2,未延伸至管线;潘谢矿区地面塌陷灾害严重,但距管线较远。预测地面塌陷对管线的危险性小。
(2)定远石膏矿地面塌陷
定远石膏矿区矿层稳定,规划开采井巷最南端距管线1.4km。采用类比法和理论计算两种方法预测,认为规划开采区可能塌陷边缘距管线仅500~600m,塌陷影响带将波及到管线。管线在K245+500—K252+020段(长6.52km)通过石膏矿体分布区,若今后在管线下部及一定范围内(2km内)开采,势必会对管道的安全产生危害性,潜在危险性较大。
(3)定远东兴盐矿采空塌陷
矿区边界和管线最近距离为3.5km。东兴盐矿开采过程中,采用钻井水溶法开采,其采空区实际上是水与盐矿体(溶于水而流出地表)的置换过程,且矿体尖灭部位距管线3.5km,开采产生的地面塌陷对管线的危险性小。
3.膨胀土
评估区内膨胀土大气影响深度在3.0~3.5m之间,膨胀土的胀缩性易对管线产生顶压,加之地形起伏大,易产生滑坡,有可能会对管线产生不良影响,总体危险性小,局部中等。
4.地震液化
采用标准贯入试验判别法对西淝河漫滩全新统冲积层(15m以浅的深度内进行判别,Ncr为7.07~7.72,在Ⅶ度远震的情况下,顶部的粉土不存在地震液化问题,而下部的粉砂、细砂则存在轻微地震液化。
5.崩塌、滑坡
采用图解法和极限平衡法预测,管线工程沿线的边坡存在基本稳定(K184—K227)和不稳定(K280——K301)两种情况,如切坡不合理,甚至局部形成人工边坡,上述斜坡段均可能产生崩塌、滑坡灾害,危及管线,但总体危险性小。
⑩ 我要建房,后坡有点高,国土局要求我进行地质灾害鉴定,请问,地质灾害鉴定是否要我本人提出申请
典型的开挖坡脚进行建房的案例,一定要注意放坡,千万不要搞的太陡,很容专易出现问题属的,进行灾害评估只是个程序,评估完了还是要你自己去防治的。你这种情况,如果国土局不是强制性进行这个工作的话,你找个懂行的业内人士给你看看怎么搞搞边坡即可,这个最重要的还是自己住着放心,对吧!因为很多地方是强制性评估,要不不批地的,所以必须得搞,你自己看你那的情况吧