韶关市甘棠工业园某地块地质灾害危险性评估及防治措施研究

王 珏

（广东省核工业地质调查院，广东 广州 510800）

1 地质环境条件

位于南岭纬向构造带北部新华夏系隆起带的粤北山字型构造核部，经历了加里东、华力西-印支、燕山及喜马拉雅期多期次的构造活动。新构造运动不活跃，地震稀少且多属微震，未发生过7级以上的强震，地震烈度属Ⅵ度区，地震加速度为0.05g，特征周期为0.35 s，区域地壳稳定[1]。

1.1 地层与构造条件

评估区位于江背向斜的西南端北西翼，区内为一单斜构造，离区域性深大断裂较远，区内断裂构造不发育。出露地层较少，主要为下石炭统梓门桥组，地层倾角较平缓，呈隐伏分布于评估区，上覆主要为第四系冲洪积层。岩性主要为灰、深灰、灰黑色中厚层—块状灰岩、白云质灰岩夹粉砂岩、细粒石英砂岩及泥岩。野外调查和钻探施工未发现有断裂构造经过评估区，但岩石风化强烈，节理裂隙和溶蚀极发育，均揭露有溶洞。总之，评估区构造简单，地层岩性条件中等，对工程建设影响中等。

1.2 工程地质条件

评估区地表被第四系土层覆盖，覆盖土层厚度为11.00～17.10 m，下伏基岩为梓门桥组砂岩（夹层）和灰岩，上覆土层与基岩分界较明显。岩土体可分为松散土类和较硬岩两大类，前者主要为人工填土层黏性土和冲洪积土层粉质黏土与卵石；后者主要为强风化砂岩和微风化灰岩。

填土压缩性较高、强度低、工程力学性质差，未经处理，不宜作基础持力层。冲洪积粉质黏土呈可塑～硬塑状，土质较均匀、工程力学性质较好、强度较高，为较好的基础持力层；卵石呈密实状，工程力学性质好、强度高，为良好的基础持力层。强风化砂岩及微风化灰岩，工程力学性质好、强度高、埋藏深度较大，系良好桩基础持力层，但强风化砂岩与微风化灰岩强度差异大，岩溶、溶洞发育。

总之，区内岩土体类型较少，力学性质差异较大，地下岩溶发育，工程地质条件复杂，对工程建设影响较大。

1.3 水文地质条件

评估区地下水类型主要有松散岩类孔隙水和碳酸盐岩裂隙溶洞水两类。地处亚热带季风气候区，雨量充沛，为地下水补给提供了良好的条件。地下水的径流排泄与地形地貌、地层构造及岩性密切相关。地下水位受季节的影响波动较大，水量丰富，岩溶发育区地下水对场地稳定性的影响大，地下水的动态变化易引发岩溶地面塌陷等地质灾害，水文地质条件复杂，对工程建设影响大。

1.4 人类工程活动

评估区处于河流一级阶地地貌，地形起伏较缓，人类工程活动较强烈，对自然地形地貌的改变较大，人类工程活动对区内地质环境影响处于中等水平。

2 地质灾害危险性现状评估

2.1 地质灾害类型及特征

通过资料的收集和野外实地调查发现：评估区发育崩塌两处（南水河岸边）和地面沉降两处（科控环保材料有限公司厂房内），地质灾害特征及危险性如表1所示。

2.2 工程建设引发地质灾害危险性的预测

预测工程建设过程中和建成后，可能引发或加剧的地质灾害类型主要为岩溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3种。

（1）岩溶地面塌陷。梓门桥组灰岩富水性强，水量丰富；稳定混合地下水位埋深为2.80～5.80 m；灰岩上覆层厚度为11.00～32.80 m；钻孔均揭露有溶洞，溶洞垂高为0.60～4.80 m，溶洞顶板厚度为0.40～2.20 m，溶洞内半充填黏性土或砂砾。总之，梓门桥组灰岩属岩溶强发育区，浅层溶洞、土洞发育，灰岩溶洞上覆土层在地下水溶蚀、冲刷作用下，在自然状态下就会发生岩溶地面塌陷。此外，工程施工振动、建构筑物荷载打破了上覆土层相对自然的平衡状态，加剧诱发了岩溶地面塌陷。

表1 地质灾害特征及危险性

（2）地面沉降。填土层最大厚度约为3.80 m，压缩性高，工程力学性质差，强度低，埋藏于浅表部，在外部荷载作用下，易出现较大沉降变形，对建构筑物的危险性亦会较大。

（3）岸堤崩塌。南水河河岸边坡坡高为1.50～2.00 m，坡度为30°～45°，主要由第四系粉质黏土、卵石构成，常年受河水冲刷，易导致岸堤崩塌，危险性小、危害性小。

2.3 工程建设可能遭受的地质灾害危险性预测

根据评估区的地质环境条件和工程特征，工程建设可能遭受岩溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3种类型地质灾害的危害和破坏：

（1）岩溶地面塌陷。区内基础设计和地基基础施工方式不当，都易引发地面塌陷地质灾害，对工程建设潜在的危害大、危险性大。

（2）地面沉降。上覆土层因自身固结或在外部荷载作用下，会发生压缩变形而引起地面沉降，以填土所产生的沉降量为主，对工程建设潜在的危害小、危险性小。

（3）岸堤崩塌。建筑材料或建筑垃圾有可能在岸边堆载，同时在地表水及地下水水位变化的情况下，岸堤土层可能发生侧向滑移，使岸堤发生崩塌，对工程建设潜在的危害小、危险性小。

总之，工程建设可能引发与加剧的地质灾害类型有岩溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3种。其中，岩溶地面塌陷可能性大，危害大、危险性大；地面沉降的沉降量值较小，危害小、危险性小；岸堤崩塌发生的可能性较大，但危害小、危险性小。

2.4 地质灾害危险性综合分区评估

结合地质环境条件、已发生地质灾害和潜在地质灾害的发育特征、危害程度和分布范围等，将评估区分为1个危险性大区和1个危险性中等区[2]。

2.4.1 危险性大区

危险性大区位于评估区的规划建设用地红线范围内，综合复杂的地质环境条件，现状为地质灾害不发育。预测地质灾害有岩溶地面塌陷及地面沉降。预测岩溶地面塌陷地质灾害发生的可能性大，对工程建设潜在的危害大、危险性大；预测地面沉降的沉降量值较小，对工程建设潜在的危害小、危险性小。危害对象主要为施工人员、企业员工、拟建建筑物、室内外地坪、物料堆场、道路及地下管线等设施。该区岩溶地面塌陷地质灾害防治难度大，处理费用高。

2.4.2 危险性中等区

危险性中等区位于危险性大区范围外，综合复杂的地质环境条件，现有两处微型崩塌、两处地面沉降，发育程度弱，危险性小，危害程度小。预测地质灾害有岩溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌。预测岩溶地面塌陷地质灾害发生的可能性大，预测地面沉降的沉降量值较小，对工程建设潜在的危害小、危险性小。预测岸堤崩塌地质灾害发生的可能性大，对工程建设潜在的危险性小、危害性小。

3 地质灾害防治措施建议

为做好减灾防灾工作，执行“预防为主，避让与治理相结合”的方针，减轻地质灾害对工程本身及周边环境的危害，参考经济技术条件，对不同灾种采取不同的治理方法和防护措施。

3.1 岩溶地面塌陷防治措施

（1）在工程建设前，采用物探、钻探等综合勘查手段，查明场地岩溶埋藏、分布情况和发育规模等，并根据勘查情况采取相应的工程措施。对基础影响深度内的土洞、溶洞，采用以砂砾、碎石、混凝土等充填或注浆等有效的工程措施进行地基处理。

（2）建筑物结构应采取防塌设计，主要建筑物应采用桩基础，桩基础施工前必须采用一桩一孔或一桩多孔进行超前钻探，并确保桩端坐落在安全厚度的完整基岩之上。

（3）为防止桩基施工诱发地面塌陷，施工时采用优质黏土造浆、导管护壁、填入级配较好的碎石等措施，防止因桩基施工而诱发地面塌陷；在发生岩溶地面塌陷时，根据岩溶的具体情况，分别采取清除填堵法、跨越法、灌注填充法、深基础法（桩基）等进行处理。

（4）在项目建设过程中和建成后，在主要建筑物处设置监测系统，监测建筑物的水平及垂直位移情况。

（5）加强地下水监测和隐伏岩溶发育规律性研究，建立并完善地面塌陷预警、预报系统，为科学预防地面塌陷地质灾害提供技术支持。

3.2 地面沉降防治措施

（1）根据场地详细勘察工程地质，按照地基岩土条件，合理进行建筑物布局规划。对填土进行分层密实处理，防止室内外地坪沉降过大而进行后期加固处理。

（2）合理布置抽排水点，控制好抽排水量、间歇期，防止地下水位长时间大幅下降。

（3）对于道路、物料堆场等软弱土地基，采用加密法或置换法进行处理；加强对软弱地基处理施工质量的控制以及沉降、地下水动态观测。

3.3 岸堤崩塌防治措施

（1）对拟建场地内已经有挡土墙等支护措施的边坡进行定期监测；同时对各坡体周边截排水沟进行定期清查，确保截排水沟通畅。

（2）针对场地内尚未支护的边坡，建议补充截排水沟的建设，并进行坡面清理排查和定期监测。

（3）构建坡顶截洪、坡面排水系统。

（4）对填方边坡进行监测，特别是在强降雨期间，及时发现、及时防治，最大限度地减少填方边坡崩塌/滑坡的危害，防止拟建场地发生洪涝灾害。

（5）对于永久性防护措施，建议河岸采用钢筋混凝土挡墙进行防护，地面进行必要的绿化工作，避免近岸布设主要建筑。

4 结语

（1）评估区地层岩性条件中等、地质构造简单、新构造运动微弱、水文地质条件和工程地质条件复杂、人类工程活动较强烈等，故评估区地质环境条件复杂。

（2）评估区现有微型崩塌两处、地面沉降两处，发育程度弱，危险性及危害性均小。

（3）工程建设引发和可能遭受的地质灾害类型主要有岩溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3种。其中，岩溶地面塌陷发生的可能性大，对工程建设潜在的危害大、危险性大。

（4）评估区防治灾种主要为岩溶地面塌陷、地面沉降及岸堤崩塌3种，宜采用以预防为主、避让与治理相结合的方式，分别采取工程措施及监测措施进行防治。