论文部分内容阅读
[摘要]在气象水文、地质地貌、水工环地质等条件基础上，对地质灾害危险性进行现状和预测评估，并提出地质灾害防治措施，为东海岛岛东大道工程项目建设提供地质灾害防治依据。
[关键词]道路 崩塌 地面沉降 危险性 评估
[中图分类号] P642.26 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-350-1
1引言
拟建湛江市东海岛岛东大道全长约8.63km，路幅宽60m，双向八车道，为城市快速路，属重要建设项目，以道路中心外扩500m作为评估区范围界线，面积约9.75km2。本项目为湛江外环快线东海岛段，是联通东海岛和南三岛的重要通道，同时在东海岛内与东海大道、雷东大道相接，贯穿钢铁基地，也是联通东海岛东部地区的一条重要干道。
2地质环境条件
2.1气象与水文
评估区处于北回归线以南，属亚热带季风气候，风害多、雷暴频、夏长冬短、温暖潮湿、雨量充沛；多年平均气温23.5℃，多年平均降雨量约1600mm。区内没有水库，地表水系为源近流短的季节性沟谷溪流；据湛江港验潮站多年资料统计结果，年最高潮位6.64m，最低潮位-0.73m。气象、水文条件对建设工程影响程度小，是区内致灾作用的激发因素。
2.2地形地貌
区内地形呈缓坡状起伏，总体地势由南向北逐渐降低，地面标高多为5.06～49.28m，最高点位于龙水岭，标高111.1m；地表植被较发育。地貌单元较多，以砂堤砂地和玄武岩台地为主，局部见北海组洪冲积平原、湛江组剥蚀台地和海积平原。其中砂堤砂地分布于道路沿线的大部分区域，标高一般5～35m；玄武岩台地分布于道路沿线的中部地带，相对高差5～10m；北海组洪冲积平原和湛江组剥蚀台地零星出露于南部及北部，地形较平坦，边缘地带局部受暴流作用水土流失较严重；海积平原仅见于北部沿海，地势低平，面积较小。区内地形地貌条件是致灾作用的从属地质环境因素。
2.3水工环地质条件
2.3.1地层岩石与地壳稳定性
区内地层分布有下更新统湛江组（Qz）、中更新统北海组（Qb）、全新统海风混积层（Q4meol）、上更新统湖光岩组火山岩（Qh）及其残积层（Qel）、全新统海积层（Q4m）等。评估区在区域构造位置上，处于华南褶皱系雷琼断陷盆地东北部东山断陷与东头山断隆的过渡地带，基底为华南粤西加里东褶皱变质岩体延伸部分。附近区域地表均被第四系松散沉积层或玄武岩及其风化残积层覆盖，构造形迹出露不明显。评估区在全新世时期区域构造活动性弱，区域地壳稳定性为基本稳定，地质构造条件简单，对建设工程影响小。
2.3.2水文地质条件
区内地下水类型按赋存条件可分为松散岩类孔隙水和玄武岩孔洞裂隙水。根据含水层埋藏深度、水力特征及开采条件，则可分为浅层潜水—微承压水、中层承压水和深层承压水。
区内地下水补给可分为降雨渗入补给与越流补给，前者为浅层水主要补给类型，后者为中、深层承压水主要补给类型。浅层水及玄武岩孔洞裂隙水径流方向依地势由高往低径流，多以潜流或泉的形式排泄入海、沟渠等，部分越流补给中层承压水，开采量小，径排条件保持天然状态；水位动态受降雨和潮汐影响，水位峰谷值与降雨量峰谷值的时间基本一致，年水位变幅为2.0～7.5m。市区中、深层承压水长期大量开采，已形成区域水位降落漏斗，地下水主要向漏斗中心径流，并以开采形式排泄；评估区位于降落漏斗南东部，因而其中、深层承压水自SE向NW径流；水位动态受气象、潮汐、开采等因素影响，水位峰谷值出现较雨季滞后2-3个月。沿海岸地区，水位动态受潮汐影响，升降幅度与潮汐幅度有关，近海影响较大，往内陆和向深度影响程度减少，年水位变幅1.5～5.5m。综上所述，评估区水文地质条件复杂程度为中等。
2.3.3工程地质条件
根据场地勘察资料，钻孔揭露深度范围内的岩土层均为第四系：
（1）现代人工填土层（Q4ml）：为第①层素填土，松散，局部稍压实，主要由粉质粘土及粉土组成，厚度0.20～3.50m。
（2）全新统海风混积层（Q4meol）：为第②层细砂，以松散～稍密为主，局部中密；揭露厚度0.40～20.15m；实测标贯平均11.0击。
（3）全新统海相沉积层（Q4m）：包括第③1层细砂、粉砂和第③2层粘土、粉质粘土。其中细砂、粉砂松散～稍密，局部中密，厚度0.50～9.20m；实测标贯平均13.7击。粘土、粉质粘土软～可塑，厚度0.50～5.10m；实测标贯平均4.2击。
（4）残积层（Qel）：为第④层粘性土，由玄武岩风化残积而成，可塑，局部硬塑，厚度0.80～25.00m；实测标贯平均12.9击。
（5）上更新统湖光岩组火山岩（Qh）：为第⑤层玄武岩，包括全风化、强风化、中风化和微风化岩。其中：全风化岩层厚度3.50～8.20m，实测标贯平均36.5击；强风化岩层厚度0.60～9.20m，实测标贯平均60.0击；中风化岩较致密，较坚硬，隐晶质结构，气孔状或层状构造，厚度2.30～8.10m；微风化岩致密坚硬，厚度2.30～8.10m。
（6）中更新统北海组洪冲积相沉积层（Qb）：为第⑥层粉质粘土，可塑，厚度0.90～7.90m，实测标贯平均9.3击。
（7）下更新统湛江组海陆交互相沉积层（Qz）：包括第⑦1层粘土、粉质粘土，第⑦2层细砂、粉砂和第⑦3层中砂、粗砂。其中：粘土、粉质粘土可塑，局部硬塑，底部局部夹5mm厚的铁质砂岩薄层，厚度0.50～15.00m，实测标贯平均9.8击；细砂、粉砂以稍密～中密为主，局部松散，揭露厚度0.55～16.65m，实测标贯平均15.4击；中砂、粗砂以稍密～中密为主，局部松散或密实，实测标贯平均16.8击。区内岩土层较多，厚度变化较大，力学性质差异较离散，发育可液化砂土等不良土体，综合评价工程地质条件复杂程度为中等。 2.3.4人类工程活动对地质环境的影响
评估区位于东海岛东面，沿线目前开发程度较低，大部分区域为桉树林及木麻黄防风林，人类工程经济活动较弱。人类工程活动主要造成水土流失、崩塌，并对附近鱼塘、河道、农田造成淤积，影响生态环境等。但总体上看，目前人类工程活动对评估区地质环境的影响弱。
3地质灾害危险性评估
3.1现状评估
区内已发的地质灾害仅崩塌2处（图1），均为人为因素诱发，分别位于里程DK0+650右15m （B1）和DK4+620右50m处（B2），预测其对拟建工程潜在的危害性及危险性小：（1）B1崩塌为人工开挖道路形成的边坡，岩性由北海组粉质粘土组成，坡高4～6m，宽30m，边坡坡角85°，边坡较陡，在降雨作用下诱发所致，属微型崩塌。（2）B2崩塌为人工取土开挖形成的边坡，边坡高约4～12m、宽20m，坡度约80°，上部0.5～1.5m为海风混积细砂，下部为湛江组粉质粘土。由于湛江组粉质粘土粘聚力较低，且遇水易软化崩解，边坡底部坡度较陡，在雨水渗透作用下，上部土体自重力大于粘聚力时发生崩落，属微型崩塌。
3.2预测评估
3.2.1道路建设引发或加剧地质灾害危险性的预测
工程建设引发或加剧的地质灾害类型有软土路基地面沉降和崩塌。
（1）地面沉降：第①层填土具不均匀性、自重压密性及低强度、高压缩性特点，第③2层淤泥或淤泥质粘土具有触变性、流变性、高压缩性、低强度等特点，在上部荷载作用下易产生压缩变形，潜在地面沉降灾害。土层压缩沉降量按《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017—96）计算，结果总沉降量在5.60～96.79mm之间，预测地面沉降发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。
（2）崩塌：本项目需要开挖地段11处2349m，路基开挖深度0.02～9.82m。在路基开挖深度范围内，岩性主要为第④层粘性土、第②层细砂、第⑥层粉质粘土。采用下式估算基坑边坡允许自立高度：
式中：Z0—允许自立高度（m），c—侧壁土体粘聚力（kPa），γ—侧壁土体的天然重度（KN/m3），φ—侧壁土体的内摩擦角（°）。按各段边坡侧壁土体土工测试结果，④层粘性土c=26.7kPa、φ=18.6°，⑥层粉质粘土c=36.4kPa、φ=19.1°，经计算，路堑边坡允许自立高度Z0分别为4.45m、5.38m。11段边坡中，只有DK1+830～DK2+370路段开挖高度大于边坡允许的自立高度，预测其崩塌发育程度中等，危害中等，潜在的危险性中等；其余10段开挖边坡未超过边坡允许的自立高度，预测其崩塌发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。
3.2.2道路建设可能遭受地质灾害危险性的预测
本工程建设可能遭受的地质灾害类型有地面沉降和崩塌：（1）第①层填土和③2层淤泥或淤泥质粘土潜在地面沉降灾害。主要危害包括道路沉降变形、路面开裂以及公路附属建筑（公交站等）下部基础不稳等。预测其发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。（2）路基开挖深度0.02～9.82m，岩性主要为④层粘性土、②层细砂、⑥层粉质粘土，潜在崩塌灾害。仅DK1+830～DK2+370路段开挖边坡大于允许自立高度，其余土质边坡路段开挖边坡未超过允许自立高度，砂质边坡稳定性较差，但很难形成陡坡。总体上，本路堑崩塌发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。
4地质灾害危险性综合分区评估及防治措施
4.1地质灾害危险性综合分区评估
据《广东省地质灾害危险性评估实施细则》，区内地质灾害可分为危险性中等区（Ⅱ）和危险性小区（Ⅲ） （见图1）：（1）Ⅱ区位于DK1+830～DK2+370里程段，长0.54 km，边坡开挖最大高度8.24m。岩性主要为④层粘性土，潜在崩塌地质灾害，对拟建工程潜在危险性中等。（2）Ⅲ区分2段长共8.09 km，有填土路基和开挖路堑，填土潜在地面沉降地质灾害，边坡潜在崩塌地质灾害。DK0+00—DK1+830里程段长1.83km，边坡岩性分别为⑥粉质粘土、④层粘性土。DK2+370—DK8+631里程段长6.26km，边坡岩性分别为④层粘性土、②层细砂。对拟建工程潜在危险性小。
4.2建设场地适宜性分区评估
据国土资源部《地质灾害危险性评估技术要求（试行）》，本项目建设用地适宜性划分为适宜和基本适宜二个级别：危险性中等区（Ⅱ），治理难度较大，费用较高，为基本适宜；危险性小区（Ⅲ），易于处理，费用低，为适宜。其中适宜地段占线路总长93.74%，基本适宜地段占6.26%，综合评定拟建工程建设用地适宜性为适宜。
4.3地质灾害防治措施
根据潜在地质灾害危害程度、危险性级别及灾害组合特征，区内潜在地质灾害防治划分为次重点防治区（B）和一般防治区（C）（表1），防治措施可分为工程防治、生物防治和监测预警措施。
5结论
区内已发生的地质灾害为边坡崩塌，其类型简单，发育程度弱，危害程度小、危险性小。预测拟建工程在建设过程中，可能引发或加剧的地质灾害有软基地面沉降和崩塌；可能遭受的地质灾害类型有软基地面沉降和崩塌，但潜在危险性小。拟建工程建设用地适宜性为适宜。
[关键词]道路 崩塌 地面沉降 危险性 评估
[中图分类号] P642.26 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-350-1
1引言
拟建湛江市东海岛岛东大道全长约8.63km，路幅宽60m，双向八车道，为城市快速路，属重要建设项目，以道路中心外扩500m作为评估区范围界线，面积约9.75km2。本项目为湛江外环快线东海岛段，是联通东海岛和南三岛的重要通道，同时在东海岛内与东海大道、雷东大道相接，贯穿钢铁基地，也是联通东海岛东部地区的一条重要干道。
2地质环境条件
2.1气象与水文
评估区处于北回归线以南，属亚热带季风气候，风害多、雷暴频、夏长冬短、温暖潮湿、雨量充沛；多年平均气温23.5℃，多年平均降雨量约1600mm。区内没有水库，地表水系为源近流短的季节性沟谷溪流；据湛江港验潮站多年资料统计结果，年最高潮位6.64m，最低潮位-0.73m。气象、水文条件对建设工程影响程度小，是区内致灾作用的激发因素。
2.2地形地貌
区内地形呈缓坡状起伏，总体地势由南向北逐渐降低，地面标高多为5.06～49.28m，最高点位于龙水岭，标高111.1m；地表植被较发育。地貌单元较多，以砂堤砂地和玄武岩台地为主，局部见北海组洪冲积平原、湛江组剥蚀台地和海积平原。其中砂堤砂地分布于道路沿线的大部分区域，标高一般5～35m；玄武岩台地分布于道路沿线的中部地带，相对高差5～10m；北海组洪冲积平原和湛江组剥蚀台地零星出露于南部及北部，地形较平坦，边缘地带局部受暴流作用水土流失较严重；海积平原仅见于北部沿海，地势低平，面积较小。区内地形地貌条件是致灾作用的从属地质环境因素。
2.3水工环地质条件
2.3.1地层岩石与地壳稳定性
区内地层分布有下更新统湛江组（Qz）、中更新统北海组（Qb）、全新统海风混积层（Q4meol）、上更新统湖光岩组火山岩（Qh）及其残积层（Qel）、全新统海积层（Q4m）等。评估区在区域构造位置上，处于华南褶皱系雷琼断陷盆地东北部东山断陷与东头山断隆的过渡地带，基底为华南粤西加里东褶皱变质岩体延伸部分。附近区域地表均被第四系松散沉积层或玄武岩及其风化残积层覆盖，构造形迹出露不明显。评估区在全新世时期区域构造活动性弱，区域地壳稳定性为基本稳定，地质构造条件简单，对建设工程影响小。
2.3.2水文地质条件
区内地下水类型按赋存条件可分为松散岩类孔隙水和玄武岩孔洞裂隙水。根据含水层埋藏深度、水力特征及开采条件，则可分为浅层潜水—微承压水、中层承压水和深层承压水。
区内地下水补给可分为降雨渗入补给与越流补给，前者为浅层水主要补给类型，后者为中、深层承压水主要补给类型。浅层水及玄武岩孔洞裂隙水径流方向依地势由高往低径流，多以潜流或泉的形式排泄入海、沟渠等，部分越流补给中层承压水，开采量小，径排条件保持天然状态；水位动态受降雨和潮汐影响，水位峰谷值与降雨量峰谷值的时间基本一致，年水位变幅为2.0～7.5m。市区中、深层承压水长期大量开采，已形成区域水位降落漏斗，地下水主要向漏斗中心径流，并以开采形式排泄；评估区位于降落漏斗南东部，因而其中、深层承压水自SE向NW径流；水位动态受气象、潮汐、开采等因素影响，水位峰谷值出现较雨季滞后2-3个月。沿海岸地区，水位动态受潮汐影响，升降幅度与潮汐幅度有关，近海影响较大，往内陆和向深度影响程度减少，年水位变幅1.5～5.5m。综上所述，评估区水文地质条件复杂程度为中等。
2.3.3工程地质条件
根据场地勘察资料，钻孔揭露深度范围内的岩土层均为第四系：
（1）现代人工填土层（Q4ml）：为第①层素填土，松散，局部稍压实，主要由粉质粘土及粉土组成，厚度0.20～3.50m。
（2）全新统海风混积层（Q4meol）：为第②层细砂，以松散～稍密为主，局部中密；揭露厚度0.40～20.15m；实测标贯平均11.0击。
（3）全新统海相沉积层（Q4m）：包括第③1层细砂、粉砂和第③2层粘土、粉质粘土。其中细砂、粉砂松散～稍密，局部中密，厚度0.50～9.20m；实测标贯平均13.7击。粘土、粉质粘土软～可塑，厚度0.50～5.10m；实测标贯平均4.2击。
（4）残积层（Qel）：为第④层粘性土，由玄武岩风化残积而成，可塑，局部硬塑，厚度0.80～25.00m；实测标贯平均12.9击。
（5）上更新统湖光岩组火山岩（Qh）：为第⑤层玄武岩，包括全风化、强风化、中风化和微风化岩。其中：全风化岩层厚度3.50～8.20m，实测标贯平均36.5击；强风化岩层厚度0.60～9.20m，实测标贯平均60.0击；中风化岩较致密，较坚硬，隐晶质结构，气孔状或层状构造，厚度2.30～8.10m；微风化岩致密坚硬，厚度2.30～8.10m。
（6）中更新统北海组洪冲积相沉积层（Qb）：为第⑥层粉质粘土，可塑，厚度0.90～7.90m，实测标贯平均9.3击。
（7）下更新统湛江组海陆交互相沉积层（Qz）：包括第⑦1层粘土、粉质粘土，第⑦2层细砂、粉砂和第⑦3层中砂、粗砂。其中：粘土、粉质粘土可塑，局部硬塑，底部局部夹5mm厚的铁质砂岩薄层，厚度0.50～15.00m，实测标贯平均9.8击；细砂、粉砂以稍密～中密为主，局部松散，揭露厚度0.55～16.65m，实测标贯平均15.4击；中砂、粗砂以稍密～中密为主，局部松散或密实，实测标贯平均16.8击。区内岩土层较多，厚度变化较大，力学性质差异较离散，发育可液化砂土等不良土体，综合评价工程地质条件复杂程度为中等。 2.3.4人类工程活动对地质环境的影响
评估区位于东海岛东面，沿线目前开发程度较低，大部分区域为桉树林及木麻黄防风林，人类工程经济活动较弱。人类工程活动主要造成水土流失、崩塌，并对附近鱼塘、河道、农田造成淤积，影响生态环境等。但总体上看，目前人类工程活动对评估区地质环境的影响弱。
3地质灾害危险性评估
3.1现状评估
区内已发的地质灾害仅崩塌2处（图1），均为人为因素诱发，分别位于里程DK0+650右15m （B1）和DK4+620右50m处（B2），预测其对拟建工程潜在的危害性及危险性小：（1）B1崩塌为人工开挖道路形成的边坡，岩性由北海组粉质粘土组成，坡高4～6m，宽30m，边坡坡角85°，边坡较陡，在降雨作用下诱发所致，属微型崩塌。（2）B2崩塌为人工取土开挖形成的边坡，边坡高约4～12m、宽20m，坡度约80°，上部0.5～1.5m为海风混积细砂，下部为湛江组粉质粘土。由于湛江组粉质粘土粘聚力较低，且遇水易软化崩解，边坡底部坡度较陡，在雨水渗透作用下，上部土体自重力大于粘聚力时发生崩落，属微型崩塌。
3.2预测评估
3.2.1道路建设引发或加剧地质灾害危险性的预测
工程建设引发或加剧的地质灾害类型有软土路基地面沉降和崩塌。
（1）地面沉降：第①层填土具不均匀性、自重压密性及低强度、高压缩性特点，第③2层淤泥或淤泥质粘土具有触变性、流变性、高压缩性、低强度等特点，在上部荷载作用下易产生压缩变形，潜在地面沉降灾害。土层压缩沉降量按《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017—96）计算，结果总沉降量在5.60～96.79mm之间，预测地面沉降发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。
（2）崩塌：本项目需要开挖地段11处2349m，路基开挖深度0.02～9.82m。在路基开挖深度范围内，岩性主要为第④层粘性土、第②层细砂、第⑥层粉质粘土。采用下式估算基坑边坡允许自立高度：
式中：Z0—允许自立高度（m），c—侧壁土体粘聚力（kPa），γ—侧壁土体的天然重度（KN/m3），φ—侧壁土体的内摩擦角（°）。按各段边坡侧壁土体土工测试结果，④层粘性土c=26.7kPa、φ=18.6°，⑥层粉质粘土c=36.4kPa、φ=19.1°，经计算，路堑边坡允许自立高度Z0分别为4.45m、5.38m。11段边坡中，只有DK1+830～DK2+370路段开挖高度大于边坡允许的自立高度，预测其崩塌发育程度中等，危害中等，潜在的危险性中等；其余10段开挖边坡未超过边坡允许的自立高度，预测其崩塌发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。
3.2.2道路建设可能遭受地质灾害危险性的预测
本工程建设可能遭受的地质灾害类型有地面沉降和崩塌：（1）第①层填土和③2层淤泥或淤泥质粘土潜在地面沉降灾害。主要危害包括道路沉降变形、路面开裂以及公路附属建筑（公交站等）下部基础不稳等。预测其发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。（2）路基开挖深度0.02～9.82m，岩性主要为④层粘性土、②层细砂、⑥层粉质粘土，潜在崩塌灾害。仅DK1+830～DK2+370路段开挖边坡大于允许自立高度，其余土质边坡路段开挖边坡未超过允许自立高度，砂质边坡稳定性较差，但很难形成陡坡。总体上，本路堑崩塌发育程度弱，危害小，潜在的危险性小。
4地质灾害危险性综合分区评估及防治措施
4.1地质灾害危险性综合分区评估
据《广东省地质灾害危险性评估实施细则》，区内地质灾害可分为危险性中等区（Ⅱ）和危险性小区（Ⅲ） （见图1）：（1）Ⅱ区位于DK1+830～DK2+370里程段，长0.54 km，边坡开挖最大高度8.24m。岩性主要为④层粘性土，潜在崩塌地质灾害，对拟建工程潜在危险性中等。（2）Ⅲ区分2段长共8.09 km，有填土路基和开挖路堑，填土潜在地面沉降地质灾害，边坡潜在崩塌地质灾害。DK0+00—DK1+830里程段长1.83km，边坡岩性分别为⑥粉质粘土、④层粘性土。DK2+370—DK8+631里程段长6.26km，边坡岩性分别为④层粘性土、②层细砂。对拟建工程潜在危险性小。
4.2建设场地适宜性分区评估
据国土资源部《地质灾害危险性评估技术要求（试行）》，本项目建设用地适宜性划分为适宜和基本适宜二个级别：危险性中等区（Ⅱ），治理难度较大，费用较高，为基本适宜；危险性小区（Ⅲ），易于处理，费用低，为适宜。其中适宜地段占线路总长93.74%，基本适宜地段占6.26%，综合评定拟建工程建设用地适宜性为适宜。
4.3地质灾害防治措施
根据潜在地质灾害危害程度、危险性级别及灾害组合特征，区内潜在地质灾害防治划分为次重点防治区（B）和一般防治区（C）（表1），防治措施可分为工程防治、生物防治和监测预警措施。
5结论
区内已发生的地质灾害为边坡崩塌，其类型简单，发育程度弱，危害程度小、危险性小。预测拟建工程在建设过程中，可能引发或加剧的地质灾害有软基地面沉降和崩塌；可能遭受的地质灾害类型有软基地面沉降和崩塌，但潜在危险性小。拟建工程建设用地适宜性为适宜。