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前 言 一、项目由来 江苏扬子大桥股份有限公司拟在靖江市靖城镇十圩村新建江阴大桥服务区改扩建项目,该项目已获得靖江市发展和改革委员会靖江市发展和改革委关于江阴大桥服务区改扩建项目建议书的批复(靖发改审〔2014〕32号)。 拟建项目地处长江三角洲冲积平原,第四系松散层厚度较大,根据江苏省地质灾害防治规划(2011年2020年)(苏国土资函〔2012〕223号),属地质灾害易发区。为保护地质环境,预防地质灾害,避免工程建设引发、加剧或遭受地质灾害,最大限度地减少地质灾害对工程建设的危害,根据地质灾害防治条例(国务院令第394号)、国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知(国土资发[2004]69号)、江苏省地质环境保护条例(江苏省第十一届人民代表大会常务委员会第4号公告)等有关法规、文件精神,江苏扬子大桥股份有限公司委托江苏省地质调查研究院对其拟建项目进行地质灾害危险性评估工作。 二、评估工作依据 本次评估工作的主要依据为 1、地质灾害防治条例(国务院令第394号); 2、国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知(国土资发[2004]69号文)及附件1地质灾害危险性评估技术要求(试行); 3、江苏省地质环境保护条例(江苏省第十一届人民代表大会常务委员会第4号公告); 4、江苏省地质灾害防治规划(2011-2020)(苏国土资函〔2012〕223号); 5、江苏省地质灾害危险性评估技术要求(苏国土资发[2010]353号); 6、关于泰州市地质灾害危险性评估级别核定规定的通知(泰国土资 [2010] 214号); 7、其它相关技术规范。 三、工作目的与任务 本次评估工作按照国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知(国土资发【2004】69号)及附件1地质灾害危险性评估技术要求(试行)和江苏省地质灾害危险性评估技术要求(苏国土资发【2010】353号)进行。 目的 是为减少因不合理工程活动引发或遭受地质灾害,加强从工程建设源头上防治地质灾害,为建设项目规避、防治地质灾害提供科学依据。 主要任务是 1、调查评估区地质环境条件基本特征,阐明评估区地质灾害类型、分布、规模、特征、形成条件及诱发因素; 2、分析论证工程建设区各种地质灾害的危险性,并进行现状、预测和综合评估; 3、提出防治地质灾害的措施与建议,并作出建设场地适宜性评价结论。 第一章 评估工作概述 一、用地位置与工程概况 (一)用地位置 拟建项目位于靖江市靖城镇十圩村。地块中心地理坐标东经1201549.19“,北纬315740.14“,用地面积9.849亩。交通位置见图1,规划红线见图2。 图1 拟建项目交通位置图 (二)工程概况 根据建议书的批复,该项目主要建设内容是改扩建服务区6490m2。同步建设停车场、道路和绿化等配套设施。项目总投资约2776万元。 本项目供水规划接自城市统一供水管网,没有开发利用地下水计划。 图2 拟建项目选址红线图 二、以往工作程度 靖江市地质研究工作起步较早,上世纪六十年代起评估区及周边地区进行过不同精度的区域地质、水文地质、工程地质、环境地质等调查与勘察工作,积累了丰富的成果资料(表1)。 此外,本次工作还收集了相关水文、气象、地面沉降测量资料及近20余年来我院在泰州市开展地质环境监测工作编制的地质环境监测年报等资料,上述成果资料为评估工作奠定了基础。 评估区主要工作成果一览表 表1 序号 项 目 名 称 完成时间 完成单位 1 120万常州幅区域水文地质普查报告 1979年 省第一水文队 2 120万常州幅区域地质测量报告 1964年 江苏省地矿局区测队 3 150万长江三角洲地区(江苏省域)水文地质工程地质综合评价报告 1984年 省第一水文队 4 长江中下游地区地下水资源评价报告 1988年 省第一水文队 5 江苏省沿江工业走廊水工环综合勘察论证 1989年 省第一水文队 6 江苏省地质灾害现状调查报告 1992年 省地质环境监测总站 7 江苏省泰州市地下水资源调查评价报告 1998年 省地质工程勘察院 8 150万江苏省环境地质调查报告 2001年 江苏省地质调查研究院 9 150万江苏省地质灾害易发区划分报告 2001年 江苏省地质调查研究院 10 125万南京幅、南通幅区域地质调查报告 2003年 江苏省地质调查研究院 12 江苏省地质环境公报 2002年后逐年发布 江苏省国土资源厅 三、工作方法及完成的工作量 (一)评估工作程序 为更好地完成本次评估工作,我院在接受委托后立即成立了评估项目组,根据建设项目的特点及项目区的地质环境条件,明确本次评估工作技术路线和工作方法,编制评估工作大纲,并进行野外调查和室内综合分析,确定地质灾害类型及评价要素,结合工程建设的特点,就地质灾害对建设工程的影响和危险性进行分析评估。 本次工作采用资料收集、地面调查和综合分析研究相结合的技术路线。即在充分收集和分析评估区地质、水文地质、工程地质、环境地质等地质背景资料的基础上,有重点地开展地质环境、地质灾害调查,查明评估区地质灾害的类型、分布特征,分析工程建设、人类活动与地质环境的相互关系和演化趋势,在此基础上,结合工程建设特点对地质灾害的危险性进行分析评价,编制评估报告。 采用的工作方法 ①全面系统地收集利用评估区附近已有的地质、水文地质、工程地质及环境地质成果资料,尤其是已有的地质灾害资料; ②对评估区地质环境、地质灾害现状进行调查,查明各类灾害的分布范围、规模及发展情况; ③根据评估区内的地质环境特征,综合研究各类地质灾害的形成原因、形成机理,并预测其发展变化趋势。在综合分析的基础上,对评估区的地质灾害危险性作出科学合理的评估。 评估工作程序见图3。 (二)完成工作量 本次评估工作收集了已有的地质、水工环及地质灾害资料12份。开展了地质灾害调查,调查面积约0.23km2。通过调查,对评估区内的地质灾害、人类工程活动有了全面的了解。野外调查严格按照国土资源部国土资发[2004]69号文及江苏省地质灾害危险性评估技术要求进行。工作质量符合评估技术要求,满足本次评估工作需要。 图3 工 作 程 序 框 图 四、评估范围及级别的确定 (一)评估范围 根据国土资源部国土资发[2004]69号文和江苏省地质灾害危险性评估工作有关要求,在充分考虑地质灾害分布发育特点的基础上,确定本次评估工作范围自用地边界向四周外扩展200m,评估区面积约0.23km2。 (二)评估级别 地质灾害危险性评估分级是按地质环境条件复杂程度与建设项目重要性划分。评估区地质环境条件复杂程度为中等类型,拟建工程属一般建设项目,根据国土资源部国土资发[2004]69号文中的有关规定及地质灾害危险性评估级别核定意见表(靖级(2014)17号),确定本项目地质灾害危险性评估级别为三级。 第二章 地质环境条件 一、气象、水文 (一)气象 靖江市属于北亚热带湿润季风气候区,季风环流是支配境内气候的主要因素,受西风带和副热带天气系统的共同影响,气候温和湿润,四季分明,雨量充沛,“梅雨”、“台风”等地区性气候明显,日照充足、霜期较短,全年无霜期220天左右。 根据靖江气象台的风向观测,本区域冬季盛行西北风和东北风,夏季以东南方向的海洋季风为主,春、秋季为过渡期,以偏东风为主。多年平均降雨日为119.1天,据1959年以来实测资料统计,靖江沿江地区平均降水量1043mm。由于受季风影响,降水季节分配不均匀,以夏季最多,占全年降水量的42以上。年平均蒸发量为1026.8mm,略小于年平均降水量。 (二)水文 区内主要河道有靖泰界河、横港、八圩港、九圩港、夹港、上六圩港、下三圩港、下四圩港、下六圩、十圩港、罗家桥港、旺桥港、六助港、夏仕港、安宁港等,它们相互交织且均与长江沟通,构成泄洪、养殖、灌溉等多功能水网化体系。评估区附近除长江外,较大的河流有九圩港。 二、地形地貌 评估区位于江苏省中部,长江下游的北岸,地貌类型属长江三角洲冲积平原,地势平坦,地面高程在2.3~3.5m(黄海高程)之间,近地表广泛分布全新统粉质粘土和粉土。工程活动对原地形地貌改造较小,基本保持原地貌形态。 建设场地目前为老村庄。 三、地层岩性 (一)前第四纪地层 据区域地质资料及钻孔揭示,靖江市前第四纪地层由老到新依次为上泥盆统(D3)、石炭系(C)、二叠系(P)、下三叠统(T1)、白垩系上统浦口组(K2p)和上第三系(N)。各时代地层厚度及岩性特征如下 上泥盆统(D3)紫红色石英细砂岩夹泥质粉砂岩,厚度大于180m。 石炭系(C)黄灰、肉红、灰白色灰岩,厚度大于30m。 二叠系(P)上统岩性为黑色泥岩、砂页岩、含云质泥岩,局部夹炭质泥岩、炭质页岩和煤线,厚度大于160m;下统岩性为灰黑色泥质灰岩、深灰色泥晶灰岩,含燧石结核,厚度大于20m。 下三叠统(T1)灰色薄层泥晶灰岩、含白云质灰岩夹泥灰岩,厚223-245m。 白垩系上统浦口组(K2p)浅棕、红棕色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹砂岩、砂砾岩,厚60-260m。 上第三系(N)上部岩性为青灰、土黄色粘土、粉土与杂色砾质砂、细砂,偶夹砾石层;下部为黄褐、土黄色砂岩夹泥岩,厚80~160m。 评估区前第四纪地层无出露,均被第四系松散层覆盖,基岩面埋深在80~120m之间,下伏基岩主要为白垩系上统浦口组(K2p)泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹砂岩、砂砾岩(图4)。 (二)第四纪地层 靖江市地处长江三角洲冲积平原,受新构造运动影响,第四纪沉积地层在区内广泛分布,为一套多旋回的冲积和海陆交互相松散堆积层。 根据第四纪沉积物的岩性、岩相、古气候及同位素年龄资料,自下而上可划分为中更新统(Q2)、上更新统(Q3)和全新统(Q4),缺失下更新统。 1、中更新统(Q2) 以河流相沉积为主,具有两个沉积旋回,厚40~60m。 上段中上部为灰兰、灰绿色粘土、粉土、粉砂;下部为灰色粉细砂、含砾中粗砂,砾石磨圆度较好,分选差。 下段灰色细砂、中砂、含砾中粗砂;上部为灰、灰绿色粉质粘土。 2、上更新统(Q3) 上部为灰色粉土、含砾粉土、淤泥质粉质粘土,含螺壳碎片;下部为灰、深灰色粉砂、淤泥质粉质粘土,局部夹泥炭,含螺壳碎片化石,厚30~50m。 4、全新统(Q4) 上段为灰褐色淤泥质粉质粘土、粉土,具微层理,含较多植物根系;中段为浅灰、灰色粉砂、粉土,夹薄层淤泥质土;下段为灰、灰褐色粉质粘土、淤泥质粉质粘土,厚20~40m。 图4 靖江市基岩地质图 四、地质构造与区域稳定性 (一)地质构造 靖江市大地构造上处于扬子陆块下扬子地块东段,区域上以靖江如皋断裂为界分为金湖东台坳陷区和南通隆起区两个分区。靖江市处在南通隆起区内,该区是一个印支运动褶皱隆起区,中生代晚期,由于断陷作用,在隆起之间形成的山间盆地沉积了晚白垩纪地层,古近纪其与整个隆起带一道处于上升剥蚀状态。 本区发育的褶皱构造主要为孤山背斜,断裂构造主要有NE~NEE、NW向二组(参见图4)。 评估区断裂构造不发育。 (二)区域地壳稳定性 区域地壳稳定性主要指地壳及其表层在内、外动力(以内动力为主)作用下的稳定性。从差异性升降运动、活动性断裂、地震活动等几个方面来进行综合分析。 区域差异性升降运动主要表现为地壳垂直升降运动,并先升后降。 评估区所在的靖江地区在早第三纪至晚第三纪早期为隆升剥蚀区,晚第三纪晚期开始沉降并接受堆积,沉积范围逐步扩大,沉积厚度也逐渐增厚,并表现出由西向东掀斜沉降的特征。 根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010),本区抗震设防烈度为6度,地震动峰值加速度值为0.05g,设计地震分组第一组。 据有关资料,评估区位于无锡南黄海地震带的北部地带,东有嘉定郎家沙北北东向地震带,西有溧阳东台南黄海地震带分布,历史上地震活动主要表现为弱震或有感地震,强度不高,频率较低,迄今未见破坏性地震记载。评估区属于较稳定区。 从上述分析可知,评估区无全新世活动性断裂分布,区域地壳稳定性较好。 五、工程地质条件 (一)土体工程地质层组及分布规律 根据区域和邻近场地岩土工程勘察资料,评估区32 m以浅土体可划分为5个工程地质层。各层的具体工程特征如下 ①粉质粘土灰色,软~可塑,混粉土,局部为粉土夹粉质粘土,多受人工影响,表层0.3m为耕植土,层厚2.0m左右。 ②淤泥质粉质粘土夹粉砂灰色,流~软塑,夹粉砂薄层,层厚8.2m左右,普遍分布,为高压缩性土,强度低。 ③粉砂青灰色、灰色,饱和,稍密中密,夹粉质粘土薄层,局部为粉土混粉砂,层厚10.8m。 ④粉砂青灰色、灰色,饱和,中密,偶夹薄层粘土和粉土,局部为粉土,层厚4.0m。 ⑤粉质粘土灰黄色,可塑~硬,夹粉砂薄层,层厚7.0m左右。 根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)划分,场地地震烈度为6度区,可不考虑砂土液化。 (二)主要工程地质问题 根据区域环境地质条件、上述岩土工程勘察资料及本次现场调查资料分析,评估区一带主要工程地质问题有如下三个方面。 1、地面沉降地面沉降据有关测量资料,因受区域性深层地下水开采影响,评估区一带已发生一定程度的地面沉降。由于地面沉降降低了地面标高,因此进行工程建设时为抵御洪水等侵害,需提高场地高度,增加了工程投入。另外地面沉降使潜水位相对上升,如进行基坑等开挖工程时,发生坑壁坍塌等问题的机率增大,加大了基坑降排水及坑壁支护难度。 2、软土地基问题评估区浅部分布有②层厚度8.2m的软~流塑状淤泥质粉质粘土夹粉砂,工程地质性能差,属于软土层。如以其作为天然地基,容易发生不均匀沉降量等地基变形问题;进行基坑、基槽等工程开挖时容易发生边坡坍塌变形等问题。 3、砂土地基问题评估区一带浅部分布有第②层淤泥质粉质粘土夹粉砂、第③层粉砂,评估区一带地势低平,孔隙潜水水位高(埋深一般不大于2m),如进行基坑、基槽等工程开挖时容易发生涌水、涌砂、坑壁坍塌等砂土渗透变形问题。 综合上述分析认为,评估区一带32m以浅各土层呈水平向分布特征,层面起伏及厚度变化小,层位及岩性岩相基本稳定,地基较均匀,第①层粉质粘土工程地质性质较差,②层淤泥质粉质粘土夹粉砂工程地质性质差,③、④层粉砂工程地质性能一般,⑤层粉质粘土工程地质性能一般,总体上区内地基土的工程地质条件较差。 六、水文地质条件 (一)地下水类型 按含水介质划分,评估区分布有松散岩类孔隙水和基岩构造裂隙水两类地下水。基岩构造裂隙水埋藏于100m左右的松散层之下,补给条件差,加之构造节理裂隙等发育程度低,故富水性很差,基本无供水意义。松散岩类孔隙水主要赋存于上第三系和第四系松散层中,分布广泛,含水层厚度较大,富水性较好,是区域上城乡供水的主要开采对象。 (二)含水层组特征 根据地下水赋存条件、水理性质及水力特征等,评估区一带松散岩类孔隙水自上而下可划分为3个含水层组,即孔隙潜水含水层组和第I、Ⅱ承压含水层组。 1、潜水含水层(组) 含水层岩性主要为近地表的第四系全新统砂性土层,厚度一般在20~40 m之间。因含水层被长江河床切割,与长江水的水力联系较为密切,水位呈季节性变化,水位埋深一般1~2 m,单井涌水量100-300m3/d。水化学类型以HCO3~CaMg与HCO3~CaNa型为主。 2、第Ⅰ承压含水层(组) 含水层(组)岩性由上更新统灰、浅黄色中粗砂组成,局部含砾。顶板埋深35m左右,含水层厚度一般大于40m,矿化度1~3g/L,单井涌水量大于3000m3/d。水化学类型为HCO3~CaNa型。 该含水层组为区域上生产用水主采层之一,靖城镇一带开采强度较大,水位埋深大于10m,评估区目前水位埋深小于5 m。 本层水主要接受上覆潜水含水层越流补给和区域上的侧向迳流补给,少量人工开采及向下游迳流是其主要排泄途径,水位动态较为稳定,水交替缓慢。 3、第Ⅱ承压含水层(组) 含水层由中更新统灰、灰黄色细砂、中砂、含砾中粗砂组成,顶板埋深100~120 m,含水层厚度50m左右,单井涌水量大于3000m3/d。矿化度为小于1.0g/L,为淡水,水化学类型为HCO3~Ca Na型。 该含水层组为区域上生产用水主采层之一,水位埋深除在靖城镇附近10m左右,评估区一带8m左右。 本层水的补给来源主要有上覆含水层的越流补给及区域上的侧向迳流补给,在天然状态下,水力坡度小,迳流缓慢。在开采条件下,主要表现为由四周向水位降落漏斗区汇流的迳流特征,区域上的人工开采是其主要排泄途径。 总体上评估区地下水资源较为丰富,含水层厚度较大,水质较好。 (三)地下水开采概况 靖江市地下水开发利用程度相对较低,据调查,2009年度全县地下水开采量约为220104m3左右,共有开采机井32眼,地下水主采层为第Ⅰ、Ⅱ承压水。其中第Ⅰ承压水开采量约185104m3(开采井22眼),主要集中在靖城镇范围;第Ⅱ承压水开采量28104m3(开采井10眼),主要集中在靖城镇附近。 由于开采井分布不均,不同地区开采强度差异较大。在城区靖城镇有第Ⅰ承压水开采井约20眼,年开采量158.5104m3,八圩镇无第Ⅰ承压水开采井。第Ⅱ承压水在靖城镇有开采井2眼,年开采量约3.5104m3;在八圩镇有开采井5眼,年开采量约9.3104m3。其它地区开采微弱。城区虽然集中开采,但因开采井数及开采量均不是很大,加上靖江市临近长江,补给条件好,尚未出现水位持续下降现象,目前仅在Ⅰ承压形成小范围的降落漏斗,漏斗呈近椭圆形,中心水位埋深大于10m。 评估区目前无地下水开采井,仅在评估区东北侧斜桥镇有2眼第Ⅰ承压水开采井,2010年开采量6.68104m3。因受区域地下水开采影响,评估区地下水位有小幅下降,目前第Ⅰ承压水位埋深在5m左右。第Ⅱ承压水位埋深在8m左右。 七、人类工程活动对地质环境的影响 (一)活动概况 根据调查等资料分析,对评估区地质环境可能构成影响的人类工程活动主要是道路、企事业单位等工程建设及区域性地下水开采。据现场调查访问,评估区一带道路、企事业单位等工程建设活动虽然较频繁,但这类工程活动对地质环境的影响仅局限于地表浅部,且目前区内及周边地区没有进行深度较大的开挖工程或可能对地质环境构成明显破坏影响的其它工程活动,因此,道路、企事业单位等工程建设活动对评估区地质环境的影响程度低,未引起明显的环境地质问题。 如前文所述,受区域性开采影响,评估区一带孔隙第Ⅰ、Ⅱ承压水水位已发生下降,据我院有关测量资料,由于第Ⅰ、Ⅱ承压水水位下降原因,评估区一带已发生了轻微的地面沉降灾害,由于区域上地下水开采活动仍在继续,因此,评估区一带地面沉降灾害仍将缓慢发展,因此,影响评估区地质环境的人类工程活动主要是区域性地下水开采。 (二)地质环境问题 评估区一带存在的主要地质环境问题是由区域性地下水开采而诱发的地面沉降灾害。地面沉降的继续发展,将进一步降低地面标高,可导致各类工程设施防洪标准降低、加剧洪涝灾害、潜水位相对上升、农田渍害加重、加大地下工程施工建设难度和工程投入等多种问题,直接影响到社会经济的可持续发展,因此,加强对地面沉降灾害的防治工作是非常重要的。 综上所述,评估区地形平坦,地貌类型单一,地质构造较简单,工程地质性质较差,水文地质条件对工程较不利,破坏地质环境的人类工程活动(地下水开采)一般,地震设防烈度为6度,地质环境条件复杂程度属中等类型。 第三章 地质灾害危险性现状评估 一、地质灾害类型与特征 (一)地质灾害类型 根据野外调查及地质环境背景条件分析,评估区地质灾害类型主要为地面沉降和特殊类岩土(软土、砂土)灾害。 (二)地质灾害特征 1、地面沉降灾害 据有关测量资料,因受区域性深层地下水(主要是第Ⅰ、Ⅱ孔隙承压水)开采影响,评估区一带已发生轻微的地面沉降,至2012年累计沉降量小于300mm,地面沉降速率小于5mm/a,见图5,属于地面沉降轻微发生区。由于地面沉降降低了地面标高,因此,进行工程建设时为抵御洪水等侵害,需提高场地高度,增加了工程投入。另外,地面沉降使潜水位相对上升,如进行基坑等开挖工程时,发生涌水、涌砂、坑壁坍塌等问题的机率增大,加大了基坑降排水及坑壁支护难度。 2、特殊类岩土(软土、砂土)灾害 (1)特殊类岩土(软土)灾害 根据工程地质条件,评估区浅部分布有②层厚度8.2m的软~流塑状淤泥质粉质粘土夹粉砂,工程地质性质差。 软土具有高含水量、大孔隙比、低强度、高压缩性等不良工程性质,而且还具有低渗透性、触变性和流变性的特点。在工程建设中由于其透水性差,排水固结缓慢,主固结时间长,工后沉降变形量大;当软土地基受扰动或振动荷载后,易产生侧向滑动、沉陷及向两侧挤出等现象;在长期剪应力作用下,地基土还会发生缓慢而长期的剪切变形,影响建(构)筑物的稳定性。另外,由于软土层中常夹有厚薄不等的粉土或粉砂,使其在平面分布上和垂直方向上具明显的结构差异,作为建筑物地基则易产生不均匀沉降。在强烈震动作用下,软土还可能出现震陷问题。 软土的特征及其工程地质性质,反映出软土性质的不稳定性,因此在工程建设中尤其是基础开挖过程中应引起足够的重视。 图5 评估区周边地区地面沉降现状图 2、特殊类岩土(砂土)灾害 根据现场调查和岩土工程勘察资料,评估区一带浅部土体主要为第②层淤泥质粉质粘土夹粉砂层、第③层粉砂,评估区一带地势低平,孔隙潜水水位高(埋深一般不大于2m),如进行基坑、基槽等工程开挖时容易发生涌水、涌砂、坑壁坍塌等砂土渗透变形问题。 二、地质灾害形成机理 (一)地面沉降灾害 天然状态下,地层中各点静水压力处于平衡状态,开采地下水后,砂层中地下水压力减小,含水层水位下降,破坏了原土体中孔隙水压力的平衡状态,增加了砂性土层之间相对隔水的粘性土层的粒间应力,粘性土层将产生压缩现象并排出地下水,即粘性土层产生压缩固结变形;其次,地下水位下降,含水砂层内水的浮托力亦随之减小,其上部边界将产生一定的附加应力,使砂层产生压密变形。粘性土层压缩固结变形和含水砂层压密变形反映到地面上即产生地面沉降(图6)。 地面沉降影响因素一是具有可压缩土层的存在,二是由于开采地下水而引起水位降低。由于开采深层孔隙地下水,使承压水头下降,引起含水层弹性释水压密和相对隔水层释水固结压密,导致地面下降。研究表明无论空间上还是时间上,地面沉降都与地下水开采存在明显的相关性。 长期超量开采地下水 水位持续下降 含水砂层排水固结压密 粘性土层释水压实固结 地 面 沉 降 图6 地面沉降灾害形成机理模式图 地面沉降是一种缓变型地质灾害,一般具不可逆性,一旦发生则难以完全恢复,严重时会影响社会经济建设和发展,其造成的危害主要有以下几个方面 ①地面沉降的直接影响是地面高程降低,影响基础设施建设环境,各项建设工程必须预先加高地面,以免遭受水灾,增加了工程投入; ②降低了防洪能力,易涝难排,加剧洪涝灾害; ③建筑物和地下结构承受附加内力发生裂缝,影响工程安全性; ④管线工程发生破裂、泄漏等; ⑤桥梁净空减小,影响水上交通。 (二)特殊类岩土(软土、砂土)灾害 1、特殊类岩土(软土)灾害 软土在加荷后产生的沉降既有排水固结产生的主固结沉降,更有土骨架蠕变而产生的次固结沉降。软土加载作用下的变形特征,与排水固结的机理一致。即土骨架与土中孔隙水共同承担外部荷载,当荷载使孔隙水压力升高产生的超孔隙水压力随时间逐渐消散时,原由孔隙水承担的荷载便转由土骨架承担,最终使土体固结压缩。工程建设中使土体承受不规则、周期性加、卸荷作用,破坏了土的结构连接,使土的强度降低或很快地使土变成稀释状态,容易产生侧向滑动或向两侧挤出现象。 2、特殊类岩土(砂土)灾害 由砂土引发的地质灾害主要是震动液化和渗透变形。震动液化是饱和粉细砂、粉土在地震动荷载作用下因孔隙水压力骤增,导致砂土结构破坏,呈现液化状态的现象;渗透变形是饱和粉细砂、粉土在渗透水流作用下产生的流动现象。在地下水埋藏较浅的低平原区进行基坑等开挖工程时,在水头差作用下,饱和粉细砂、粉土易产生悬浮渗流现象(即流砂),如防治措施不当,将会引发基坑边坡滑移坍塌破坏、基坑周边地面及建筑物变形等灾害,对工程施工和建筑物安全产生一定影响。 三、地质灾害危险性现状评估 (一)地面沉降 根据江苏省地质灾害危险性评估技术要求,评估地面沉降灾害危险性大小主要依据现状累计地面沉降量和沉降速率(表2)。 根据调查及有关资料分析,评估区目前地面沉降量小于300mm,近年来地面沉降速率<5mm/a。据表2标准,现状评估地面沉降灾害危险性小。 地面沉降灾害危险性评估分级指标 表2 地面沉降速率(mm/a) 累计地面沉降量(mm) >800 300~800 <300 >30 危险性大 10~30 危险性大 危险性中等 5~10 危险性中等 危险性小 <5 危险性小 (二)特殊类岩土(软土、砂土)灾害 1、特殊类岩土(软土)灾害 评估区分布的软土地层在其自重作用下的压缩变形量很小,因此天然状态下不会产生固结沉降变形,只有当地面存有荷载时,才会产生沉降。挤压变形、蠕动变形等引起的边坡坍塌多是在不合理的施工条件下产生的,天然状态下不会发生。由于目前工程尚未建设,且经调查评估区附近其他建设项目也未出现地面形变和不均匀沉降引起的建筑物受损现象,因此,现状评估认为特殊类岩土(软土)灾害危险性小。 2、特殊类岩土(砂土)灾害 根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)6度时,一般情况下对饱和砂土可不进行液化判别,即可不考虑砂性土液化问题。本区抗震设防烈度为6度,故本次评估不对地震液化进行评价。 砂土渗透变形一般在进行基础施工过程中产生,基坑边坡坍塌一般也是在工程建设中引发。本工程项目的基坑、基槽开挖等活动尚未开始,评估区一带砂土受人类工程活动扰动程低,现场调查也未发现评估区及周边地区因特殊类岩土(砂土)引发的建(构)筑物变形破坏现象,因此,现状评估特殊类岩土(砂土)灾害危险性小。 第四章 地质灾害危险性预测评估 地质地质灾害危险性预测评估是对拟建工程可能遭受的地质灾害和可能引发、加剧的地质灾害及其危险性进行评估。评估的内容地质灾害的影响范围、危险性和危害程度。 一、预测评估方法 本次主要采用成因历史分析法和工程地质比拟法对地面沉降灾害危险性进行定性和定量评估,对特殊类岩土(软土、砂土)灾害进行定性评估。 二、工程建设引发或加剧地质灾害危险性的预测 工程建设引发的地质灾害,主要指因工程建设而导致的新的地质灾害产生;工程建设加剧的地质灾害,主要指已经存在的灾害体,受工程建设扰动,导致其稳定性降低、变形范围扩大而加剧灾害的程度。 (一)地面沉降灾害 地面沉降地质灾害主要是由于强烈开采地下水引起的。拟建项目在工程施工过程中及建成后的用水均采取统一供水,无需开采地下水。因此工程建设不会改变目前评估区内地下水开采现状和水动力条件,不会引起地下水位持续下降而加剧地面沉降,此外,根据调查访问及其它相关资料分析,评估区目前尚未发现因地面沉降灾害明显影响建设工程正常运行或使用的现象。据此,采用工程地质比拟法和成因历史分析法预测评估拟建项目建设中和建成后引发、加剧地面沉降灾害的危险性小。 (二)特殊类岩土(软土、砂土)灾害 1、特殊类岩土(软土)灾害 根据区域及邻近场地工程地质勘察资料,评估区地表以下2.0m左右分布有厚度8.2m的软土层(②层淤泥质粉质粘土夹粉砂),其工程地质性能差, 拟建项目为江阴大桥服务区改扩建,建设过程中要进行基坑开挖(据对类似工程建设经验调查访问、开挖深度一般2~3m),将涉及到软土层,基坑开挖将会形成或陡或缓的边坡,开挖区土体应力场发生变化,会引发触变、流变问题,导致基坑变形、基坑壁坍滑灾害,并危及相邻建筑物的安全。拟建工程建成后,地面以上建构筑物对地基产生的附加应力较大,形成的荷载不均匀,有可能产生软基滑移和不均匀沉降等问题,产生的危害较大。因此,综合考虑工程特性,预测评估认为工程建设中和建成后引发特殊类岩土(软土)灾害的危险性中等。 2、特殊类岩土(砂土)灾害 评估区浅部分布的砂性土层主要为第②层淤泥质粉质粘土夹粉砂、③层粉砂,埋深2.0m以下,因区内地下水水位埋深一般在1.0~2.0m之间,砂土均处饱水状态。 工程建设基坑开挖将涉及到②层淤泥质粉质粘土夹粉砂,容易发生涌砂、涌水和基坑坍塌事故,因此预测评估认为工程建设中引发特殊类岩土(砂土)灾害的危险性中等。 工程建成后基础开挖等施工活动已终止,一般不会再对砂土层产生较严重的扰动破坏作用,砂土渗透变形则不易发生。预测评估工程建成后引发特殊类岩土(砂土)灾害的危险性小。 三、工程建设遭受地质灾害危险性的预测 根据评估区地质灾害类型与特征分析,拟建工程可能遭受的地质灾害仍为地面沉降及特殊类岩土(软土、砂土)灾害。 (一)地面沉降灾害 地面沉降的发生、发展主要取决于地下水位的下降情况。评估区地下水资源丰富,地下水开采强烈,但随着全市地下水管理力度的加强,全区地下水位下降将得到进一步遏制。预计地面沉降灾害的发展速度也将随之有所减缓。目前地面沉降速率<5mm/a。分析认为,评估区一带未来的地面沉降速率仍将小于5mm/a。累计沉降量也不会太大。 根据上述分析并综合考虑工程建设引发、加剧地面沉降灾害危险性小的评估结果,参照表2标准,预测评估本项目工程建设中和建成后遭受地面沉降灾害的危险性小。 (二)特殊类岩土(软土、砂土)灾害 1、特殊类岩土(软土)灾害 根据附近场地工程勘察资料,评估区②层淤泥质粉质粘土软土层厚度8.2m,工程地质性能差,项目建设中,基坑开挖施工,附加荷载使土体应力场发生变化,易产生触变、流变、沉降等问题,从而影响本项目和周围建筑物的安全。拟建工程建成后仍有地基沉降的可能,评估区内软土埋藏较浅,厚度较大,在加荷后产生的沉降延续时间长,在项目建成后的相当一段时间内,地基沉降仍将存在。在较大建筑物荷载的情况下地面上形成的荷载不均匀,可能会引起地面不均匀沉降。 因此,预测评估工程建设中和建成后遭受特殊类岩土(软土)灾害的危险性中等。 2、特殊类岩土(砂土)灾害 评估区浅部砂性土层较为发育,工程建设中基坑开挖有引发涌砂、涌水、坑底突涌和坑壁坍塌等地质灾害的可能,因此工程建设中有可能遭受砂土灾害的危害,其危险性中等。 工程建成后,因工程施工对砂土层产生的影响、破坏作用将不复存在,发生砂土渗透变形的可能小,危险性小。 预测评估工程建设中遭受特殊类岩土(砂土)灾害的危险性中等;建成后遭受特殊类岩土(砂土)灾害的危险性小。 第五章 综合评估与防治措施 一、地质灾害危险性综合评估原则 地质灾害危险性综合评估主要是依据环境地质条件及现状评估和预测评估结果,确定区(段)危险性判别的量化指标,按“区内相似,区间相异”的原则,采用定性、半定量等方法,对工程建设区进行地质灾害危险性分区(段)评估。 综合评估本着以防为主的精神,单种地质灾害以轻重程度划分危险性大小,两种或两种以上灾害就重不就轻来划分其危险性大小。在此基础上,根据地质环境复杂程度、工程建设引发、加剧地质灾害的可能性大小及遭受地质灾害危害的可能性大小和地质灾害防治的难易程度等进行建设用地适宜性评估。 评估区内环境地质条件及地质灾害发育特征等基本相似,故综合评估不分区(段)。 二、地质灾害危险性综合评估 通过对评估区地质环境背景条件分析,评估区内地质灾害类型主要为地面沉降和特殊类岩土(软土、砂土)灾害。现状评估认为其危险性小。 预测评估认为工程建设引发、加剧及遭受地面沉降灾害的危险性小;工程建设可能引发及遭受特殊类岩土(软土、砂土)灾害的危险性中等。 综合评估认为评估区地质灾害危险性中等。 三、建设用地适宜性评估 根据江苏省地质灾害危险性评估技术要求,建设用地适宜评估依据表3要求进行。 依据综合评估结论,评估区地质灾害的危害性中等 ,依表3分级标准,评估本项目建设用地土地适宜性为基本适宜。 建设用地适宜性分级表 表3 级 别 分 级 说 明 适宜 地质环境复杂程度简单,工程建设遭受地质灾害危害的可能性小,引发、加剧地质灾害的可能性小,危害性小,易于处理。 基本适宜 不良地质现象较发育,地质构造、地层岩性变化较大,工程建设遭受地质灾害危害的可能性中等,引发、加剧地质灾害的可能性中等,危害性中等,但可采取措施予以处理。 适宜性差 地质灾害发育强烈,地质构造复杂,软弱结构层发育区,工程建设遭受地质灾害的可能性大,引发、加剧地质灾害的可能性大,危害性大,防治难度大。 四、防治措施 本着“预防为主、因地制宜”的原则,针对评估区地质灾害的特点、发展趋势、形成因素提出防治对策和措施,以保护工程安全、减缓或预防地质灾害的发生与发展。 (一)地面沉降灾害防治措施 1、工程设计时考虑潜在的地面沉降因素,复核地面高程,适当预留一定的沉降量。 2、评估区内建设适当的监测点,进行定期监测,了解沉降动态,必要时采取相应的处理措施。 (二)特殊类岩土(软土、砂土)灾害防治措施 1、项目建设前进行详细的工程地质勘察,查明建设场地软土、砂土层的分布范围和物理力学性质指标,为工程设计提供依据。 2、根据建(构)筑物类型和地层结构,合理设计基础类型,荷重大的建筑物应采用桩基础,荷载较轻的建筑物如果采用浅基础,应对软土、砂土采取地基处理措施。 3、基坑开挖需采取合理的降水和支护措施,避免引发涌水、涌砂和坑壁坍塌等地质灾害。 4、查明基坑周边的建筑物及管线设施情况,防止基坑开挖等工程对附近建(构)筑物及管线设施造成损害。 结论 与 建 议 一、结论 1、江苏省地质灾害防治规划(20112020)(苏国土资函〔2012〕223号),拟建项目用地位于地质灾害易发区,为一般防治区。 2、评估区地形平坦,地貌类型单一,地质构造较简单,水文地质条件对工程建设较不利,浅部土体工程地质性质较差,破坏地质环境的人类工程活动一般,地质环境条件复杂程度属中等类型。拟建工程属于一般建设项目,地质灾害危险性评估级别为三级。 3、评估区地质灾害类型主要为地面沉降、特殊类岩土(软土、砂土)灾害,现状评估其危险性小。 4、预测评估认为工程建设加剧和遭受地面沉降灾害危险性小;引发和遭受特殊类岩土(软土、砂土)灾害危险性中等。 5、综合评估认为评估区地质灾害危险性中等,土地适宜性为基本适宜。 二、建议 1、控制地下水开采,以减缓地面沉降的发展速度。 2、工程建设前应开展工程地质详细勘察工作,查明场地内的土层结构和物理力学性质,为工程设计提供可靠依据。 3、根据建(构)筑物的荷载要求合理选择基础形式和地基处理措施。 4、重视基坑施工过程中的降水和支护等工作,确保施工安全。 5、地质灾害防治工作是一个动态管理过程,工程建设过程中可能会发生地质环境条件的改变,建议加强施工和运行过程中的地质环境监测,发现问题及时采取有效措施。
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