韶關(guān)市某擬建道路工程及其外圍地段綜合地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀分析

周映雯

廣東省有色礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中心 廣東 廣州 510080

1 引言

擬建道路位于韶關(guān)市東南片區(qū)，總體呈東南向, 為新建一級公路兼顧城市道路工程,路線全長 2.851km，設(shè)計時速為 60km/h,設(shè)計為雙向四車道, 道路等級為城市主干路。根據(jù)規(guī)劃,本工程包含3座橋梁、13座涵洞。目前道路處于施工狀態(tài)，擬建場地土地利用現(xiàn)狀主要包括農(nóng)業(yè)用地（農(nóng)田、果園）、林業(yè)用地（林地、荒地）、養(yǎng)殖用地（魚塘）及村莊等，擬建道路為新建工程，為適應(yīng)地形，避免大挖大填，破壞自然風(fēng)貌，公路布置時按現(xiàn)狀地形布設(shè)。擬建道路目前正在施工，主要工程已施工，尚未完工。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 區(qū)域地質(zhì)背景

韶關(guān)市地處南嶺山脈南部，全境在地質(zhì)上處于華夏活化陸臺的湘粵褶皺帶。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，區(qū)域出露的巖石以紅色砂礫巖、砂巖、變質(zhì)巖、花崗巖和石灰?guī)r為主。評估區(qū)區(qū)域上經(jīng)歷了加里東、華力西—印支、燕山及喜山期構(gòu)造階段多次和多種性質(zhì)的地殼運(yùn)動,周邊以瑤嶺～曲江斷裂帶為主,野外調(diào)查尚未發(fā)現(xiàn)明顯的斷裂構(gòu)造。因此評估區(qū)位于褶皺、構(gòu)造、斷裂較發(fā)育區(qū)域，但其活動性弱，建設(shè)場地附近無全新世活動斷裂，對評估區(qū)場地的穩(wěn)定性影響較小，總體上評估區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景復(fù)雜程度為簡單。

2.2 氣象、水文

評估區(qū)位于韶關(guān)市曲江區(qū)，韶關(guān)市地處粵北中部、嶺南山脈以南，廣東省北部，曲江區(qū)屬南亞熱帶和北亞熱帶過渡帶的濕潤性季風(fēng)型氣候，一年四季均受季風(fēng)影響，在地形的配合下，形成相當(dāng)復(fù)雜多樣的氣候條件，四季分明，春季冷暖空氣交替頻繁，多低溫陰雨。

曲江區(qū)年平均年降水量約1601.8mm，最大年降水量為3458.5mm（2015年），雨、旱兩季分明，3～8月為雨季，9月～次年2月為旱季，各占半年。

總體上，評估區(qū)內(nèi)災(zāi)害性天氣次數(shù)相對較多，暴雨日數(shù)較多，擬建工程地面高程高于馬壩河河水位，故水文因素對擬建工程影響較小，氣象條件在工程建設(shè)過程中，尤其在路基挖填方中影響較大，影響程度為中等。

2.3 地形地貌

韶關(guān)市位于廣東省北部，地處粵北中部、南嶺山脈以南。評估區(qū)所在地為韶關(guān)市曲江區(qū)，所經(jīng)地屬于剝蝕與溶蝕低山、丘陵地貌單元區(qū)和馬壩河階地、山間洼地相間，彼此相連，呈波狀起伏，山丘大體呈椎體渾圓狀，地形地貌條件中等。

2.4 地層巖石

評估區(qū)地層主要為泥盆系上統(tǒng)天子嶺組、帽子峰組，石炭系下統(tǒng)梓門橋組、石炭系中上統(tǒng)壺天群地層及第四系殘積層等。

泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）：該層主要分布在評估區(qū)東南側(cè)，擬建工程線路段鉆孔未揭露到該地層。巖性由微-隱晶灰?guī)r及花斑狀灰?guī)r、白云巖等組成。

泥盆系上統(tǒng)帽子峰組（D3m）：該層主要分布在評估區(qū)東側(cè)，為褐灰、灰色中厚層～薄層條帶狀、條帶瘤狀泥質(zhì)粉砂質(zhì)灰?guī)r。

石炭系下統(tǒng)梓門橋組（C1dz）：主要分布于評估區(qū)的北西側(cè)、東北側(cè)及評估區(qū)內(nèi)南側(cè)，擬建工程線路未經(jīng)過該地層。

石炭系中上統(tǒng)壺天群（C2+3ht）：廣泛分布于評估區(qū)，為評估區(qū)的主要下伏基巖，本次評估工作施工鉆孔均揭露到石灰?guī)r，淺灰色，微晶結(jié)構(gòu)，中厚層-厚層構(gòu)造。

第四系（Q）：評估區(qū)內(nèi)第四系地層為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）雜填土；第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）淤泥、圓礫、粉砂質(zhì)粘土等。

評估區(qū)內(nèi)地層分布較少，地層傾角稍陡，部分巖層傾角＞45°，地層巖性條件復(fù)雜，地層巖性條件對工程建設(shè)影響復(fù)雜。

2.5 地質(zhì)構(gòu)造與不良地質(zhì)條件及現(xiàn)象

評估區(qū)的內(nèi)巖層節(jié)理發(fā)育程度中等，基本與巖層產(chǎn)狀一致，評估區(qū)無第四系以來的新構(gòu)造運(yùn)顯，4條斷裂構(gòu)造通過評估區(qū)，巖層傾角較大，穩(wěn)定性較好，巖體較完整，地質(zhì)構(gòu)造對評估區(qū)內(nèi)擬建道路的影響較大，地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜。

綜上所述，評估區(qū)巖土層分層較多，巖土層厚度變化大，力學(xué)性質(zhì)離散性大，巖土水理性能差，容易出現(xiàn)骨解、滲漏破壞、崩解軟化等。建設(shè)場地存在的不良工程地質(zhì)作用主要為巖溶及特殊性巖土，對工程建設(shè)有較大影響，巖土工程地質(zhì)條件復(fù)雜程度為復(fù)雜。

2.6 水文地質(zhì)

評估區(qū)內(nèi)巖溶水主要接受大氣降水補(bǔ)給，在補(bǔ)給徑流區(qū)，大氣降水通過裸露碳酸鹽巖類的巖溶裂隙入滲補(bǔ)給巖溶水，一般說來，質(zhì)純灰?guī)r巖溶裂隙十分發(fā)育，連通性好，有利于大氣降水入滲補(bǔ)給。

評估區(qū)的北東部、東部及南部為地勢較高的山地，為馬壩河、曹溪河的分水嶺；西部為地勢平坦的河流階地，主要匯集評估區(qū)及周圍的河水、大氣降水和沖積層水，匯水面積約11.1km2。

由于評估區(qū)位于巖溶山區(qū)，地表徑流和地下水流對巖石的溶蝕作用和機(jī)械破壞作用，在巖體中形成洞穴，發(fā)育成石芽、溶溝、漏斗和溶水洞，巖體內(nèi)部有暗河、溶洞，擬建道路施工過程中需要進(jìn)行機(jī)械作業(yè)，施工過程的不同程度的外力作用，會影響其穩(wěn)定性，可能引發(fā)巖溶地面塌陷。

2.7 人類工程活動影響

評估區(qū)位于韶關(guān)市曲江區(qū)，評估區(qū)內(nèi)人類工程活動主要表現(xiàn)為道路興建、村莊建設(shè)、漁業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)活動、農(nóng)田耕植以及廠房建設(shè)，野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)均未出現(xiàn)崩塌/滑坡現(xiàn)象[1]，詳細(xì)描述如下：

擬建道路K0～K0+400附近主要為居民區(qū)、農(nóng)田、林地、鐵路、公路等，目前起點(diǎn)處正在鋪設(shè)人行道、下水道建設(shè)等，橫跨下穿京廣線鐵路段尚未動工、連通；K0+370處東側(cè)目前已完成路塹邊坡的開挖且有較深的積水，擬建道路兩側(cè)的邊坡多長雜草，目前處于穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)。

擬建道路K0+400～K0+740附近主要為農(nóng)田、小山包及零星分布小魚塘，該段已基本完成路塹邊坡的開挖，位于坡腳處已建好坡腳排水溝，水溝有地下水流出，邊坡目前處于穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)。危害對象主要為過往行人、工程施工作業(yè)人員等，危害程度小。

擬建道路K0+740～K1+220兩側(cè)附近主要為農(nóng)田、小山包、林地等，附近零星分布低矮居民建筑，該段道路目前正在施工，位于坡腳處已建好坡腳排水溝。危害對象主要為過往行人、車輛、工程施工作業(yè)人員等，危害程度小。

擬建道路K1+220～K1+569為跨大寶山鐵路橋，橋面已鋪設(shè)瀝青、已做好護(hù)欄，橋路封閉。危害對象主要為過往行人、車輛工程施工作業(yè)人員等，危害程度小。

擬建道路K1+780～K2+200為坡高0.5～3.5m、坡率1：1.5、長度約422m土質(zhì)路堤邊坡，坡腳已做排水溝。目前道路正在施工，邊坡長雜草，處于穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)。危害對象主要為過往行人、車輛、工程施工作業(yè)人員等，危害程度小。

擬建道路K2+260～K2+500兩側(cè)坡高0.5～10.0m、坡率1：1.5、長度約249m、168m土質(zhì)路塹邊坡。目前道路正在施工，坡面種植爬藤植物、雜草，已做格構(gòu)梁護(hù)坡，處于穩(wěn)定。危害對象主要為過往行人、車輛、工程施工作業(yè)人員等，危害程度小。

擬建道路K2+500～K2+680為坡高1.2～7.5m、坡率1：1.5、長度約185m土質(zhì)路堤邊坡，格構(gòu)梁護(hù)坡，坡腳處已做排水溝，坡面已種植灌木、長雜草，道路正在施工，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。危害對象主要為過往行人、車輛等，危害程度小。

擬建道路K2+680～K2+760為曹溪河中橋，橋已建成，目前處于施工狀態(tài)，尚未完工，道路封閉。危害對象主要為過往行人、車輛等，危害程度小。

3 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測分析及綜合分區(qū)評估

3.1 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測分析

根據(jù)建設(shè)項目場地的地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合建設(shè)工程類型、規(guī)模和施工方式等，預(yù)測工程項目在建設(shè)過程中和建成后，可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要有巖溶地面塌陷、地面沉降、邊坡崩塌/滑坡、基坑崩塌四種[2]。

（1）巖溶地面塌陷。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及野外工程地質(zhì)鉆探，評估區(qū)中西部、東部下部基巖為石灰?guī)r，存在巖溶地面塌陷的可能；中部主要為砂巖，不存在巖溶地面塌陷。

根據(jù)評估區(qū)鉆孔揭露巖溶情況及區(qū)域巖溶發(fā)育特征，擬建場地屬巖溶中等發(fā)育場地，判定評估區(qū)中西部、東部巖溶中等發(fā)育，存在巖溶地面塌陷的可能，應(yīng)引起足夠的重視。

（2）地面沉降。分析評估區(qū)地質(zhì)條件及工程建設(shè)特點(diǎn)，影響地面沉降的主要原因有兩個：填土固結(jié)壓密和殘積土壓縮固結(jié)變形。評估區(qū)內(nèi)粉質(zhì)黏土分布范圍廣，厚度較大，人工填土層主要分布在沿線兩端，鉆孔揭露的厚度較小，路基施工過程需要要開挖、換在、夯實(shí)。路基回填主要為粉質(zhì)黏土，由于回填土松散、未完成固結(jié)，其承載力低，道路施工過程中，設(shè)備易遭受地面沉降的影響，出現(xiàn)地面下陷，使工程建設(shè)本身遭受地面沉降的危害，危害過往行人、車輛等，預(yù)測地面沉降的危害性和危險性均為小～中等。

（3）邊坡崩塌/滑坡。由于本工程建設(shè)，會形成高度不一的路塹邊坡，未建道路路段若邊坡一次性大規(guī)模開挖、開挖高度過度、開挖坡度過陡、開挖后未及時進(jìn)行護(hù)坡處理等，工程建設(shè)本身會遭受路塹邊坡崩塌/滑坡的危害，建設(shè)過程中危害施工作業(yè)人員、施工設(shè)備、過往行人車輛等。

（4）基坑崩塌。本工程下穿鐵路箱橋建設(shè)，開挖的同時做好土方噴砼護(hù)壁、頂部樁基支護(hù)、鐵路支護(hù)、地下水排水降水等，在工程建設(shè)的過程中，本身會遭受基坑崩塌的危害，建設(shè)過程中危害施工作業(yè)人員、施工設(shè)備、列車等。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害綜合分區(qū)

評估區(qū)線路總長度為2.851km，評估區(qū)總面積4.568km2。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)評價要素、量化指標(biāo)及區(qū)段危險性判別原則，可將評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性劃分為危險性大區(qū)（Ⅰ）、危險性中等區(qū)（Ⅱ）、危險性小區(qū)（Ⅲ），其中危險性大區(qū)分為危險性大區(qū)一亞區(qū)（Ⅰ-1）和危險性大區(qū)二亞區(qū)（Ⅰ-2）。

（1）危險性大區(qū)一亞區(qū)（Ⅰ-1）。危險性大區(qū)一亞區(qū)（Ⅰ-1）預(yù)測工程建設(shè)可能引發(fā)和遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型為巖溶地面塌陷、地面沉降、邊坡崩塌/滑坡、基坑崩塌。

（2）危險性大區(qū)二亞區(qū)（Ⅰ-2）。危險性大區(qū)二亞區(qū)（Ⅰ-2）區(qū)預(yù)測該區(qū)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型為巖溶地面塌陷、地面沉降、邊坡崩塌/滑坡。

（3）危險性中等區(qū)（Ⅱ）。該區(qū)主要處于擬建道路中部段，主要工程有填方路堤邊坡、大上跨寶山鐵路橋橋臺邊坡，預(yù)測工程建設(shè)可能引發(fā)和遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型為地面沉降、邊坡崩塌/滑坡預(yù)測地面沉降。

（4）危險性小區(qū)（Ⅲ）。該區(qū)主要為山林地，預(yù)測工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型為地面沉降，預(yù)測地面沉降的危險性及危害性小。

4 防治措施

4.1 巖溶地面塌陷的防治措施

（1）本工程橋梁工程采用樁基礎(chǔ)可把地面荷載傳遞到深部可靠的、完整的巖石中，解除巖溶塌陷對橋梁樁基礎(chǔ)的潛在危害；（2）巖溶洞穴和土洞充填：對已查明的巖溶洞穴和土洞充填采用水泥漿砂漿充填；（3）地下巖溶水補(bǔ)給來源較豐富，在工程建設(shè)過程中盡量避免在評估區(qū)范圍內(nèi)超量、大降深抽排地下水（尤其是周邊建設(shè)場地基坑降水），避免地下水水位急劇變動，防止土洞、溶洞和塌陷的出現(xiàn)及繼續(xù)發(fā)展；（4）開展地下水動態(tài)的觀測，掌握地下水變化規(guī)律，對可能出現(xiàn)的巖溶塌陷及時采取相應(yīng)的防范措施。

4.2 地面沉降的防治措施

由于軟土分布廣泛，厚度較大，是引發(fā)地面沉降的主要不良土層，地面沉降的防治重點(diǎn)是對軟土進(jìn)行處理，主要處理措施建議如下：

（1）擬建道路路基回填路段、橋頭鏈接處，均容易發(fā)生不同程度的沉降，在工程建設(shè)時，需要對路基進(jìn)行分層夯實(shí)，存在軟土的需進(jìn)行換填、夯實(shí)處理；對軟土可采取袋裝砂井、穩(wěn)定噴粉樁、深層攪拌樁、碎石樁、等載或超載預(yù)壓等方法進(jìn)行加固處理；（2）由于填土厚度較小，可采用換填法處理；（3）路基填料應(yīng)按設(shè)計要求選用，并且分層填筑，壓實(shí)處理；（4）加強(qiáng)對進(jìn)場道路的地面沉降監(jiān)測，設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，出現(xiàn)地面裂縫，地面沉降等，應(yīng)及時處理。

4.3 邊坡崩塌/滑坡的防治措施

（1）評估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀路堤/路塹/橋臺邊坡已進(jìn)行護(hù)坡加固的，要進(jìn)行定期變形監(jiān)測，在建設(shè)過程中、建設(shè)完成后發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)該及時做也護(hù)坡處理；（2）對于尚未開建的路堤邊坡段，按照原設(shè)計進(jìn)行施工，施工填方前應(yīng)將耕植土，草皮、樹根全部清除后再填土，填料時應(yīng)分層碾壓；（3）評估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀路塹邊坡已進(jìn)行護(hù)坡加固的，要進(jìn)行定期變形監(jiān)測；（4）對于尚未開建的路塹邊坡段，在開挖邊坡時，應(yīng)當(dāng)避免一次性開挖，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分級開挖，避免一次開挖邊坡高坡度過高、坡度過陡的情況。

4.4 基坑崩塌的防治措施

（1）對于下穿鐵路段的箱橋施工前，提前了解是否有地下管線，避免破壞地下管線，避免產(chǎn)生不必要的安全隱患、財產(chǎn)損失等，采用架空頂進(jìn)施工，分段掘進(jìn)；（2）基坑施工前，做好鐵路軌道的支撐；（3）基坑施工過程中，注意基坑土方砼護(hù)壁、樁基支撐、地下水的排水及降水；（4）避免在雨季施工；待基坑支護(hù)等相關(guān)措施做好、驗收合格后，才進(jìn)行下一步的施工，避免出現(xiàn)塌方；（5）建設(shè)單位應(yīng)該聯(lián)合施工單位、監(jiān)理單位建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測巡查隊，定時監(jiān)測地面沉降、鐵路軌道形變、基坑土方崩塌等，提前做出應(yīng)急處理措施。

5 建議

1、評估區(qū)存在軟塑狀粉質(zhì)黏土，故樁基礎(chǔ)設(shè)計、施工過程中時考慮到軟土沉降引起的負(fù)摩擦力作用，同時定期做好橋臺邊坡的形變監(jiān)測。2、道路施工尚未完成，應(yīng)注意坡面防水，避免下滲、沖刷，避免出現(xiàn)邊坡形變滑動，同時要定期進(jìn)行邊坡形變監(jiān)測。3、工程施工建設(shè)期間，在軟土、填土厚度大且埋藏較淺地區(qū)，施工材料的堆放應(yīng)避免過重、過高，防止因荷載過大造成軟土沉陷而引發(fā)安全事故。4、為避免地下水對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕，在工程建設(shè)時采用相應(yīng)的防腐措施。5、工程規(guī)劃和施工時，應(yīng)充分考慮評估區(qū)周邊的自然環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境和社會環(huán)境，合理使用土地。6、建設(shè)單位應(yīng)根據(jù)實(shí)擬建道路實(shí)際情況，建立地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。7、采取“三同時”的方法進(jìn)行擬建工程及地質(zhì)災(zāi)害防治建設(shè)。