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南寧市區工程建設地質災害危險性評估技術要點分析

2024-04-23 05:54唐忠鳳周富華
西部資源 2024年1期
關鍵詞:邕江南寧市危險性

唐忠鳳 周富華

[摘要]南寧市位于祖國南疆,地處邕江河谷階地盆地及邊緣丘陵區。地形起伏,特殊性巖土和不良地質分布,高溫多雨,城鄉建設開發強度大,地質條件較復雜,屬于地質災害易發區。曾因地質災害造成人民生命財產較大損失,嚴重破壞市政基礎設施。本文通過分析南寧市區地質環境條件、地質災害發育特征和國土空間開發工程活動特點,系統總結工程建設和規劃地質災害危險性評估和防治關鍵技術,對強化地質災害源頭治理、推進城市安全發展有指導性。

[關鍵詞]南寧市區;地質災害危險性評估;技術要點

南寧市城區屬于邕江河谷階地為中心的盆地及邊緣丘陵地貌,近20年來,先后發生了南寧國際會展中心、青秀山、鳳嶺片區等較大規模崩塌、滑坡等地質災害。隨城鄉工程建設快速發展,城區形成瑯東—三塘—五塘滑坡、崩塌高易發區,五象新區滑坡、崩塌、不穩定斜坡中易發區,金湖廣場—石埠—江西鎮崩塌、滑坡低易發區,本文通過分析南寧市區地質環境條件、地質災害發育特征,結合建設工程活動特點,系統總結工程建設和規劃地質災害危險性評估、防治措施關鍵技術要點,為完善地質災害雙重預防體系,強化源頭治理,保障城市安全發展。

1 南寧市區地質環境條件

1.1 區域地質背景

南寧市地處南華準地臺右江再生地槽西大明山隆起帶,經歷了加里東期地槽、華力西期地臺和燕山—喜山期斷陷盆地階段構造運動,區內褶皺、斷裂比較發育,區域性深大斷裂有憑祥—南寧斷裂、右江活動斷裂,南丹昆侖關活動斷裂,地震動峰值加速度0.10g,地震反應譜特征周期為0.35s,地震基本烈度Ⅶ度,區域地殼次不穩定,區域地質構造較復雜。

1.2 氣象、水文

南寧市屬亞熱帶季風氣候區,夏季炎熱多雨,多年平均氣溫21.9℃,最高氣溫40.4℃,最低氣溫-2.1℃,多年平均濕度77.7%,平均風速1.6m/s。平均降雨量1299.1 mm,多年平均降雨天數139.9天,日平均降雨量3.56 mm,歷年最大日降雨量229.9 mm。每年4~10月降雨量占全年83.4%,11月至翌年3月為枯水期,降雨占全年的16.6%,雨季是地質災害高發季節。

南寧市水系屬珠江流域西江水系,流經市區河流有邕江,全長133.8km,流域面積6127 km2,多年平均流量1550 m3/s,最大流速2.8 m/s,河寬270~300 m,水深15~20 m。邕寧梯級建成后,正常蓄水位67.0m,設防水位69.40 m,警戒水位73.00 m,緊急水位74.90 m。南湖、相思湖是城區較大的地表水體,其中南湖水域面積101.8 hm2,平均水深1.6m,相思湖水域面積280 hm2,湖水向邕江排泄。

1.3 地形地貌

南寧市區以邕江河谷為中心盆地形態,主要有河流階地和丘陵,河流階地主要分布南寧市舊主城區、在邕江及其支流沿岸,邕江北岸、南岸江南區,高程一般65~85 m,階地高出正常水位10~20 m,地形總體比較平坦。丘陵主要分布南寧市區東部、南部丘陵,其中以快速環路(竹溪路—廂竹路)以東鳳嶺新區為典型,以低矮丘陵為主,高程一般80~150 m,坡度10°~25°,最大可達35°,多以侵蝕、剝蝕、壟狀丘陵形態,起伏較大。

1.4 地層巖性與特征

河流階地地貌土層多為二元結構沖積層,上部為粘性土,厚約8~16 m;下部為砂礫石層,厚5~15 m,礫石成分多為石英、硅質巖。巖層以古近系中厚厚層狀泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖夾少量鈣質泥巖,夾褐煤。丘陵地貌區土層以殘坡積黏土、粉質黏土為主,下伏古近系中—厚層狀砂巖、石英砂巖夾粉砂質泥巖,頂部有一層含鈣質褐鐵礦砂質泥巖、夾褐煤。古近系巖層屬于湖相半成巖極軟質巖,粘土和泥巖多具有中等—強脹縮性,孕育不穩定斜坡、地裂地質災害,巖土體工程地質性質總體較差。

1.5 地質構造與地震

主要構造有南寧向斜、西鄉塘—韋村正斷層、平垌正斷層、屯里正斷層、鳳嶺正斷層等,巖土體比較破碎、軟弱夾層較多,容易引起邊坡、地基失穩。

南寧市屬桂西弱震地震構造區,地震頻率不高,強度不大,有記錄以來最大震級為5.5級,近幾年陸續有3.2級地震發生。根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2016),南寧市抗震設防烈度為Ⅶ度,設計基本地震加速度值為0.10 g。

1.6 水文地質

南寧市區地下水類型有松散巖類孔隙水和碎屑巖類孔隙裂隙水,松散巖類孔隙水含水巖組粘土、粉質粘土、砂土層,底部為礫石層或粘土礫石層,含水層厚1~20 m,單井涌水量100~5000 m3 /d,水量貧乏豐富,水位埋深一般小于15 m。其中水量豐富地區主要分布于邕江低級階地,與邕江或周邊地表水體存在水力聯系。碎屑巖類孔隙裂隙水含水巖組為半成巖泥巖、砂巖、粉砂巖、石英砂巖,含水層數多而薄,單層厚度0.1~5 m。大氣降雨是其主要補給來源,地下水一般順著砂巖、粉砂巖層徑流,在溝谷、斷層切割或巖性變化較大部位形成泉水排泄,泉水枯季流量一般小于0.1 L/s,水量貧乏。地下水作用主要引發管涌、基坑坍塌和周邊地面沉降。

1.7 人類工程活動特征

人類工程活動對南寧市區地質災害的影響較大,早期發生的較大地質災害多與人類工程活動密切相關,如采空塌陷、城市建設等。早期煤礦開采活動,南寧城區煤礦開采留下多處采空區。邕江河谷階地,城市建設和舊城改造中可能誘發地質災害的工程活動主要以基坑開挖、排水為主,容易產生崩塌、地面塌陷。丘陵區場地平整,形成不穩定斜坡,容易引發邊坡崩塌、滑坡地質災害。脹縮性巖土體暴露于自然環境,受干濕循環效應,發生地裂縫。

2南寧市區地質災害發育特征

市區河流階地地形簡單,起伏小,屬于基坑崩塌、地面塌陷、岸坡崩塌易發區。東側、南側屬于丘陵,地形起伏較大,區內現狀典型地質災害點有南廣、柳南鐵路線K216+470~K216+600滑坡,云景路東景花園滑坡,仙葫“海茵國際花城”住宅小區滑坡等,屬于崩塌、滑坡、地裂縫??傮w分析,南寧市區主要發育地質災害類型為崩塌、滑坡、不穩定斜坡、地裂縫和采空塌陷。

2.1 崩塌

主要分布在河流高階和丘陵地貌區,崩塌的平面形態不規則,剖面形態有凹型、凸型,階梯型,主要是工程建設切坡形成較陡的臨空面,在不利結構面或降雨下發生崩塌,一般具有突發性、速度快,規模50~200 m3,小型規模,空間上主要分布于青秀區快環以東、邕寧區、江南區等。

2.2 滑坡

主要發育于南寧市區東部、北部丘陵地貌區,坡度一般在15°~30°,多發生于第四系土體與下伏基巖接觸面?;缕矫嫘螒B有半圓形、舌形、不規則狀,滑坡的剖面形態有直線型、凹型、凸型。主要形成原因為工程建設切坡、不合理棄土,破壞山體自然平衡,防護措施不當。膨脹性巖土受干濕循環碎裂、軟化,發生淺層、牽引型、循環性滑塌,規模小—中型。具有明顯的拉張裂縫、滑坡周界、地面沉陷或隆起、樹木歪斜或傾倒等,危害程度較大。如鳳嶺北片區現狀分布多個棄土滑坡現狀災害點,嚴重威脅周邊設施安全。

2.3 不穩定斜坡

主要發育于南寧市區東南部、北部丘陵地貌區,巖土體工程地質性質較差,工程建設在自然斜坡下切上載,破壞了原始斜坡地形和平衡狀態,坡體在變形破壞過程中伴隨著開裂,形成不穩定斜坡,相對高差13~50 m,遇到強降雨會演變為突發性崩塌、滑坡,危害程度一般較大。

2.4 地裂縫

市區內巖土大多數具有中等~強脹縮性,干濕循環,形成使地表形成地裂縫,裂縫寬度1~10cm,深2.0~3.0m,長度3.0~20.0m不等,形狀為折線狀及不規則狀,具有隨氣候條件張開或閉合、集中出現。在裸露巖土體中分布普遍,向陽逆坡多于背陽側。良好植被條件,因表層土體含水量穩定,裂縫較少,地勢高裂縫較明顯。主要引起淺基礎建(構)筑物地基變形、開裂和破壞,邊坡淺層坍塌等。

2.5 采空塌陷

目前,南寧市區已經停止采礦活動,但是早年煤礦開采廢棄留下的有北湖、沙井、二塘、那屯、里羅等煤礦采空區,面積約2042×104 m2,這些采空區生產規模較小,采用巷道采掘,每層厚度0.3~2.0m,開采深度超過80~100 m,采深采厚比較大,停采超過20年,自然狀態下沉降已經趨于穩定,一般不會產生新的沉降。但對地基沉降要求較高的建筑物需進行專項評估與處治。另外,對于一些無規律開采的民窯,一般進行淺井開采,深度20~30 m,留下廢民窯,無規律、隨意性大、埋藏淺,容易影響建筑物地基穩定,這類場地需詳細勘察評估其危險性。

3 南寧市區建設工程地質災害危險性評估技術要點

南寧市區開展工程建設和規劃地質災害危險性評估類型有崩塌、滑坡、不穩定斜坡、地裂縫、采空塌陷。工作內容包括現狀評估、預測評估、綜合評估和提出防治措施建議等。

3.1 評估技術依據

評估工作的主要依據國家、地方技術標準,其中《地質災害危險性評估規范>(GB/T 40112-2021)、《地質災害危險性評估規程》(DB45/T1625-2017)等規定地環條件與各地質災害類型調查、評估和提交成果內容、方法和要點?!稄V西巖士工程勘察規范》(DBJ-T45-066-2018)規定主要地層巖性判定、特殊性巖土、不良地質、邊坡T程勘察勘察、分析評價,《膨脹土地區建筑技術規程》(DB45/T 396-2022)規定膨脹性巖土分布區工程建設與運維災害機理分析及防治技術,可作為分析評估地質災害類型形成機理、影響范圍及危險性大小主要技術依據。

3.2 評估基礎資料

地質災害危險性評估屬于涉及安全的強制性評估,可在建設項目申請報告核準或者可行性研究報告階段或批復之后、開-建設之前完成評估。主要搜集基礎資料包括區域地質,地質災害調查與區劃報告,工程建設項目建設方案和相關勘察資料,開展工程分析和確定項目重要性、評估級別、評估地質災害類型。

3.3 評估范圍的確定

(1)評估區范圍的確定

南寧市區邕江Ⅰ-Ⅲ級階地,地形相對平坦,基坑工程不允許突破用地紅線,以建設用地范圍作為評估范圍,可以滿足規范對評估區范圍的規定。Ⅳ級以上階地及丘陵地貌,地形比較復雜,潛在的不穩定斜坡、崩塌、滑坡、地裂影響范圍可能會超出項目用地范圍,一般按照第一斜坡帶或者坡外2倍坡高及可能受影響的重要設施確定評估范圍。南寧市區地裂縫一般屬于膨脹性巖土受干濕循環所致,評估范圍可根據其縱向延伸與橫向錯動影響邊界進行確定。采空塌陷分布區的目前地表變形、地裂縫及地下水位等趨于穩定,按照采空區分布范圍確定即可。

(2)調查區范圍的確定

調查區范圍在評估區范圍上適當外擴,外擴距離應根據各類地質災害活動特征、周邊設施基礎類型、埋置深度以及評估區與地質災害相對位置關系綜合確定。如膨脹性巖土評估區,考慮不穩定性斜坡產生崩塌、滑坡具有牽引性、淺層性和順層性,并引發地裂縫擴展,調查范圍需要外擴至考慮其上下方淺基礎建(構)筑物。

3.4 地質災害危險性現狀評估

在地質災害調查基礎上,根據地質災害體類型、發育程度、誘發因素和危害程度,結合地質環境條件評估現狀危險性。

(1)危害程度評估

各類地質災害體應需繪制典型地質剖面圖和標注影響范圍內的建筑(構)物分布,根據已經造成的災情或可能存在的險情大小進行確定危害程度,在險情中需要考慮災害體規模、影響范圍以及可能對周邊重要設施造成的損失程度。

(2)發育程度評估

a.滑坡

可通過采用計算穩定系數大小確定,在尚無開展詳細勘察確定滑坡機理與巖土參數狀況下,一般通過定性分析,根據滑坡地形條件、巖土結構和前緣、滑體坡度與坡面裂縫、后緣變形所處弱變形、強變形、滑動階段綜合判定。

b.崩塌

一般采用定性評估方法,根據崩塌體裂隙發育數量、分布規律和發展趨勢,參考周邊同類崩塌數量和發生頻率,宏觀判定。

c.不穩定斜坡

沖積土、殘坡積土、人工堆積土、全風化巖等土質不穩定斜坡根據邊坡坡度、高度和流土、掉塊,坡面變形狀況宏觀判定其發育程度。泥巖、頁巖、泥質砂巖不穩定斜坡根據邊坡坡度、高度、巖體風化程度、巖層面與坡向關系,坡面流土、掉塊及變形狀況判定其發育程度。

d.地裂縫

根據地表開裂顯現程度,結合膨脹性巖土緩坡、陡坎等微地貌、已有建筑物和道路的變形破壞跡象、平均年活動速度等判定其發育程度。

e.采空塌陷

南寧市采空塌陷區停采超過20年,地表已基本趨于穩定,主要根據地表建設工程開裂狀況判定其發育程度。

3.5 地質災害危險性預測評估

(1)工程建設中、建成后引發地質災害危險性評估

a.根據各類地質災害體影響范圍與工程建設位置關系(內、臨近、外)判定其引發地質災害可能性大小,參考現狀評估技術確定發育程度、危害程度,綜合判定危險性等級;

b.建成后引發地質災害可能性、發育程度和危害程度,需結合工程建設已經采取的處置措施合理性進行判定。

(2)建設-程遭受地質災害危險性評估

a.根據各類地質災害體影響范圍與建設工程位置關系(內、臨近、外)判定其地質災害可能性大小,參考現狀評估確定發育程度、危害程度,綜合判定危險性等級;

b.承災對象為建設工程全壽命期內的人員及財產。

3.6 地質災害危險性綜合評估與防治措施

根據現狀和預測評估各類型地質災害危險性大小和影響范圍,按照“區內相似,區際相異”的原則進行分區,劃分為危險性大、中和小區,相應將建設用地劃分為適宜性差、基本適宜和適宜區,編制綜合分區評估圖。

防治措施包括現狀、預測地質災害防治措施,結合建設項目特點、地質環境條件和危險性大小,在分析建設方案所提出防治措施可行性基礎上提出。在南寧市區各類工程建設中滑坡、不穩定斜坡一般采用卸載、抗滑支擋、坡面防排水、壓實填土等。地裂縫、采空塌陷一般采用夯填、注漿或淺層換填等防治措施,對危險性較大的地質災害,需進行監測預警。

4 結論

(1)通過分析南寧市區地質環境條件特征,主要評估地質災害有崩塌、滑坡、不穩定斜坡、地裂縫和采空塌陷。

(2)評估范圍:邕江Ⅰ-Ⅲ級階地,一般是建設用地范圍;Ⅳ級以上階地及丘陵地貌,宜按照第一斜坡帶或者2倍不穩定斜坡坡高、滑坡坡高及可能受影響的重要設施范圍;地裂縫、采空塌陷可按照其分布范圍確定。

(3)現狀地質災害危害程度根據各類型現狀地質災害體已經造成的災情或可能對周邊重要設施造成的險情大小進行分析確定。預測地質災害危害程度根據各類地質災害體影響范圍與建設工程位置關系判定其地質災害可能性大小和危害程度。

(4)各類地質災害發育程度一般通過定性分析,根據其地質條件、變形破壞特征、巖體風化程度及建設工程裂縫等綜合判定。

(5)建設工程遭受地質災害承災對象包括建設工程全壽命期內的人員及財產。

(6)綜合分區評估主要基于現狀、預測評估各類型地質災害危險性大小和影響范圍確定。

(7)結合建設項目的特點、地質環境條件和危險性大小,提出針對性防治措施,特別需要考慮膨脹性巖土的特性,如防水保墑、支擋結構基礎穿越大氣影響層等。

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