3 1.某商店地基为粉土,层厚4. 80m。
- 教育综合
- 2022-11-29 12:58:34
工程建设引发或加剧地质灾害危险性的预测
主要有崩塌、滑坡、泥石流、崩岸和特殊土地面变形等灾害。以下分灾种论述。
(一)工程建设引发崩滑灾害危险性的预测
管线穿越丘陵山区时,管道或从沟底穿行,或于沟坡穿越,依地势而敷设,需开挖深度约2m的沟槽。丘陵山区为坚硬或较坚硬岩体,风化带厚10~15m,构造线走向为北西西—北西或北北东,大部分地段与管线走向形成45°~90°夹角,一般不会形成顺向坡的开挖,因此大部分地段管道敷设开挖不会引发规模较大的滑坡。但因风化带厚,风化土体凝聚力低,呈松散砂状,开挖过程中引发小规模坍滑是有可能的。这种小型坍滑危害有限,一般只发生在沟槽开挖过程中,当管道埋置稳定并恢复原坡形态后,边坡便失去了坍滑的临空条件,预测危险性小。
管线穿越岗坡粘土分布区段时,展布高程40~70m,地形起伏小,施工过程中将开挖数米的深沟,挖方弃土就近堆积于线路边,这些弃土多座落于粘土层之上,加之原始地形具有一定的坡度,弃土置于其上,两者力学强度差异较大,界面处又往往是地下水富集、迳流的场所,若弃土边坡过陡或就近置于开挖深沟边,沿上述界面易形成软弱带,因此,在久雨或暴雨渗透下,这类弃土易产生滑移。开挖沟坡若由具膨胀性的粘土组成,在天然状态下,干湿反复交替,产生膨胀裂缝,致使水分更易进入土体,导致土体含水量逐渐增大而变软,强度降低。在降雨入渗等诱发因素的影响下,可能产生沟坡失稳滑移。通过上述分析,形成滑坡的规模有限,所以,地质灾害危险性小。
管线经过的湖北省大悟县大新店—大悟县城以南,出露地层是中上元古界红安群,由片岩、片麻岩、混合岩等坚硬或较坚硬岩体组成。地形坡角15°~250,坡体上植被发育。线路紧邻大悟河右岸边侧延伸,边岸上第四系冲洪积物堆积较厚,工程切坡后,在久雨、暴雨及河水的涨落浸泡冲刷下,易导致松散堆积物的崩滑。在基岩边坡中,由于岩层软硬相间,各种构造结构面又较为发育,岩石的风化程度也较高(片岩多呈强风化状态),当形成顺层切坡时,也容易导致边坡的失稳滑移。所以,本段地质灾害的预测评估为中等。
管线经过的湖南省汩罗向家镇、弼时镇南部一带,即长沙末站到湘潭支线0~15km和长沙末站至丁字镇油库支线的0~9km段,出露地层有上元古界板溪群变质砂岩、千枚状板岩等,以变质砂岩为主,风化程度较高,呈强风化状态,地形坡度较陡,工程切坡较大,预测风化层产生崩滑的可能性较高,地质灾害危险性中等。
管线经过的湖南省浏阳河南岸长沙末站—湘潭支线的53~60km、76~92km段,为丘陵陡坡区,坡角20°~30°,出露地层岩性由上元古界板溪群变质砂岩、千枚状板岩及泥盆系石英砂岩、粉细砂岩、白云岩、灰岩组成,工程地质岩组软硬相间,软质岩多呈全—强风化状态,硬质岩呈弱~微风化状态,变质岩为中等风化。由于岩层软硬相间,地形坡度较陡,地质构造发育,人类经济工程活动强烈,工程切坡后,在久雨或暴雨下,易形成崩滑灾害,所以,地质灾害危险性预测为中等。
(二)工程建设引发泥石流危险性的预测
管道敷设时的沟槽开挖,将产生土石渣,部分土石渣将用于沟道回填埋管,但由于管道空间占据,仍将产生0.3m3/m的弃渣。管道经过丘陵山区长247km,在此段将留下74100m3的弃渣。这些弃渣将沿线就地堆填于地势低洼的冲沟、坡脚、山洼等地,将成为泥石流发生的部分固体物质来源。但由于弃渣并非集中堆放,一般多是危害不大的小型泥石流,预测危险性小。
(三)工程建设引发或加剧河流崩岸危险性的预测
管道工程将穿越13条主要的大中型河流,其中长江和大悟河流量最大,岸坡不甚稳定,历史上发生过较大崩岸。管道穿越河流采用大开挖、定向钻、盾构和隧道等施工方法(见表8-1)。
定向钻和盾构法的施工办法从河床底部侵蚀深度以下穿过。由于扰动了河岸、河槽的地质结构,地表、地下水流场均衡可能被打破,势必会引起河岸、河槽的侵蚀再造,以求新的平衡稳定。是否能够发生大的崩岸,这要看岸坡土体工程地质条件、河势变化、流量大小、人工防护等情况。现按由北向南的次序,对将穿越的10条主要大中型河流逐一预测。
1.大悟河
该河属长江一级支流,地貌属丘陵山区岗状地带,本工程首先在大悟县城南穿越大悟河,顺大悟河右岸穿行至孝昌县小河镇再次穿越大悟河,穿越处河道顺直,河床呈“U”型。河岸由上至下土体依次为粘土、细砂、粉质粘土,下部为砂卵石层,土体松散松软,强度低,但人工植被发育。洪水时最大流量3276m3/s,最大流速1.8m/s,最大冲刷深度2.5m。
预测大悟河管道穿越处,由于已有潜在岸崩段存在,在河水冲刷侧蚀及工程扰动下,施工引发河岸崩塌的可能性大,在洪水汛期施工可能引发两岸大规模崩塌产生。预测地质灾害的危险性为中等。
2.县河
位于孝昌县扬店,地处岗坡平原区,地势平缓,河谷两岸坡角5°~15°,河流水深通常2m左右,河谷呈“U”型,岸坡较陡,高 1.5~2.5m,河岸土体上部为粘土、下部为粉细砂、底部是砂卵石层。由于管线工程采用大开挖法穿越河道,在施工扰动作用下,岸坡可能产生小规模岸崩。在河道中施工时,因松散土体处于饱水状态,也易产生滑塌,因此,施工过程中开挖断面不宜过高过长,应逐段进行施工,也免产生大规模的崩滑,对工程本身和施工人员、机械设备造成威胁。只要安全措施采取得当,预测岸坡和开挖边坡产生崩滑的规模有限。所以,地质灾害的危险性中等。
3.滠水
滠水是长江一级支流,发源于大别山,全长142.14km,流域面积2317km2。本工程于黄陂区叶家河东约100m穿越滠水。管道穿越处为岗状河谷平原,河床及其岸坡平缓,由粘性土、砂土构成,土层较厚。河流顺直,冲淤平衡,河岸稳定。洪水时最大流量4560m3/s,多年平均枯水流量0.88m3/s,属于季节性河流。
由于穿越河流采用定向钻法,在穿越河道时将进行基坑开挖,两岸开挖的基坑深度不大,虽然本区地下水位埋深较浅,在地下水渗流潜蚀作用下,基坑四周边坡可能产生规模有限的滑塌,定向钻施工工程扰动小,预测工程管道在河道穿越段基本不会引发两岸崩塌发生,危险性小。
4.倒水
倒水是长江一级支流,发源于大别山,全长158.14km,流域面积2432km2。本工程于黄陂区周铺南约8km穿越倒水。管道穿越处为河湖低洼区平原,河床及其岸坡平缓,由粘性土、砂土构成,土层较厚。河流顺直,冲淤平衡,河岸稳定。河水宽5.5~7.5m,河道宽约300m,洪水时最大流量4713m3/s,多年平均枯水流量1.34m3/s。
由于穿越河流采用定向钻法,在穿越河道时将进行基坑开挖,两岸开挖的基坑深度较大,本区地处湖泊边缘,地下水位埋深浅,在地下水渗流潜蚀作用下,机坑四周边坡可能产生规模较大的滑塌,在定向钻施工工程扰动小,预测工程管道在河道穿越段可能引发两岸崩塌发生,危险性大。
5.长江
是本工程穿越的最大河流。穿越点位于武汉市白浒镇,水面宽1000m左右,两岸场地开阔,交通便利。管道穿越处为一河湾,其上游河道急剧变化,形成向南东凸出的“Ω”形急弯。北岸岸坡土体由上而下为素填土、粘土、淤泥质粉质粘土、粉细砂。汛期洪流最71100m3/s,冲刷深度45m。
由于在南岸白浒镇紧邻江边出露有C—D系的灰岩、砂岩形成的天然矶头,自上而下径流的江水经矶头阻挡后,水流主流线随即改变方向向北岸偏转,从而增强了水流对北岸的冲刷侧蚀作用,在不断冲刷侧蚀作用下,已形成了长江北岸的潜在岸崩段,岸坡土体结构松散、松软,在工程施工扰动下,随时都有产生崩滑的可能。此外,在穿越河道时采用的盾构法施工将进行基坑开挖,由于河道深。两岸开挖的基坑必然较深较大,因本区地下水位埋深较浅,仅有1~2m,基坑开探过程中或开挖好后,必然要进行基坑降水,在降水过程中将导致渗流潜蚀作用下,极易导致基坑四周边坡产生滑塌,进而危及到施工人员,机械设备的安全。所以,工程施工过程中的危险性较大。
根据穿越处岸坡工程地质条件和河势的演变趋势,预测长江管道穿越枯水季节施工北岸可能引发较大规模崩塌,南岸可能引发小规模的崩塌;洪水汛期施工可能两岸均引发较大规模的崩塌,危险性大。
6.陆水河
穿越点位于赤壁市北霞落港,为长江一级支流,穿越处河流较为顺直,河面宽度约260m,河堤间宽约350m,河堤高约8~10m。其上游约9km为陆水水库,水位波动不大,近30年洪水均未漫过两岸河堤,目前河道内有采砂现象。
穿越河流采用定向钻法,预测工程管道在穿越河道时不会引发两岸崩塌发生。由于河道内有采砂现象,因此,在管道设计时,应适当加大其埋藏深度以免将来因河道采砂导到管道的损毁,危险性小。
7.新墙河
新墙河(又称微水),是直接注入东洞庭湖的较大支流,源出平江宝贝岭,流域似桑叶状,平均流量52.60m3/s,天然落差400m,坡降7.18‰。管道在岳阳新墙乡处穿越新墙河,穿越两岸地形平坦,河岸两侧有碎石护坡,河水宽约80m,河道宽300~400m,水深2~3m,属于季节性河流,水清。据区域地质及现场观察,穿越地层为粉土,粘粒含量高,层厚3~4m,其下为细砂,建议围堰导流大开挖,具体开挖深度建议经初步勘察后再定。
由于管线工程采用大开挖法穿越河道,在施工扰动作用下,岸坡可能产生小规模岸滑。在河道中施工时,因松散土体处于饱水状态,也易产生滑塌,因此,施工过程中开挖断面不宜过高过长,应逐段进行施工,也免产生大规模的崩滑,对工程本身和施工人员、机械设备造成威胁。只要安全措施采取得当,预测岸坡和开挖边坡产生崩滑的规模有限。所以,地质灾害的危险性中等。
8.汩罗江
穿越点位于汨罗市新市镇附近,两岸堤高约6~8m,河岸间宽约260m,大约1983年出现过河水漫过两岸堤坝的现象。穿越处上游河段有采砂现象,拟利用已建忠武线长沙支线输气管道汨罗江隧道通过,危险性小。
9.捞刀河(湘潭支线)
穿越点位于长沙县果园乡南瞿家塅附近,为湘江一级支流,穿越处河流较曲折,属河道下游,河流坡降较小,河水宽约50m,河岸间宽约250m。由于管线工程采用大开挖法穿越河道,在施工扰动作用下,岸坡可能产生小规模岸滑。在河道中施工时,因松散土体处于饱水状态,也易产生滑塌,因此,施工过程中开挖断面不宜过高过长,应逐段进行施工,以免产生大规模的崩滑,对工程本身和施工人员、机械设备造成威胁。只要安全措施采取得当,预测岸坡和开挖边坡产生崩滑的规模有限。所以,地质灾害的危险性小。
10.浏阳河
穿越点位于长沙县塱梨镇东南渡头附近,为湘江一级支流,穿越处河流较曲折,属河道下游,河水宽约150~180m,河岸间宽约270m。河床及其岸坡较平缓,由粘性土、砂土构成,土层较厚。河流顺直,冲淤平衡,河岸稳定。穿越河流采用定向钻法,地下水位埋较深,预测工程管道在穿越河道时不会引发两岸大规模崩塌发生,危险性小。
(四)工程建设引发或加剧特殊土变形危险性的预测
1.软土
管道经过的湖北长江、大悟河、倒水、滠水及湖南的汩罗江、浏阳河冲湖积低平原地区,位于河流与湖泊边缘,有较大范围的软土分布,软土压缩变形垂直压力在100k Pa左右,容许承载力为20~98k Pa。由于该区段内河流深切,地形较平缓,坡角较小,在河流两侧,低洼湖泊、水田、藕田两侧分布有淤泥、淤泥质粘土及饱和粘土,其孔隙比大、压缩性高,且厚度变化大,垂向剖面上可能出现由结构密实的粘土与饱水粉细砂层、淤泥质土类呈间互成层的现象,这些地段土体岩性差异大,力学强度各异,若工程开挖或加载,一方面易导致不均匀沉降变形,另一方面若工程边坡形成后,易导致软土的压缩挤出坍滑,引起建筑物损坏。但本工程无论是管道,还是分输站,都是轻荷载构建,一般不会引发软土的变形,如果有个别重载设备和加压震动设备的安装,则有可能引起淤泥土地段小规模的压缩变形、压缩挤出坍滑。所以,建设过程中应对强度较低的软弱土进行清理,采取夯实压密措施,以改良土体、提高地基强度。
2.膨胀土
管道经过的丘陵山前垅岗平原和长江冲洪积波状平原(二、三级阶地)地区,有大范围的第四系中、上更新统粘性土构成的膨胀土分布。膨胀土中矿物成分以蒙脱石、水云母为主,化学成分以 SiO2、A12O3、Fe203为主。具有失水收缩,遇水膨胀的特点,自由膨胀率 Fs=30%~70%,膨胀力Pp=17~46kPa,有荷载膨胀率 VHa=0.025%~0.805%,属于弱胀缩性土。水分变化对膨胀土影响深度一般为4m左右,急剧影响层深度一般为1.8m~2.25m左右。
本工程在膨胀土区的施工方法主要为大开挖—沟底垫层—埋管压实的办法,埋置深度为1.2m,管道设计管径355.6mm。也就是说管道埋置位置一般在1.5~2.5m,正好是急剧影响层,膨胀土的胀缩变形活动正好作用于管道,不利于管道的稳定运行,这是不利的一面。另一方面人工开沟铺设垫层后,人为在管道沿线形成了孔隙潜水的含水通道,易接受降雨入渗,上层滞水广泛存在,在一定深度内降雨入渗与蒸发量大,为膨胀土体遇水膨胀、失水收缩创造了较好的环境条件。同时土体开挖后由于膨胀性,雨水浸入风化带内发育的裂隙中,使粒间联结力被削弱,土粒易于吸水膨胀。在平行坡面方向,吸水作用使土体横向膨胀势能显著增加,膨胀土坡上的土体沿坡面向坡脚方向产生位移,坡脚处较大的位移使该处抗剪强度首先越过峰值而逐渐降到残余值,在土体重力及大气降水入渗产生的静水压力作用下产生坍滑。
综上所述,本工程会加剧膨胀土的胀缩变形,但胀缩变形的规模有限,而且经过简单的施工工艺改良,还可以大大减弱膨胀土的胀缩变形,从而减少对工程的危害。所以,建设过程中应对强度较高的胀缩土进行处理,
需要指出的是,在现状评估中,地质灾害危险性大的岩溶地面塌陷和采空地面塌陷不会因工程建设而引发或加剧灾害。