田君慧,陳廣東
(河南省地質環(huán)境監(jiān)測院,河南 鄭州 450000)
宜陽縣礦山施工場地位于河南省洛陽市宜陽縣城南,距宜陽縣城直線距離約8km。場區(qū)內海拔介于450m~710m間。擬建場區(qū)屬于低山丘陵區(qū),地形起伏較大。有S319、S323等省道到宜陽縣城,經縣級公路和村村通可直接到達項目場區(qū),交通便利。
評估區(qū)附近無全新世活動斷裂,地震動峰值加速度為0.10g、地震基本烈度為Ⅶ度區(qū),區(qū)域地質構造條件復雜程度為中等;地貌為低山、丘陵,相對高差330.5m,地面坡度局部大于25°,地形復雜;巖性巖相變化小,巖土體結構較簡單,工程地質性質良好,地層巖性和巖土工程地質復雜程度為簡單;褶皺、斷裂發(fā)育,巖體較破碎,地質構造復雜;水位年際變化小于20 m,水文地質條件中等;地質災害弱發(fā)育,危害?。黄茐牡刭|環(huán)境的人類工程活動(煤礦開采、修建公路等)較強烈,對地質環(huán)境的影響、破壞較嚴重。
評估區(qū)地處熊耳山系,區(qū)內地形復雜,山嶺起伏,溝谷發(fā)育,屬侵蝕剝蝕低山、丘陵地貌;最高海拔標高為640.45m,最低海拔標高310m,相對高差330.45m。區(qū)內沖溝發(fā)育,有利于大氣降水的徑流和排泄。
圖1 評估區(qū)低山地貌
宜陽縣礦山施工場地所處低山、丘陵地貌單元,總體地形呈西北高東南低趨勢。植被覆蓋以灌木植物和草本植物為主,坡腳或較為平緩地區(qū)多為耕地(圖1)。
根據(jù)《地質災害危險性評估規(guī)范》(DZ/T 0286—2015),礦山施工場地地質災害危險性評估的災種主要包括:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等。
現(xiàn)狀條件下,評估區(qū)內調查崩塌2處,危害程度小,危險性小。未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流、采空塌陷、地裂縫、地面沉降地質災害。其發(fā)育程度弱發(fā)育,危害程度小。
4.1.1 工程建設中引發(fā)地質災害危險性預測
①風機基礎和箱變基礎建設中引發(fā)基坑邊坡崩塌的可能性:擬建風機機位均位于山脊之上,地基巖土主要由第四系殘坡積(Q4)粉質粘土、碎石土;寒武系(∈):毛莊組(∈2m)紫紅色頁巖、泥晶質灰?guī)r、徐莊組(∈2x)灰?guī)r;中元古界汝陽群(Pt2ry)頁巖、泥灰?guī)r、砂巖夾頁巖等組成。風機基礎開挖直徑為20m的鋼筋混凝土擴展基礎,風機基礎埋深3m,基礎混凝土設計強度等級為C35,基礎下鋪100m厚C15素混凝土墊層。箱式變電站基礎擬按天然地基上的淺基礎進行設計。根據(jù)箱式變電站外形尺寸,基礎采用C30鋼筋混凝土基礎,基礎下設100mm厚C15素混凝土墊層,基礎埋深2.0m。風機及箱變基礎開挖施工過程中有引發(fā)基坑邊坡崩塌的可能性。但因基坑開挖深度小,基坑邊坡崩塌的體積一般不大,而且可以通過合理的放坡或者進行基坑支護可有效降低基坑崩塌發(fā)生的可能性。故工程建設引發(fā)基坑邊坡崩塌的可能性小,危害程度小,發(fā)育程度弱,其危險性小。②升壓站工程建設中引發(fā)基坑邊坡崩塌的可能性:升壓站工程位于評估區(qū)地塊1東北部、小雨淋村西北地形平緩的山頂平緩崗地上,基礎擬按天然地基上的淺基礎進行設計,直接坐落于砂巖、石英砂巖基巖之上。該工程建設存在場地平整和基礎開挖問題,因位于較平緩崗地,基礎開挖施工過程中有引發(fā)基坑邊坡崩塌的可能性,因開挖深度小,基坑邊坡堆積體體積小,故工程建設引發(fā)基坑邊坡崩塌的可能性小,危害程度小,其危險性小。③道路工程建設中引發(fā)崩塌的可能性:風電場項目工程需修建道路19km。場內新建公路設計標準:公路路基寬5.5m,路面寬4.5m,采用泥結碎石路面。道路沿原有小路施工,局部開挖邊坡,形成人工邊坡,因此,道路施工有引發(fā)道路邊坡崩塌的可能性。因道路路基較窄,為泥結碎石路面,屬簡易道路,因勢而建,切坡較少,故工程建設引發(fā)道路邊坡崩塌的可能性小,危害程度小,其危險性小。
4.1.2 工程建設后引發(fā)或加劇地質災害危險性預測
上述新建工程建設后使用過程中,有引發(fā)或加劇基坑邊坡崩塌的可能性,由于場區(qū)內地基巖土工程地質條件良好,因此,工程建設后引發(fā)或加劇基坑邊坡崩塌的可能性小,危害程度小,其危險性小。
(1)采空塌陷估算.區(qū)內地下煤層的開采將在地下形成大面積的采空區(qū),采空區(qū)造成其上部巖土體應力場的改變,勢必引起巖土體產生變形和破壞,變形和破壞擴展到地表,表現(xiàn)為地面塌陷和伴生地裂縫。
(2)義絡煤礦采礦活動引起采空塌陷、地裂縫預測.義絡煤業(yè)公司礦井采用走向長壁采煤法開采,全部垮落法管理頂板。目前義絡煤業(yè)公司采空區(qū)面積約為3.86km2,隨著開采的深入,礦山采后地下會形成更大面積的采空區(qū),將引發(fā)采空塌陷、地裂縫災害。根據(jù)開采規(guī)劃,預測義絡煤業(yè)公司開采將引發(fā)采空塌陷災害,并伴生地面裂縫。
(3)升壓站自身可能遭受地質災害危險性預測評估.升壓站位于評估區(qū)地塊1東北部距李溝及義絡礦區(qū)較遠,地形平緩的山頂崗地上,基礎直接坐落于砂巖、石英砂巖基巖之上;該工程建設存在場地平整和基礎開挖問題,因位于較平緩崗地,基礎開挖施工過程中有遭受基坑邊坡崩塌的可能性,因開挖深度較小,基坑邊坡崩塌的體積一般不大,因此預測升壓站工程建設自身遭受崩塌災害的可能性小,危害程度小,其危險性小。
(4)場區(qū)道路自身可能遭受地質災害危險性預測評估.場區(qū)道路分布于評估區(qū),道路施工局部開挖邊坡,形成局部人工邊坡,因此,道路施工有遭受道路邊坡崩塌的可能性。因道路路基較窄,為泥結碎石路面,因勢而建,切坡較少,預測其工程建設遭受道路邊坡崩塌災害的可能性小,危害程度小,其危險性小。
表1 評估區(qū)地質災害危險性綜合分區(qū)評估表
地質災害危險性現(xiàn)狀評估表明,評估區(qū)內除兩處小型崩塌外未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流、采空塌陷、地裂縫、地面沉降等地質災害,現(xiàn)狀條件下,評估區(qū)內地質災害危險性小。地質災害危險性預測評估表明,工程建設過程中、建成后,有引發(fā)基坑邊坡崩塌的可能性,其危險性小。預測建設工程自身可能遭受崩塌、采空塌陷、地裂縫地質災害危險性小—中等。根據(jù)地質災害危險性現(xiàn)狀評估和預測評估,綜合分區(qū)評估認為,將評估區(qū)分為地質災害危險性小區(qū)、中等區(qū)(表1)。
地質災害防治貫徹“以防為主,防治結合”的方針,以達到保護地質環(huán)境、避免和減少地質災害損失為目的。針對評估區(qū)地質災害危險性評估結果,現(xiàn)提出相應的防治措施。
①避讓措施。新建重要建筑物、居民點及其它工程建設盡量避開地面塌陷(采空塌陷)影響范圍,以免造成危害。受地面塌陷(采空塌陷)影響的村莊,根據(jù)礦井開采進度,對其分期預先搬遷避讓。②地下開采過程中應留足安全礦柱,加強支護措施,確保工程設施的安全。③場地建(構)筑物設計和施工時,充分考慮其運行過程中地面塌陷(采空塌陷)等地質災害可能對其造成的影響,采取相應的防治措施。④地面出現(xiàn)塌陷坑、地裂縫時及時回填,并建立監(jiān)測、警示標志,以防其進一步發(fā)展造成人員傷亡。⑤建立監(jiān)測系統(tǒng),利用監(jiān)測資料對地面塌陷(采空塌陷)地質災害的發(fā)生進行預報,當塌陷穩(wěn)定后,根據(jù)實際條件,采取科學合理的方案,對塌陷區(qū)進行綜合開發(fā)利用。⑥根據(jù)礦山開采計劃,按設計和有關規(guī)定處理好礦區(qū)及可能影響范圍的建設活動,使礦山開采引發(fā)災害造成的損失降低到最小程度。
建(構)筑物基坑開挖或鑿井施工時,必須按照相關規(guī)范采取正確、成熟的施工工藝和方法,并配合合理的支護措施,同時施工時對基坑邊坡采取必要的監(jiān)測措施,發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施,避免崩塌災害發(fā)生。
(1)《地質災害危險性評估規(guī)范》(DZ/T 0286—2015)“引言”中明確規(guī)定,“本標準規(guī)定的地質災害危險性評估不替代建設工程和規(guī)劃各階段的工程地質勘查或有關的評價工作”,企業(yè)應按相關規(guī)程、規(guī)范要求進行工程地質勘查和評價。
(2)工程建設過程中地質環(huán)境將遭受不同程度的破壞,地質環(huán)境條件會發(fā)生相應的變化,有可能發(fā)生本次評估尚未發(fā)現(xiàn)的問題,建設單位應予重視。
(3)建設單位應進行詳細的工程地質勘察工作,詳細查明擬建工程場地巖土體類型和工程地質、水文地質條件,嚴格按有關規(guī)范進行設計和施工。對工程周邊加強地質災害的監(jiān)測,避免基坑崩塌、采空塌陷等地質災害的發(fā)生,減少地質災害造成的損失。
(4)據(jù)宜陽縣工業(yè)經濟指揮部宜工業(yè)(2017)1號文,擬建2處風電機位(F22、F23)所處礦區(qū)目前雖沒有開采,但企業(yè)計劃于5年后進行開采,因此風電場項目選址應避讓該區(qū)域。