地质灾害危险性评估——以汕头港广澳港区三期工程为例

(整期优先)网络出版时间:2023-10-12
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地质灾害危险性评估——以汕头港广澳港区三期工程为例

李洋 曾裕源

广东省地质局第二地质大队  广东汕头  515000

摘要:根据国土资源部对大型工程建设的相关要求,大型工程开工前必须进行施工区域地质灾害危险评估,危险评估的目的在于评定该区域进行工程是否存在风险,同时根据评估的结果能够判断建设施工本身能否对施工区域地质安全性造成影响。文章在明确地质灾害评估目的以及基本项目的基础上,以汕头港广澳港区三期工程为案例,对地质灾害评估以及地质灾害风险防控等进行了系统性分析,明确在建设施工中如何进行有效评估,以及如何根据评估结进行地质风险防控。

关键词:建筑工程 地质灾害 危险性评估

引言

根据国家地质灾害防控相关规定以及要求,在地质环境较为特殊、地质风险发生概率相对较高区域进行大型工程建设时,必须对施工区域进行地质灾害危险评估,并根据评估结果判断工程施工建设是否可能导致本地区出现地质灾害,以及建设施工是否受本地区复杂的地质环境影响。大型工程的建设施工较为复杂,对施工区域地质环境影响同样存在较大的复杂性,因此大型工程建设前必须对施工区域进行系统性的评估,在施工危险性处于施工允许范围时才能够进行工程建设。

1 建设用地地质灾害危险评估

建筑用地地质灾害评估过程中需要注意如下几个环节。

(1)完善信息收集环节。评估结果准确需要建立在评估基础数据可靠之上,因此对建筑用地进行地质灾害评估时需要准确完善收集包括水文、气象、地形、地貌以及社会环境等在内的相关信息,并根据收集到的信息数据分析目标区域可能发生的地质灾害类型。

(2)系统分析数据并形成对建筑施工区域的整体性认知。气象、水文等因素能够造成彼此的影响,因此在地质灾害评估过程中,需要将所有相关信息进行系统化处理,并根据本地区既往地质灾害发生情况,综合判断本地区在建设施工期间内是否存在发生地质灾害的风险。

(3)评估报告需要采用图文结合的形式进行编制。为提高报告的表述效果,在评估报告当中需要适当使用图片,需要注意的是报告当中图片显示内容与报告内容需要保持一致,避免出现图文不相符的情况。

2 地质灾害评估基本项目

地质灾害评估时,除部分特殊区域外,一般情况下需要对如何出现较为普遍的地质灾害进行评估。

(1)崩塌。对崩塌风险进行评估,首先需要确定崩塌的类型,即崩塌为土体或者岩体崩塌,对崩塌灾害进行评估时,需要根据评估地区的地质环境等判断施工过程中本地区发生崩塌的风险,以及可能出现崩塌的位置、崩塌可能造成的影响以及在崩塌的影响下是否能够正常进行施工等。

(2)滑坡。评估施工区域是否存在滑坡风险以及滑坡可能出现的区域时,需要根据本地区的岩体结构以及岩体破碎情况进行分析,并根据预计降水情况判断可能的滑坡风险。在岩体结构以及降水情况较为清晰的基础上,通过瑞典条分法或传递系数法即能够判断本地区的稳定系数。

(3)泥石流。泥石流与泥石流沟不同,是一种较为严重、覆盖范围较大且危险性同样相对较大的地质灾害。根据如下两个基本要素能够对两种不同情况进行有效分辨:一是判断大河河口位置是否存在堆积物,二是对堆积物的类型进行区分,扇形地带一般均为细小颗粒物,前缘地带则大都为粗颗粒物,泥石流沟的沉淀物与洪水沉积物的沉积方向完全相反。

3 案例工程概况

案例工程为汕头港广澳港区三期工程,该项工程位于汕头港的广澳港区内。该处位于汕头市濠江区南端广澳湾的港区,区东枕马耳角海岬,西接企望湾,北靠汕头市,南部面向南海。

拟建设的三期工程预计按照15万吨级集装箱船结构设计建设2个10万吨级集装箱泊位以及1个7万吨级集装箱泊位,集装箱泊位建成后预计年能够吞吐230万标箱;同时三期工程计划按照10万吨级散货船标准设计建造2个5万吨级通用泊位以及5个2万吨级通用泊位,通用泊位建成后预计年能够吞吐1365万吨货物。三期工程包括水工建筑、集装箱码头、通用码头以及广澳站等。

4 案例工程地质灾害评估现状

案例工程评估的法律基础为《汕头市“十四五”地质灾害防治规划(2021-2025年)》,根据该防治规划的要求以及分级,拟进行施工的区域存在发生崩塌的风险,对拟施工区域进行现场检测的结果显示,当前该区域范围内并不存在已经发生崩塌。

5 案例工程地质灾害危险性评估

5.1 工程建设可能引发的危险性

5.1.1 崩塌风险

案例工程施工中需要进行场地平整,即需要对场地北部陆域的山体进行挖掘。此外根据施工设计工程需要在南部进行大面积填海,因此能够形成大范围的护岸边坡,以及直立式边坡。刚吃开挖过程中,航道以及回旋水域同样能够形成水下边坡。针对性勘测的结果显示,案例工程WBP01~WBP03、XBP01~XBP05、ZBP01~ZBP04、SBP01 以及SBP02号边坡发生崩塌的风险相对较高。

在案例工程中,边坡崩塌能够引发严重的影响,并可能导致极为重大的施工安全事故。边坡崩塌对工程施工以及施工人员、设备的安全均能够造成严重损伤。

5.1.2 孤石崩塌

孤石作为一种较为常见的风化现象,与所在地区花岗岩的岩体结构以及化学属性均存在一定的关系,对案例工程施工区域的系统性调查显示,区域范围内存在孤石,孤石包括露出型以及埋藏型两种主要类型,其中露型孤石主要沿地表呈密集分布于施工区域北侧山坡,该类型孤石尺寸大都在0.5m到3m范围内;埋藏型孤石主要位于全风化、强化风的花岗岩层当中,尺寸多在0.5m到5.1m之间。连续降水的情况可能导致孤石崩塌,而施工导致的边坡结构改变则使得孤石稳定环境受到破坏,出现崩塌的风险提升。案例工程中施工过程中以及施工完成后均可能出现孤石崩塌,孤石崩塌能够引发中等程度危险。

5.1.3 地面沉降

由于施工场地内存在软土层发育,因此出现地面沉降的风险相对较高。对场地的钻探勘测结果显示,施工区域内第四系海陆交互相沉积形成的淤泥、淤泥质土等。对施工区域不同位置勘测实验的结果显示,工程施工范围内集装箱重箱堆场区、杂货堆场区存在中等潜在风险,危险性同样中等;风电装备堆场区存在低度到中度的风险,且存在不超过中度的危险性;仓库区以及广澳站受地面沉降影响相对较小,危险程度同样相对较低。

5.2 工程建设可能受到的风险

5.2.1 崩塌影响

如前文所述,案例工程WBP01~WBP03边坡发生崩塌的风险相对较大,崩塌对行人、道路、车辆、9号以及10号仓库等均可能造成严重的安全威胁;XBP01~XBP05边坡在支护措施不到位的情况下存在较大的崩塌风险,崩塌主要影响的范围是广澳站以及风电设备堆场等,且能够造成较为严重的危险;ZBP01~ZBP04边坡在未建造基床、支护措施不足的情况下能够欧对8到17号泊位、货船等造成较为严重的威胁; SBP01、SBP02边坡发生崩塌则主要影响到进出港的货船。

5.2.2 孤石崩塌影响

案例工程施工过程中以及施工完成后均存在发生孤石崩塌的风险,孤石崩塌能够对施工人员的人身安全以及施工区域车辆安全造成一定的影响。

5.2.3 地面沉降影响

如前文所述,案例工程集装箱重箱堆场区存在中等沉降风险,且主要对堆场、8号到10号泊位、以及浅基建构筑物存在影响;仓库区沉降风险相对较小,影响的主要范围包括仓库以及本区域范围内浅基建构筑物;杂货堆场区存在中等沉降风险,沉降可能影响到杂货堆场、5号到6号变电站、2号压载水处理站、11到14号泊位以及本区域范围内浅基建构筑物;风电装备堆场存在不超过中等的沉降风险,沉降对风电装备堆场、7号到8号变电站、15号到17号泊位以及区域范围内浅基建构筑物可能造成影响;广澳站沉降风险较小,一旦发生沉降可能对广澳站以及本区域浅基建构筑物造成影响。

6 案例工程地质灾害危险防控

6.1 量化指标

案例工程地质灾害影响分为三个等级:(1)危险较大区域地质结构较为复杂,发生地质灾害的风险较高,灾害密度以及规模均相对较大,影响人数超过100人、造成的经济损失可能超过500万元;(2)中等危险区域不存在较为复杂的地质结构,发生地质灾害的风险。地质灾害的密度以及规模均为中等,可能出现的灾害影响人数在10人到100人之间,造成的经济损失在100万元到500万元之间;(3)危险较小区域地质结构较为简单,发生地质灾害的风险较低,灾害密度以及规模均相对较小,受影响人数在10人以内,财产损失则不超过100万元。

6.2 危险综合分区评估

对案例工程施工区域的分析结果显示,案例工程施工区域内存在2个危险区、3个中等危险区以及2个低度危险区。其中一号危险区0.84㎞2,占总面积12.37%,区域存在发生崩塌、孤石崩塌以及地面沉降的风险;二号危险区0.6㎞2,占总面积8.84%,区域存在发生崩塌、滑坡的风险;一号中等危险区0.88㎞2,占总面积12.96%,区域存在发生地面沉降的风险;二号中等危险区0.14㎞2,占总面积2.06%,区域存在发生崩塌、孤石崩塌以及滑坡的风险;三号中等危险区1.66㎞2,占总面积24.454%,区域存在发生崩塌、滑坡的风险;一号低度危险区0.54㎞2,占总面积7.95%,区域存在发生地面沉降的风险;二号低度危险区2.13㎞2,占总面积31.37%,区域存在发生崩塌、滑坡的风险。

6.3 建设适宜性评估

案例工程计划建设用地的面积为2.26㎞2,其中宜建面积为0.54㎞2,占总面积23.89%;基本宜建面积为0.88㎞2,占总面积38.94%;不宜建面积0.84㎞2,占总面积37.17%。由于建设用地当中超过30%区域为不宜建区域,因此总体而言该区域属于不宜建区域。

6.4 灾害防控措施

根据不同区域的危险性,地质灾害危险较大的区域需要综合采用工程、生物以及监测措施进行地质灾害防控;中等危险以及危险较小的区域均需要采用工程结合监测的措施进行防控。

针对崩塌以及滑坡问题,需要采用下述措施进行治理。(1)陆域边坡挖掘过程中,需要综合采用生物以及工程措施进行护坡,挖掘过程中需要避免采用爆破等形式进行挖掘,挖掘过程中遇到孤石需要及时清除,且挖掘过程中需要加强排水系统建设避免由于渗水出现滑坡。采用打孔等措施进行排水时需要避免对破题结构造成损伤,且施工过程中应当采用监控措施监测坡体位移等情况。(2)对于斜坡式边坡,需要采用扭王字块等固定外侧,并同时采用块石固定内侧边缘及底部。边坡挖掘过程中一旦出现滑坡以及严重变形等情况,需要及时进行加固处理,边坡施工需要符合足《防波堤与护岸施工规范》(JTS 208-2020)要求。(3)直立边坡以及泊位边坡,需要采用混凝土方沉箱结构,码头区域可以采用不同卸荷板的钢筋混凝土沉箱结构,沉箱混凝土需要达到C40等级。直立以及泊位边坡同样需要进行实时监测,一旦发生变形等情况需要及时进行处理。(4)水下边坡需要根据本地区水文勘测结果预测可能出现的风险,水下边坡施工前需要采用数字化建模等软件对施工可能造成的影响进行模拟,并根据模拟的结果进行调整。施工过程中需要控制总计施工时间,避免回淤过度对边坡安全造成影响。施工以及港口运营过程中需要通过定期清淤,避免边坡稳定性收到影响。

针对孤石崩塌情况,施工前需要将施工区域内所有露出孤石全部清除,场地平整过程中发现的所有孤石同样需要及时进行清理。且施工以及施工完成后,需要对施工场地进行监测,避免施工范围内出现孤石崩塌的情况。

针对地面沉降影响,需要采用下述措施进行控制。(1)重要建构筑物需要进行地面沉降的预测以及监控,沉降总量较大的情况下需要采用桩体结构增加建构筑物的结构稳定性。(2)施工区域范围内需要设立沉降监测点,监测显示沉降总量超过允许范围时需要及时进行处理。(3)采用天然地基的建构筑物需要避免地基造成的不规则沉降。(4)由于施工范围内存在大量软土区域,因此施工过程中需要根据软土含水量采用排水固结或复合地基进行处理,砂质土层区域同样可以采用复合地基进行加固处理。施工进行过程中需要定期对建构筑物地基结构的稳定性进行检查,判断地基是否出现沉降情况。沉降处理,需要以预防措施以及早期处理为主。

结语

建筑用地的地质灾害评估一方面需要明确建筑区域是否存在发生地质灾害的风险,另一方面根据评估的结果能够判断建筑施工前是否应当采用防控措施,降低地质灾害发生概率。建筑用地的评估对提高建筑科学性、提高建筑施工质量具有重要的作用。简直用地的地质灾害评估具有法律效率,对评估方而言同样需要承担法律责任,因此在评估过程中必须严格按照标准化的评估流程、采用符合评估标准以及评估要求的方法进行地质灾害评估,并给出具有可行性的地质灾害控制方案以及措施。

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