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隧道工程地质灾害风险评估分析论文

发布时间:2021-12-23 16:34:25 文章来源:SCI论文网 我要评论














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 摘  要 :文章以某过江隧道工程地质灾害危险性评估为例,通过野外现场调查及采用定性、半定量法分析,借助mapgis 工作平 台对研究区拟建矿山隧道工程进行了地质灾害危险性综合分区研究 ;最终根据拟建隧道工程特点及评估区地质灾害危险性等 级,对所研究的矿山隧道工程进行了建设场地适宜性评估分析,并提出了具有针对性的防治措施建议,评估分析结果合理可信, 为后续设计、施工提供避险地学依据。

关键词 :矿山隧道 ;地质灾害 ;风险评估

1  评估区工程概况

1.1  拟建矿山隧道工程概况


拟建的矿山隧道工程连接江南弋江区大工山路和江北鸠江 区纬一路(规划),是连接芜湖市城南主城区和鸠江区长江北岸 及无为县的重要过江通道。该区地势平坦,江面宽约 1.5km,该 项目建设对芜湖市落实“一轴双核两翼”的工业产业空间格局战 略,直接为南北中心区及科教产业城区服务 [1],同时承接战略转 移打造皖江地区核心城市具有重要意义。

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拟建隧道工程起点位于鸠江区二坝镇规划纬一路 (K0+000),沿纬一路向东, 在 K2+070 处设计矿山隧道采用盾构法下穿长江,至长江南岸,终点接弋江区大工山路(K7+200), 全长 7.2km。

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1.2  评估范围

由于拟建隧道工程位于长江河漫滩区,地形平坦开阔,根据 评估区环境地质条件、地质灾害发育特征, 研究区调查评估范围 为以工程中心线为基准向两侧各外扩 500m,起点外扩 500m[3], 终点不外延, 江北段终点以长江北岸为界, 江南段起点以长江南 岸为界, 确定评估区总面积为 5.83km2。

1.3  评估方法

通过收集区域气象、水文及水工环地质、钻孔资料、工程设 计等相关资料,在综合分析地质灾害危险性现状和未来发展预 测的基础上,围绕本工程主要灾害类型,通过mapgis 工作平台, 利用其空间分析功能 [4] 准确合理地划分地质灾害危险程度与危 险性大小区划。
 
2  评估区地理环境及地质特征

评估区属北亚热带湿润季风气候,雨量充沛,年平均降水量 1195.5mm, 年平均蒸发量 1400mm, 年内月最大蒸发量在 7 月份, 平均蒸发量213mm ;评估区位于长江皖江段“大拐弯”处的南北 两岸,长江自西南流向北东。区域河网密布,主要水系有长江及 其支流等。

拟建隧道工程位于沿江丘陵平原区,芜湖岸零星发育有剥 蚀残丘。地势总体趋势芜湖岸相对无为岸高,芜湖岸黄海高程 3.5m ~ 11.7m, 无为岸黄海高程 2.0m ~ 11.5m ;根据地形地貌 高程、结合切割深度等,将评估区划分为河漫滩、岗地、残丘等 微地貌类型。

拟建矿山隧道工程沿线地层主要为三叠系中统铜头尖组 (T2t)、全新统芜湖组 (Q4w)。整个工程沿线,江北段从上到下岩 性主要为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉细砂、砂岩石英砂岩。 江南段从上到下岩性主要为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘 土、凝灰角砾岩 [2](表 1)。
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3  地质灾害风险评估分析

3.1  现状评估分析


据野外实地调查,评估区未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面 塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害隐患 ;本次野外调查长江南 岸岸带为防洪大堤, 堤防采用块石全面加固, 现场未发现江岸崩 塌地质灾害隐患 ;长江北岸为自然岸带, 属芜湖市二坝镇洋灯- 大旭大拐段江岸崩塌易发区,近年来随着采矿部门对该工程崩 塌段治理力度的加大,水下采用抛石,设置人工节点,达到岸脚 稳定的目的。经多年的护岸治理和河势控制工程的实施, 基本控 制了主流的走势,对遏制江岸崩塌,降低崩退速率,效果还是比 较明显, 现状未发现江岸崩塌地质灾害隐患。

3.2  预测评估分析

拟建矿山工程江北段主要工点有接线段、敞开段、暗埋段、 盾构井、盾构段,江南段主要工点有暗埋段、盾构井、敞开段、 接线段等。根据区域地质环境条件,结合工程特点,预测拟建矿 山隧道工程建设可能引发基坑崩塌地质灾害,建设过程中可能 遭遇砂土液化、软土变形、基坑崩塌等地质灾害,现根据工程分 别进行预测评估。

江北江南敞开段两侧边坡工程建设、明挖转暗埋隧道入 口处工程建设,江北江南盾构井工程建设都可能引发及遭受 等级为中等危险性的基坑崩塌地质灾害 ;工程建设可能遭受 软土变形地质灾害,K0+000 ~ K2+070 段危险性等级为中等, K2+070 ~ K4+485、K6+250 ~ K7+200 段危险性等级为大级 ; 评估区20m 范围内的粉细砂液化指数值判定为轻微液化,矿山 工程建设可能遭受小级危险性等级的砂土液化地质灾害 ;建设 存在遭受江岸崩塌地质灾害,岸带长约 1090m,预测江岸崩塌类 型主要为窝崩,预测规模小于 5000m3,危险性等级为小级。拟建 矿山隧道工程在该地区为盾构段,故江岸崩塌地质灾害对拟建 工程无影响。

3.3  综合评估及适宜性评估分析

按“区内相似,区际相异”的原则,采用定性、半定量分析法 [5],进行地质灾害危险性综合分区,将评估区分为 四个风险区 :K0+000 ~ K2+070 段为软土变形、砂土液化等地质灾害 危险性中等区(Ⅰ)、K2+070 ~ K2+600 段为软土变形、砂土液 化、基坑崩塌等地质灾害危险性大区(Ⅱ)、K2+600 ~ K4+485 段为软土变形、砂土液化、崩塌等地质灾害危险性大区(Ⅲ)、 K6+250 ~ K7+200 段为基坑崩塌、软土变形等地质灾害危险性 大区(Ⅳ)。
根据拟建矿山隧道工程各工点建设特点,结合评估区地质 灾害危险性等级进行了建设场地的适宜性评估分区(表 2)。对 于拟建工程建设中的地质灾害隐患问题,采取多种措施处理后, 工程建设场地基本适宜工程建设 [6] 。

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4  防治措施

评估区拟建矿山隧道工程可能引发基坑崩塌地质灾害,可 能遭受软土变形、砂土液化、崩塌地质灾害。针对上述评估区可 能引发和遭受的地质灾害类型及危害情况,建议拟建矿山隧道 工程施工时采取以下工程措施 :

基坑崩塌地质灾害的防治措施 :采用支挡式结构地下连续 墙,起到支护和截水双重效果。同时用钢筋混凝土沿坡面进行浆 砌,实施全坡面防护措施 ;基坑四周修排水沟,设立警示标志, 同时禁止大面积堆载和超载车辆通行。
软土变形地质灾害的防治措施 :由于工程区软土层厚度较大, 过渡段连接线道路先期可实施过渡路面,待沉降稳定后再实施永 久路面 ;亦可采用深层搅拌桩工程措施进行处理。对于道路沿线 水塘、水沟底部的软土,应采取清除、回填、夯实的措施 ;根据软 土触变性、流变性等特性,在过渡段、隧道段等工程的接合部位应 采取适宜的措施, 防止工程因不均匀沉降引起的开裂变形。

砂土液化地质灾害的防治措施 :采用挤密砂石桩处理方法。

5  结论

本文通过野外实地调查、根据评估区地质环境条件及工程 特点,预测拟建矿山隧道工程建设可能引发基坑崩塌地质灾害、 遭受软土变形、砂土液化、基坑崩塌、崩塌地质灾害 ;采用定性、 半定量分析法,对研究区拟建矿山隧道工程进行地质灾害危险 性综合分区及建设场地的适宜性评估分析。

江北接线段 K0+000 ~ K2+070 段 软 土 变 形、砂 土 液 化 地质灾害危险性中等区(Ⅰ),采取相应措施予以处理,基 本适宜工程建设 ;江北敞开段、江北暗埋段、江北盾构井 K2+070 ~ K2+600 段软土变形、砂土液化、基坑崩塌地质灾害 危险性大区(Ⅱ),盾构段 K2+600 ~ K4+485 段软土变形、砂土 液化、崩塌地质灾害危险性大区(Ⅲ),盾构段、江南盾构井、江 南暗埋段、江南敞口段、江南接线段 K6+250 ~ K7+200 段软土 变形、基坑崩塌地质灾害危险性大区(Ⅳ)等区域工程防治难度 大,建设用地适宜性差,采取多种措施处理后,场地基本适宜工程建设。

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