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1概況

1.1工程概況擬建人防工程項(xiàng)目位于貴陽市，除公園路為地下一層外，其余均為地下兩層。工程建成后總建筑面積約42×104m2，將成為目前國內(nèi)建筑規(guī)模較大的單建式平戰(zhàn)結(jié)合人防工程；除中山路道路寬度為16m外，其余道路寬度都為26m，工程主體位于道路以下，出入口位于道路兩側(cè)人行道上。工程施工采用蓋挖逆作法。

1.2地質(zhì)概況評(píng)估區(qū)大地構(gòu)造單元屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆貴陽北東向復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)之貴陽向斜，區(qū)內(nèi)無斷層通過，受褶皺作用影響，區(qū)內(nèi)地層產(chǎn)狀變化較大，向斜西翼地層傾向94°~118°，傾角24°~36°，向斜東翼地層傾向171°~226°，傾角20°~32°，向斜核部?jī)A向近南，傾角20°。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育三疊系下統(tǒng)安順組（T1a）白云巖、溶塌角礫巖、中統(tǒng)花溪組（T2h）白云巖、砂屑白云巖及第四系紅粘土、人工填土。

2地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

建設(shè)工程區(qū)由于受城市現(xiàn)代化建設(shè)影響，建設(shè)區(qū)內(nèi)地形平坦，巖石類型主要為碳酸鹽巖，無大斷裂構(gòu)造通過，屬于區(qū)域地殼基本穩(wěn)定區(qū)。因此，評(píng)估工作主要從區(qū)內(nèi)地質(zhì)、褶皺、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件以及氣候條件、工程特征、施工條件等對(duì)工程建設(shè)可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)分析?，F(xiàn)將常見的幾種地質(zhì)災(zāi)害類型簡(jiǎn)述如下。

2.1隱伏巖溶塌陷區(qū)內(nèi)地下人防工程施工過程中所經(jīng)地層及巖石類型主要為三疊系下統(tǒng)安順組（T1a）及中統(tǒng)花溪組（T2h），其巖性為白云巖。施工區(qū)主要處于貴陽向斜軸部，為深部巖溶易發(fā)育地段。巖溶發(fā)育深度集中在地面以下10~30m、50~70m、80~90m、110~150m等。結(jié)合鄒成杰、李茂秋對(duì)深部巖溶的劃分方案，區(qū)內(nèi)屬河谷—向斜盆地型深巖溶，但因建設(shè)區(qū)地下水位分布較淺，所以隱伏巖溶地面塌陷是施工過程中主要災(zāi)種之一。擬建工程采用9m×8m的柱網(wǎng)，溶洞頂板承受的壓力有人防工程結(jié)構(gòu)自重、水壓力、土壓力等靜荷載以及人防頂板上的車輛輪壓荷載、層間樓板上的使用荷載等活荷載，地震荷載下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響，結(jié)構(gòu)頂板處的主應(yīng)力最大。建設(shè)工程處于貴陽向斜軸部，隱伏小斷層較發(fā)育，受之影響巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，這加劇了巖溶的發(fā)育，易導(dǎo)致巖溶地面塌陷。以往水文地質(zhì)資料也顯示，巖溶水鉆孔單位涌水量0.1~3.4L/（s•m）。在自然條件下，由于區(qū)內(nèi)地下水活動(dòng)的交替變化比較強(qiáng)烈，溶洞頂板較薄，并覆蓋第四系土層，這也進(jìn)一步增加了塌陷的可能性。在附加壓力（主要為靜荷載和活荷載）的作用下，產(chǎn)生隱伏巖溶塌陷的可能性更大。預(yù)測(cè)工程建設(shè)引發(fā)或遭受巖溶地面塌陷的可能性大，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后造成的危害程度大，危險(xiǎn)性大。

2.2基坑突水及隧道涌水[11]地下人防工程建設(shè)過程中經(jīng)過地段的地下水類型主要為碳酸鹽巖巖溶水，局部為孔隙水、裂隙水。地下水水位埋深較淺，一般小于10m。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料分析結(jié)果，泉水、地下河流量一般10~20L/s，枯季地下水徑流模數(shù)4.42~9.48L/（s•km2）。地下人防工程屬淺埋隧道，且所有路段均為強(qiáng)含水層，地下水涌水將對(duì)工程施工造成威脅。預(yù)測(cè)基坑突水及隧道涌水的可能性較大，危害性中等—大。地下人防工程穿過貫城河（中華路地下人防工程）、市西河（瑞金路地下人防工程）及隱伏斷層帶時(shí)，隧道基坑突水及隧道涌水的可能性及危險(xiǎn)程度更大。

2.3疏干排水引發(fā)地面塌陷已有資料記載，老城區(qū)曾發(fā)生過多次抽水引起巖溶地面塌陷事件。如1973年，貴州博物館地基塌陷；1973年、1978年湘雅村塌陷；2001年中華北路噴水池塌陷等。地下人防工程頂板無明顯隔水層，全路段均為碳酸鹽巖強(qiáng)含水層，且區(qū)內(nèi)地下水位埋深淺，隧道內(nèi)大面積的排水，將有可能改變區(qū)內(nèi)地下水徑流場(chǎng)及滲流場(chǎng)，地下水水位以基坑為中心呈漏斗狀向四周擴(kuò)散，從而導(dǎo)致地下水水位下降，靜態(tài)水平衡遭受破壞，水壓力大幅度消減，地基可能因承載力不足而產(chǎn)生不均勻沉降。尤其建設(shè)工程區(qū)為巖溶發(fā)育區(qū)，易形成局部地面塌陷。塌陷區(qū)范圍可根據(jù)抽水影響半徑確定。隧道抽水影響半徑涉及含水層包括第四系人工填土、粘土及白云巖，地表以下0.5~2m基本為鋼筋混凝土，白云巖巖體溶洞、裂隙等發(fā)育不均勻，對(duì)滲透系數(shù)取加權(quán)平均值后，可近似認(rèn)為含水層屬均質(zhì)各項(xiàng)同性。計(jì)算時(shí)假設(shè)隧道底板標(biāo)高為0m，采用含水層底板標(biāo)高為-800m，依上述假設(shè)條件，隧道涌水量預(yù)測(cè)采用抽水影響半徑公式按式（1）進(jìn)行概算。R=2SHK（1）式中：R——抽水影響半徑，m；S——設(shè)計(jì)水位降深，m，取坑底至靜止水位標(biāo)高的距離；H——取含水層底板至靜止水位的距離，m；K——滲透系數(shù)，m/d；式中各參數(shù)取經(jīng)驗(yàn)數(shù)值（概數(shù)）為:K=0.2m/d，S=10m，H=800m，代入各參數(shù)計(jì)算得R=253m。另外，可以根據(jù)影響半徑的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值及評(píng)估路段巖層性質(zhì)、單位涌水量來確定影響半徑，《貴州省貴陽市城市供水水文地質(zhì)勘察報(bào)告》（1∶5萬）區(qū)域地質(zhì)資料顯示，巖溶水鉆孔單位涌水量一般0.1~3.4L/（s•m），取值約1.7L/（s•m）。對(duì)照表1，大概可確定區(qū)內(nèi)抽水影響半徑R=255m，最小可小于10m，最大可大于500m。地下人防工程屬淺埋隧道，預(yù)測(cè)疏干排水引發(fā)影響半徑范圍（R）內(nèi)地面塌陷的可能性較大，危害性中等。鄰近未采用樁基的老式建筑、道路等遭受工程建設(shè)中抽排水引發(fā)的巖溶塌陷危害的可能很大。

2.4圍巖失穩(wěn)人防工程均采用地下開挖，相當(dāng)于采用隧道通過，所經(jīng)路段地層巖性主要為三疊系碳酸鹽巖及部分第四系地層。第四系地層厚一般1~8m，巖性主要為白云巖，呈弱—中等風(fēng)化，屬于脆性圍巖。區(qū)內(nèi)局部可能發(fā)育隱伏小斷層，斷層帶及其影響范圍內(nèi)巖石裂隙發(fā)育、穩(wěn)定性差，加之工程施工破壞巖石的完整性，從而易沿裂面產(chǎn)生應(yīng)力集中(尤其是產(chǎn)狀較平緩不大于30°的裂隙)，導(dǎo)致頂板坍塌、掉塊。因此，認(rèn)為工程施工中容易發(fā)生的災(zāi)害主要為隧道頂板塌落、掉塊、坍塌及地下人行通道進(jìn)出口開挖邊坡失穩(wěn)。其發(fā)生的可能性大，危害程度大，危險(xiǎn)性大。

2.5小結(jié)綜上所述，貴陽市地下人防工程建設(shè)引發(fā)和遭受地質(zhì)災(zāi)害主要為隱伏巖溶地面塌陷，其可能性大，危害程度大，危險(xiǎn)性大；其次為基坑突水及隧道涌水，其可能性大，危險(xiǎn)性和危害程度中等—大。其最大的威脅除了地下水以外，其次就是土層的坍塌、滑塌和滑坡、地面塌陷問題。其中地面塌陷的形成方式主要有以下2種：①隧道施工直接導(dǎo)致上覆地層失穩(wěn)破壞形成的地面塌陷；②隧道施工導(dǎo)致地層中不良地質(zhì)體（以隱伏巖溶、地下水為代表）破壞，進(jìn)而引發(fā)的地面塌陷。

3探討

通過對(duì)貴陽市地下人防工程地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行危險(xiǎn)預(yù)測(cè)評(píng)估，其主要引發(fā)和遭受的災(zāi)種為隱伏巖溶地面塌陷、基坑突水及隧道涌水、疏干排水引發(fā)地面塌陷、隧道圍巖失穩(wěn)，其中隱伏巖溶地面塌陷的危害性最大。今后在巖溶地區(qū)從事地下人防工程建設(shè)及地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作時(shí)，應(yīng)首先了解和掌握巖溶特性及形成機(jī)制，針對(duì)不同地區(qū)、不同地質(zhì)構(gòu)造類型等特征，選取相應(yīng)的評(píng)估方法和對(duì)策，以使評(píng)估工作更有成效，以避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保證人民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。貴陽市地下人防工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作及評(píng)估對(duì)策可為上述工作的有效開展提供重要借鑒。如果在地震易發(fā)區(qū)、斷裂活動(dòng)區(qū)、構(gòu)造發(fā)育區(qū)、沙土液化區(qū)、厚層軟土區(qū)等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)、構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件以及氣候條件、工程特征、施工條件等進(jìn)行單獨(dú)評(píng)估。其中,隧道圍巖失穩(wěn)、基坑突水及隧道涌水、疏干排水引發(fā)地面塌陷這3種災(zāi)害是地下人防工程最常見的。巖溶塌陷主要是發(fā)生在碳酸鹽巖地區(qū)。

4總結(jié)

上述結(jié)論及觀點(diǎn)是筆者在從事貴陽市地下人防工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估工作過程中的一些認(rèn)識(shí)，不一定具有“普適性”，相信隨著今后地下人防工程的逐步開展，會(huì)涌現(xiàn)出大量?jī)?yōu)秀的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作者、評(píng)估報(bào)告及相關(guān)文章，最終將會(huì)形成基本統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和評(píng)估方法。

作者：鄭祿林鄭祿璟單位：貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)勘查院貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，