地质灾害类型及其危险性的评估、预测和评价。

评估区地质灾害类型包括地面灾害和边坡变形灾害两大类。灾害类型分类及其主要特征见表12-5。

表12-5地质灾害分类及主要特征

地面沉降

在评价区及其附近，地面沉降主要分布在淮北平原的阜阳、界首、太和、利辛、杨过、蒙城等市县，是由于超采中深层孔隙承压水造成的。自20世纪80年代以来，城镇采矿井深度已达150 ~ 200米。随着开采量的逐年增加，承压水头逐渐降低，使得1.62×104km2的重力流区基本消失，形成了以城镇为中心的区域性降落漏斗。到90年代中期，阜阳市降落漏斗中心水位埋深已达80m，水位下降1.44 ~ 1.88m/a；界首市城区水位埋深已超过70m；在某些部分，登陆漏斗已经连接。承压水位的持续下降导致了地面沉降。

20世纪80年代初，有关部门在阜阳市进行水准测量，发现何英河西侧水文站9号点沉降仅83.7mm，沉降范围为80 ~ 100 km2。此后，该市中深层承压水开采进入高峰期，地下水位以3m/a的速度持续下降，至1990，沉降范围和中心沉降分别以26km2/a和78.9mm/a的高速增长。沉降中心最大沉降速率达到109mm/a，沉降范围达到360km2，沉降中心最大累计沉降量为873mm。地面沉降量与地下水开采量和地下水位埋深呈正相关。虽然1990 ~ 1999年沉降速率有所减缓，但沉降范围的扩大和中心沉降速率仍达到6.25km2/a和59.3mm/a，1999年当月沉降范围约为410 ~ 420 km2。

图12-2阜阳市累计地面沉降等值线图

等值线图单位:毫米

此外，管道附近的界首、太和、利辛等县水位继续下降，已形成水位下降漏斗，出现部分地面沉降。

超采中深层地下水使地下水位不断下降，导致含水层和邻近土体有效应力增大，导致固结压密和地面沉降。阜阳地区0 ~ 156m深度范围内主要有6个压缩层，总厚度50 ~ 100m，其中A7-4、A9-5和A11-6为主要压缩层，埋深分别为39 ~ 77m和78 ~ 10655。

(2)采空塌陷

采空区地面塌陷是采矿巷道上部岩层失去支撑，力学平衡条件被破坏，产生冒落、开裂、弯曲等变形破坏，最终导致地面塌陷的地质灾害。安徽段采空区地面塌陷主要分布在淮海煤矿、定远石膏矿和盐矿。

1.淮南煤矿地面塌陷

淮南矿业集团所属12对矿井，总面积301.12km2，目前采空塌陷面积已达57.744km2。随着煤矿开采的深入和规模的扩大，塌陷面积从1997年6月到2000年6月增加了8.04km2，年增长率为4.1%。矿区横跨淮河两岸，为冲积平原。淮河以南采空区塌陷(距离管道19km)，总面积34.734km2，最大塌陷深度约20。om；；淮北采空塌陷总面积23.01km2，最大塌陷深度约5.5m，淮南煤矿采空塌陷严重，造成村庄、农田被淹，工程设施受损，对水利、防洪工程影响较大。

淮南煤矿采空塌陷属于缓变型。基本特征是:开采1.5个月后开始发生地面沉陷，活跃期为3-4个月，此时沉陷总量可达70%左右，18个月后逐渐趋于稳定，采空区与地面沉陷区基本一致。淮北潘谢矿区采空塌陷处于可持续发展过程中。

2.定远石膏矿地面塌陷灾害

定远石膏矿地面塌陷的特点是:巷道废弃支护一拆除，巷道顶板岩层立即塌陷，随后地面塌陷。目前塌陷面积只有50 ~ 800 m2，最大塌陷深度为0.50 ~ 0.65 m，管道还离其较远，开采规模在减小。

3.定远县东兴盐矿地面塌陷灾害

该矿矿区位于输气管道(K235+280)以南4km处。由于1988结束开采，仅在1998后，矿区开始产生轻微地面沉降，与矿区一致，面积约0.2km2，目前对矿区及周边影响不大。

地面塌陷的发生和危害程度受多种因素制约，主要与煤层厚度和埋深、顶板围岩强度以及上覆第四系松散堆积物厚度有关。煤层厚度越大，埋深越小，顶板围岩强度越小，上覆第四系松散堆积物越厚，地面塌陷越强烈。

(3)地震液化

管道穿越的地震烈度ⅶ度区有两个，一个位于淮北平原寺庙—季孙地区(K59—K70)，西淝河河床两侧为第四系全新统粘性土、粉砂、细砂，厚度6.40 ~ 14.80 m，埋深2.20 ~ 2.50m另一个位于江淮丘陵平原王千地区(K266+200—K273+200)。池河河床两岸分布的全新统粘性土、粉土、淤泥质砾石厚度15 ~ 20m，水位埋深0.8 ~ 2.4m，上覆粘性土厚度约6m，下伏淤泥较薄，标贯击数60击。

(四)膨胀土灾害

上更新统冲积、洪积、残积粘土和粉质粘土广泛分布于界首、蒙城、定远、滁州、来安等地的丘陵和丘陵上，以及评价区河谷的二级阶地上。它们的颜色有灰白色、褐黄色、褐黄色和土黄色，厚度一般为7 ~ 15m，有的超过30m。自然状态下，硬塑，坚硬，柱状节理，含铁锰结核，膜状。由于土层中含有蒙脱石、伊利石等高亲水性矿物成分，具有遇水膨胀、失水收缩的特性，常导致其上的建筑物变形开裂。经取样测试，评价区膨胀土的自由膨胀率为40% ~ 63.5%，属于弱膨胀势。淮北平原和沿江丘陵平原一般为40% ~ 57.5%；一般在江淮丘陵平原地区为45.5% ~ 63.5%。局部可达66.5% ~ 74.5%。从地形上可以看出，膨胀土的膨胀性在平原地区略低，在丘陵地区略高。

项目沿线膨胀土分布区域为K19+600-K58+400、K63+400-K65+000、K70+000-K178+500、K184+300-K265438+。K246+150—K251+250、K253+900—K262+050、K263+300—K266+150、K305+500—K309+900、K312+480—K321+870、K323+190—k 322200

(5)崩溃

沿线崩塌灾害主要分布在K185-K200段和K280—K334段，崩塌均与人工削坡不当有关，包括土质崩塌和落石。崩塌体规模一般在50 ~ 200m3之间。勘察期间发现多处岩石崩塌，主要分布在K280—K302段。斜坡由中元古界千枚岩等浅变质岩组成，节理裂隙极为发育，岩性破碎。由于修建房屋和公路所切割的边坡大多不稳定，如滁州市南谯区小庄村崩塌，滑坡主要分布在K302—K334段，由Q3弱膨胀土组成，切坡后易发生崩塌。如滁州市甘利富、定远县东轮窑厂倒塌等。

此外，K185-K200段还分布有人工堆积层塌陷，为采石场在矿坑边倾倒矿渣所致。

二、地质灾害风险评估

地面沉降

阜阳市地面沉降的发展对城市建设和经济发展造成了直接或间接的一定危害，主要表现为:

1.破坏水利设施，降低防洪标准:位于塌陷区的何英河、泉河全长48km，堤顶高度随地面下沉而降低，未达到原设计的20年一遇防洪标准。20世纪80年代以来，阜阳水闸多处闸门裂缝逐年扩大，严重威胁水闸运行安全。

2.市政、供水设施损坏:部分深层地下采水井倾斜、错位、井管被提起、井台开裂变形。颍上段排水管道交错，原本可以顺畅排放的污水集中到沉降部分。

3.破坏城市测量控制网:中国地震局以阜阳为中心布设的阜阳周边二等水准线，受地面沉降干扰，影响地震监测。1999总参谋部在富阳进行地形测量时，导线无法闭合，只好从沉降区外的水准点进行测量。

近年来，阜阳中深层孔隙承压水位下降速率有所下降，反映了阜阳市地面沉降的趋势。但输气管道经过的路段在阜阳市地面沉降区以北30公里左右，沿线除利辛县外均为农村。目前中深层地下水开采量不大，未发现地面沉降。

(2)采空塌陷

1.淮南煤矿采空区塌陷

淮南煤矿是国家统配煤矿，几十年的开采形成的地面塌陷面积和深度都很大。地面沉降造成的灾害严重，其危害主要表现在塌陷盆地中心形成了一系列塌陷湖(塘)，导致村庄、农田、通讯线路被淹没。边缘区(危险变形区)工程建筑和设施损坏，如房屋倾斜、墙基开裂、楼板错层等；对水利防洪工程影响较大，如淮河堤防坍塌，850m下沉深度大于1m，累计影响长度15.1km；铁路路基沉降(大张线王力段)，影响长度7.41km；；外缘区主要表现在房屋受损，如墙基开裂等。

淮河以北潘谢矿区地面塌陷处于持续发展过程中，距离输气管道较近(在K159处，距离10.3km)。目前沉降区为NW-NW向，盘1、盘2、盘3沉降区几乎连在一起(图12-3)。矿区规划开采区将向四面八方扩展，无疑离燃气管道更近，应引起注意。

图12-3淮河以北煤炭采空区地面塌陷预测图

2.定远石膏矿地面塌陷

该矿采空区顶板岩层主要为软泥岩和粉砂质泥岩。根据多年观测资料，当矿床开采深度在170 ~ 180 m范围内时，地面会发生塌陷。其中，开采深度60 ~ 70 m最容易引起地面塌陷。

根据该矿1992调查结果，采空区塌陷始于1990，不到一年时间，地面塌陷面积达10多亩。随着采空区面积的增加，地面塌陷时有发生，其多发年份在1998之前，之后地面塌陷灾害趋于减缓。同时，地面沉降往往伴随着地裂缝(危险变形区)。调查结果表明，定远石膏矿采空塌陷的影响范围一般比采空区宽100 m左右。塌陷的危害主要是房屋开裂、电线杆歪斜、渠道破坏、耕地破坏等。矿区位于县城东南郊，为人口密集区，有一些高层建筑(楼房、烟囱)。因此，采空区地面塌陷已经威胁到人们的正常生活环境。

由于目前定远石膏矿的开采规模在减小，矿区地面塌陷的影响很弱，地面塌陷的风险等级轻微。

3.定远县东兴盐矿采空塌陷。

该矿矿体顶板埋深约为218m，呈东西走向分布。岩性为软弱泥岩和钙质泥岩。目前开采采用打钻注水的生产工艺，采空区为溶腔，溶腔之间留有80 ~ 65，438+000 m安全煤柱。自1988结束开采以来，矿区地质环境状况良好，基本未发生相关地质环境问题。仅在1998之后，矿区开始产生微弱的地面塌陷，其形态与矿区一致，面积约0.2km2，由于属于钻孔注水开采，其地面塌陷属于缓变型，地面显示不明显，主要是降雨期间有积水，但对矿区及周边影响不大(居民距离矿区较远，600m以外)，地面塌陷风险等级轻微。

(3)地震液化

由于缺乏系统的资料，无法描述历史上中强地震时评价区内土壤液化的分布及液化对建筑物的破坏情况。但根据现有资料，以阜阳市为例:1668年7月25日山东莒县与郯城之间的8.5级地震(中国东部最强地震)造成阜阳市VII级破坏；1481杨过3月9日6级地震，1831丰台9月28日6.25级地震，山东菏泽8月1级7级地震，均在阜阳市造成V级破坏。由于淮北平原浅部发育全新统砂土和低塑性粉土，地下水位埋深一般为1 ~ 2m，存在地震液化的可能性。

(四)膨胀土灾害

评价区膨胀土分布广泛，属于弱膨胀土。但据现场调查，对低层建筑仍有破坏性，主要表现在房屋和墙体开裂，并伴有地裂缝或地面隆起。比如蒙城县的双塔就建在膨胀土地基上，现在从上到下都有一条大裂缝。此外，淮南、蒙城、界首、定远等地不少厂矿、学校、民房因膨胀土地基出现房屋开裂，其中蒙城县蒙古族中学墙体在1978秋季在地基上隆起。

膨胀土构成的边坡也容易发生滑坡和塌岸。例如，河岸、湖边和人工运河的斜坡都发生过不同规模的滑坡和崩塌。江淮分水岭附近和巢湖湖滨的人工运河都有这样的危害。

(5)崩溃

评估区崩塌灾害主要有阻断道路交通、覆盖植被、掩埋农田等。输气管道建设中的路堑边坡开挖必然会受到坍塌的危害。

三、地质灾害危险性预测与评估

(一)工程建设诱发和加重地质灾害的可能性

(1)项目沿线大部分地区为平原地区，因此在施工期间和项目建成后不会加剧地面沉降和地面塌陷等灾害。

(2)鉴于沿线膨胀土的广泛分布，在区域内的刘湘子、定远、滁州等丘陵地区，地形起伏较大。如果施工时开挖边坡区域，容易诱发边坡失稳，一般不会加重滑坡灾害。如陈淼至滁州段，基岩裂隙发育，人工削坡易诱发崩塌或滑坡灾害。因此，应重视边坡防护工作。

(3)管道穿越淮河、池河、滁河等大型水体。工程处理不当，地基会被破坏，容易发生管涌和渗漏，影响防洪堤。

(2)工程本身遭受地质灾害的风险评估

1.地面沉降

根据规划资料，未来中深层地下水仍将是城市供水的主要来源，开采数量和范围将有所扩大。根据近年来水位、水量和沉降监测数据的相关分析，主要城镇地面沉降预测结果见表12-6和图12-4。

表12-6主要城镇地面沉降预测结果

图12-4安徽段地面沉降趋势预测

鉴于淮北平原地面沉降缺乏专项研究，未来预测结果与实际情况可能存在一定偏差，但地面沉降的发展是存在的，会对管道造成一定危害。笔者认为，利辛段地面沉降的发展对管道的危害最大。

2.采空塌陷

淮南煤矿(1)地面塌陷

根据对淮南煤田分布特征和矿区地质构造条件的分析，利用工程地质类比法和概率积分法，预测距离管道最近的朱集矿区(4.5km)塌陷影响范围一般在65°开采深度角延伸，其最大距离为2.5km(-1200m开采标高)。2015至2020年预测最大沉降值为3.6m，0.5m以上沉降范围为5.532km2，未延伸至管道。潘谢矿区地面塌陷灾害严重，但远离管道。预测地面塌陷对管道几乎没有危险。

(2)定远石膏矿地面塌陷。

定远石膏矿区煤层稳定，规划开采巷道最南端距管道1.4km。通过类比和理论计算，预测规划矿区可能的塌陷边缘距离管道仅500 ~ 600 m，塌陷影响区将向管道蔓延。管道在K245+500-K252+020段(长6.52km)穿越石膏矿体分布区。如果将来在管道下部及一定范围(2km)内开采，对管道安全有害，潜在危险大。

(3)定远东兴盐矿采空塌陷。

矿区边界与管道的最近距离为3.5km，东兴盐矿在开采过程中采用水溶打眼方式，采空区实际上是水盐矿体(溶于水，流出地表)的交代过程，矿体尖灭部分距离管道3.5km，因此开采引起的地面塌陷对管道的危险性很小。

3.膨胀土

评价区膨胀土的大气影响深度在3.0 ~ 3.5m之间，膨胀土的胀缩易对管道产生顶压。另外，地形起伏较大，容易产生山体滑坡，可能对管道产生不利影响。整体风险较小，局部风险适中。

4.地震液化

采用标准贯入试验方法判定西飞河漫滩浅部(15m)全新统冲积层，Ncr为7.07 ~ 7.72。在ⅶ度远震情况下，上层粉土不存在地震液化问题，而下层粉土和细砂存在轻微地震液化。

5.崩塌和滑坡

利用图解法和极限平衡法，预测管道工程沿线边坡基本稳定(K184-K227)和不稳定(K280-K301)。如果削坡不合理，甚至局部形成人工边坡，上述坡段可能引发崩塌滑坡灾害，危及管道，但总体风险较小。