地质环境条件与地质灾害危险性
摘要：济南市部东部地区地形地貌较简单，地层岩性、岩相变化不大，地质构造复杂程度一般，水文地质条件与岩土体工程地质性质良好，因而，其环境地质条件对产业带的规划建设是适合的；但区内铁矿开采、道路建设、房地产开发等人类工程活动本文源自优文论文网剧烈，潜在并诱发了诸如采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害，从而对产业带的规划建设造成危害。因此，一些重要的建设项目应尽量避开地质灾害危险性大区。
关键词：地质环境 地质灾害 产业带 济南市
1前 言
济南市东部产业带地处主城区东侧，在以济钢为代表的传统工业区和高新技术产业开发区两个片区的基础上，拟规划发展形成全国重要的软件产业基地、环渤海湾地区的高新技术产业和高附加值制造业走廊以及山东省的新型工业化基地、技术创新基地和高科技成果产业化基地。规划建设用地约120平方公里，人口规模70-90万人。
2地质环境条件概述
2.1地形地貌
产业带地处丘陵山区的山前地带，地貌类型较简单，属剥蚀堆积地貌类型。区内开阔平原与山丘相间，山丘多为浑圆的馒头状，主要有围子山-丘山-玉皇山（海拔高程250-310m）、凤凰山（海拔高程218m）等，山坡坡度一般为10°—30°。山体植被较好，主要为耐旱常青的松柏以及矮小的灌木。
2.2气象、水文
济南市地处暖温带半湿润大陆性季风气候区，据1952年～2000年降水资料，多年平均降水量644.60mm，年最大降水量1253.85mm（1964年），年最小降水量378.7mm（1999年），年降水多集中在6～9月份，降水量占全年降雨73%。日最大暴雨量334mm（1987年8月26日）。
本区属于小清河水系，流经该区的河流主要有港沟河、巨野河等，属季节性河流，仅在汛期大雨时排泄山洪短时有水流，雨后随之干涸。
2.3地质与矿产地质概况
济南东部地区总体上是一个以古生代地层为主体的向北倾斜的单斜构造。区内出露的地层主要为奥陶系碳酸盐岩夹碎屑岩，新生界第四系松散堆积物广泛分布在山前及沟谷地带，厚度由南向北逐渐增大，在顿丘一带出露燕山期辉长岩。
该区奥陶系岩层比较完整，岩溶主要顺层发育，地表可见一些溶沟、溶槽、溶隙以及蜂窝状溶孔等，一般没有较大的溶洞等。钻孔资料显示，地下岩溶形态主要为一些垂向溶隙，局部有小溶孔、洞，直径可达数厘米。
第四系主要分布在山前平原、山间谷地和山麓坡地上，岩性主要为杂色粘土及红色、紫红色砂质、粉质粘土夹砾石，其厚度变化较大，总体趋势是从南部的山区的山间谷地和山麓坡地向北部平原逐渐加厚。
区内发育北西向的断裂,如港沟断裂、孙村断裂、东梧断裂等，该断裂主要发育在古生界地层内，其中东梧断裂是一条区域性大断裂，一般被认为是济南泉域的东边界。
该区的主要矿种为铁矿，其成因类型属于夕卡岩接触交代型铁矿床。矿区内构造简单，主要控矿构造为燕山中期偏基性的闪长岩侵入使中奥陶系灰岩拱起而形成的短轴背斜；成矿母岩为辉石闪长岩、正长闪长岩等，这些岩石也是携带矿液上升的载体；围岩为奥陶系灰岩，其蚀变作用比较弱，以夕卡岩、大理岩等为主。主要赋存在火成岩体的周边，具有埋藏浅，品位富，规模小的特点，其矿体形态多为似层状、透镜状以及不规则状等[1]。
2.4岩土体工程地质特征
区内的岩体主要有坚硬块状岩浆岩体、坚硬厚层状石灰岩体两类。土体主要为山间谷地松散堆积型、山前平原松散堆积型两大类。其中，山间谷地松散堆积型主要分布于山间河谷平原区，厚度一般为几米至十几米不等，土体为粘性土单层结构。山前平原松散堆积型主要分布在山前冲洪积平原及山区坡麓地带。岩性主要为粉质粘土及含泥砾石层。期内的岩土体一般可作为工业民用建筑天然地基[2]。
2.5水文地质条件
2.5.1区域水文地质条件
产业带位于济南白泉泉域岩溶水的补给径流区，北部武家附近是岩溶水强富水地段（武家水源地），水位埋深在45-60m，单井出水量1000～5000m3/d。该处灰岩顶板埋深约200m，第四系厚度大于20 m，含水层段埋深在220-270 m。
2.5.2矿区水文地质概况
矿区主要含水层为奥陶中统马家沟组裂隙岩溶含水层，水量随岩溶裂隙发育情况，大小不一，渗透系数1-10m/d米/日，水量一般为1000m3/d左右。隔水层为致密状闪长岩、磁铁矿等，位于含水层底部，起隔水和阻水作用。
2.6人类工程活动
近年来济南地区经济发展迅速，工程地质活动频繁，由此产生的不良地质现象呈上升趋势。区内开山采石和公路修建过程中多开挖山体坡角，破坏了原有的应力结构，易造成边坡失稳，可造成崩塌、滑坡等地质灾害。
另外，有关资料显示，该区铁矿开采历史悠久。由于区内铁矿长期开采，目前已形成了多处采空区，并在部分地段如唐冶至邢村、康山养殖厂一带发生数起地面塌陷，造成耕田废弃、部分建筑物开裂，并对附近公路、民用建筑造成了威胁。
3地质灾害危险性现状
3.1主要灾害类型
一般而言，影响建设规划的地质灾害种类主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝及地面沉降等。
根据区内的地质环境条件，产业带规划区内一般不具备滑坡、泥石流、地面沉降产生和诱发的基本条件，但由于矿产开发、道路、房地产建设等人为工程活动的影响，区内发生了不同程度的采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害。而采空塌陷与地裂缝将对东部产业带的规划建设产生重大影响。
3.2地质灾害危险性现状评估
现状评估主要根据地质灾害的规模、危害程度、稳定性等方面来确定其危险性大小。由于本区地裂缝是伴随采空塌陷的发生而发生的，因而，将这两个灾种放在一起进行评估。
3.2.1采空区基本情况
采空区的分布与郭店铁矿的开采是一致的，均分布在唐冶—邢村岩体、顿邱岩体的边缘地带。位于该区的郭店铁矿是建国初建矿的，没有整体设计。开拓方法主要为双斜井、中央式双斜井和斜竖井联合式，井下运输采取分散运输方式，每个阶段运输大巷直通主井；由于矿体分散，规模小、形态复杂，其采矿方法主要采用了小分段空场法、高分段空场法、分段崩落法等，开采深度从+10米（水平标高，下同）到-70米。长期的开采，就形成了规模不等、垂向多层分布的采空区。
3.2.2采空塌陷情况与危险性现状评估
根据野外调查，在康山、唐冶—邢村、钓鱼台等矿区附近发现了四处小型地面塌陷（见表3-1），其形态以小型塌陷坑为主，塌坑外形呈方形或圆形，直径10-20m左右，诱发的动力因素为铁矿开采坑道挖掘顶板冒落所致，涉及受灾对象主要为农田、公路等，并伴有建筑物开裂现象。
总体而言，区内已发生的塌陷范围和规模为小，造成的危害不大，但康山、邢村北塌陷仍不稳定。因此，这两处采空塌陷危险性现状评估为大；其他两处稳定，危险性现状评估为小。
地面塌陷调查情况表 表3-1
序号
位置
发生时间
塌陷面积 m2/深度(m)
规模
危害对象
稳定性
危险
级别
1
康山养殖厂
1995年（2002年5月新塌陷）
1000/20
(新坑120/15)
小型
农田、
民居公路
不稳定
大
2
孙村荒山坡
1991年
1256.6
小型
农田
稳定
小
3
港沟镇邢村北
1991（2000年塌新坑）
4200/1.5（新坑30-40/5）
小型
农田
不稳定
大
4
郭店镇武家东南
1992年
20/20
小型
农田
稳定
小
4对产业带规划的影响分析与防治对策
4.1 地质环境条件对产业带规划建设影响的分析
从区内的地质环境条件分析，区内地形地貌较简单，地层岩性、岩相变化不大，地质构造复杂程度一般，水文地质条件与岩土体工程地质性质良好，因而，对产业带的规划建设是适合的。对产业带规划建设的影响主要表现在以下方面：
①由于岩土工程地质条件良好，一般的建筑物可直接采用天然地基；高层或载荷大的建筑物，基础的开挖深度也不大，而且一般不需要降水处理，可大大减低建设成本。
②区内深层优质地下岩溶水资源丰富，基本可满足规划人口的生活用水和部分工业生产用水。
③区内低山与平地、河谷相间分布，有利于生态环境和山水风景区的规划与建设。
④但区内人类工程活动剧烈，尤其是长期的铁矿开采，产生了多处较大面积的采空区，在部分地段发生了几处较小规模采空塌陷，会对产业带的规划建设造成不良影响。
4.2地质灾害危险性对产业带规划建设影响的分析
从地质灾害危险性现状看，在武蒋山～东顿邱、高二庄～南顿邱、唐冶—邢村、章灵等地段位于铁矿采空区内。虽然原有矿区已经闭坑，但目前仍有零星小矿井开采，使得采空区并不稳定，地质灾害危险性大。对产业带规划建设的影响主要表现在以下两个方面：
①采空塌陷与地裂缝对拟建工程的潜在危害
主要针对规划的道路工程，从两方面分析：一是采空塌陷与地裂缝距离拟建道路的距离；二是采空塌陷与地裂缝本身的稳定性。从前面描述的采空区和采空塌陷与地裂缝的调查情况看，唐冶—邢村、沙沟、东顿邱、康山、东山坡、钓鱼台—流海、段家坟、章灵等采空区，距离拟建道路10～300m左右，其中在唐冶—邢村、康山采空区内塌陷（或地裂缝）多次发生，表明其状态仍不稳定；加之在这些采空区内，零星的个体小矿井仍然滥开滥采，更增大了不稳定因素。因而，对拟建道路的危险性大。
②建设工程诱发、加剧地质灾害的可能性
一是在道路建设工程中，路基土层一般采用振动碾压实，由于震动频率和强度较大，对附近的采空区有一定的影响；再就是道路通车后，车辆行驶过程中产生的震动同样对附近的采空区造成影响。因此，道路建设在某种意义上说会影响采空区的稳定性，加剧甚至诱发新的地面塌陷。
4.3防治对策建议
①加强勘察，适当避让。首先，应尽量避免在地质灾害危险性大区规划建设重要的工程项目；如果一些线状工程如道路、管线等必须穿过地质灾害危险性大区时，建议设计前，除按有关“工程地质勘察规范”要求进行常规项目的勘察外，应特别要求对重点地段加强采空区勘察，使拟建工程与采空区保持适当的距离。
②清理零星矿井，保持原采空区的稳定。调查表明，区内国营矿山闭坑后，个体小矿井滥开滥采现象严重，至今采矿仍未停止，直接影响了原采空区的稳定性，增大了灾害发生的隐患，在此建议有关主管部门采取措施进行治理。
③对开挖山脚进行锚固护坡，对道路两侧土坡、冲沟等进行必要的衬砌护坡和绿化，保持边坡的稳定性。
④由于该区处于济南泉水和武家岩溶水源地的补给、径流区，因此，应采取适当的环境保护措施，避免污染物进入地下水，对下游济南泉水和武家岩溶水源地的水质造成影响。
5结论
济南市东部地区的自然地质环境条件良好，对产业带的规划与建设是有利的。但在局部地段存在采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害，这些地质灾害的产生毕业论文http://www.Lwfree.cn/都是由于主要与人为地采矿与工程建设活动有关，目前，已在局部地区造成了一定的危害，其危险程度对济南市东部产业带的规划与建设具有重大的影响。经过评估，地质灾害危险性大的地段，在对产业带规划时，应采取适当避让等措施，防止对工程建设造成危害，同时也可避免诱发或加剧地质灾害。
本文在撰写过程中，参考了《济南市城市规划空间研究报告》、济钢集团总公司提交的《山东省济南郭店铁矿区闭坑地质总结报告》、山东省地质环境监测总站提交的《济南市历城区地质灾害调查与区划报告》和山东省地矿工程勘察院（原801队）提交的《1：5万山东省济南市白泉-武家水源地供水水文地质勘探报告》等资料，在此，对提供资料的有关单位和个人表示衷心的感谢。
参考文献：
1. 曾广湘等山东铁矿地质 济南：山东科学技术出版社，1998，P49-60
2. 山东省地矿局编山东省环境地质图集 济南：山东地图出版社，1996
Discussion Of Influences On The Jinan Eastern Industrial Zone
Caused By The Geo-Environmental Conditions & Geo-Disaster’s Fatalness And Countermeasures Of The Prevention & Care
作者简介
赵书泉（1969--），男，山东省济宁市人，水工环高级工程师，中科院在读博士生，主要从事水工环地质与地质灾害技术管理工作。