任丘热电厂永丰厂址地质灾害危险性评估报告.doc

前前 言言 一一 任务由来任务由来 为确保任丘热电厂 4 300MW 供热机组工程项目的顺利建设和建成后 的安全运转 根据 地质灾害防治条例 国务院令第 394 号 及国土资 源部 关于加强地质灾害危险性评估工作的通知 国土资发 2004 69 号 等有关文件的精神 河北建投任丘热电有限责任公司于 2005 年 8 月 5 日委托河北建设勘察研究院有限公司 对任丘热电工程建设项目的地质 灾害危险性进行评估工作 二二 评估目的和任务评估目的和任务 一一 目的目的 本次评估的主要目的是在综合分析研究已有资料和现场调查的基础 上 对建设项目地质灾害危险性和建设场地的适宜性作出评估 为该项 目的防灾 减灾及审批建设用地提供科学依据 二二 任务任务 1 查明拟建场地及其附近地区的地质环境条件 主要地质灾害的分 布现状 类型 规模 形成原因及发展趋势 2 对评估区范围内分布的各类地质灾害的危险性进行现状评估 3 对拟建场地范围内 工程项目建设和运行过程中可能引发 加剧 和遭受各类地质灾害的危险性进行预测评估 4 在现状评估和预测评估的基础上 综合评估建设项目地质灾害危 险性大小 对建设场地适宜性做出评估 5 针对地质灾害类型和危险性 提出地质灾害防治措施与建议 为 项目建设用地审批和地质灾害防治提供科学依据 三三 评估依据评估依据 一 地质灾害防治条例 国务院令第 394 号 二 建设用地审批管理办法 国土资源部令第 3 号 三 关于加强地质灾害危险性评估工作的通知 国土资发 2004 69 号 四 河北省国土资源厅关于加强地质灾害危险性评估工作的通知 冀国土资矿字 2004 24 号 五 河北省国土资源厅关于规范地质灾害危险性评估工作的通知 冀国土资矿字 2004 36 号 六 任丘热电工程地质灾害评估委托书 河北建投任丘热电有限 责任公司 第一章第一章 评估工作概述评估工作概述 一一 工程项目概况与征地范围工程项目概况与征地范围 一 地理位置 一 地理位置 任丘市位于河北省中部 全市总面积 1023 平方公里 总人口 77 万 人 现辖 3 个街道办事处 9 个镇 1 个省级经济技术开发区 任丘市交 通条件优越 京九铁路纵贯全境 并在任丘市设有二等站任丘车站 南 距神府煤出海通道神朔铁路不到 30 公里 境内公路总里程 1100 公里 主要有 106 国道和保定 大城公路 拟建的任丘热电厂永丰厂址位于任丘市东南 4 0Km 处的太平庄村西 东侧紧邻太平庄 北距林家庄约 300m 西南距季家铺村约 150m 厂址东 北距任丘站约 900m 京九铁路在厂址东侧约 700m 处通过 任丘市的燕山 大道在厂址西侧通过 厂址南侧约 500m 处为永丰路 见图 1 1 永丰 厂址配套的灰场为边庄灰场和北汉灰场 边庄灰场位于北汉乡后边庄村 西北 距永丰厂址 3 0Km 北汉灰场位于北汉村西北 500m 距永丰厂址 5 5Km 边庄灰场和北汉灰场与永丰厂址之间均有村级公路相连 交通方 便 二 工程概况 二 工程概况 1 工程建设的必要性 任丘热电厂工程前期工作早在 1992 年就开始进行 历时 13 年 经 过多次反复论证 最终确定了电厂规模及投产时间 其建设的重要性如 下 符合省发改委积极争取在省内建设电源项目原则 在河北南部电 网缺电的严峻形势下 争取新的电源建设项目是绝佳时机 沧州地区目前是河北南网缺电最严重地区之一 任丘电厂的建设 将对沧州地区和任丘市的经济建设起到积极的支持作用 同时 也将有 效提高沧州地区电网的安全稳定性 满足节约型社会和可持续发展的要求 目前任丘市是分散供热 锅炉燃烧效率低 大部分在 50 60 资源浪费严重 电厂建成后 燃 煤效率将大幅提高 现状分散供热除尘效率较低 平均约 80 给城市的环境造成严 重污染 据初步估算 电厂建成后每年可削减二氧化硫排放 10183t 烟 尘 图 1 1 7392t 任丘市的大气环境质量将大大改善 满足水资源合理配置和污水资源化的要求 随着全社会对水资源 以及水环境问题认识的逐步加深 任丘热电厂适应这一趋势 以污水处 理厂深度处理后的中水作为电厂生产用水的取水水源 促进我省经济可持续发展和增进河北南网电力储备 保证电网安 全 有利于培育河北南部发电市场和增强其竞争力 2 工程规模 任丘热电厂总装机容量 1200MW 一期工程拟建设 2 300MW 单抽凝汽 式供热汽轮发电机组 配 2 台 1025t h 粉煤锅炉 以及配套除尘 烟气 脱硫设施及其它相关附属设施 二期工程再扩建 2 300MW 抽汽凝汽式供 热汽轮发电机组 一期工程 2 300MW 供热机组水源以城市污水为主 采 用严格的节水措施 生活消防水等少量用水采用城市自来水外 其余全 部利用城市污水 二期工程 2 300MW 机组采用中水 不足部分采用南水 北调水源 采用干除灰方式 灰渣全部综合利用 不设永久灰场 只设周转备 用灰场 可满足电厂 2 300MW 机组贮灰约 1 3 年 满足电厂 4 300MW 机组贮灰约 0 68 年 工程的静态总投资 577630 万元 主要建 构 筑物详见表 1 1 和图 1 2 从以上可知 该工程为大型电力建设项目 无论在工业方面 还是 在 民用方面 均占有重要地位 因此属重要建设项目 工程主要建 构 筑物一览表 表 1 1 建 构 筑物高度 m 平面尺寸结构及基础型式 汽机房25 226 131 3m 除氧间22 011 3 131 3m 煤仓间38 5 47 514 131 3m 主厂房 锅炉房38 040 41 3m 基础埋深 6 7m 地基 采用钢筋混凝土空心管桩 除尘器钢结构 烟囱210底部直径 18 75m基础埋深 5m 环形结构 桩基 烟道框架结构 桩基 除尘除灰 系统建设 空压机房及 除尘除灰控 制楼 15 28 2m基础埋深 3m 框架结构 桩基 电气建筑集控楼30 54 0m框架结构 桩基 冷却塔 4 120直径 86 25m地基采用钢筋混凝土空心 管桩 水工构筑 物 循环水泵房16 518 75 22 5m桩基 储煤罐 4 直径 22 00m桩基 输煤栈桥桩基 碎煤机室框架结构 桩基 转运站框架结构 桩基 输煤系统 建筑 汽车卸煤沟框排架结构 桩基 图 1 2 三 征地范围 三 征地范围 拟建永丰厂址位于永丰办事处林家庄村南 太平庄村西 规划征用 土地面积 596806 00m2 895 21 亩 场地中心地理坐标为 东经 116 06 59 北纬 38 40 18 各拐点坐标 1954 年北京坐标系 如 下 A 点 X 4282908 42 Y 20422719 15 B 点 X 4282908 42 Y 20423453 04 C 点 X 4282095 21 Y 20423453 04 D 点 X 4282095 21 Y 20422719 15 拟建的边庄灰场位于北汉乡后边庄村西北 规划征用土地面积 127111 00m2 190 67 亩 场地中心地理坐标为 东经 116 08 58 北纬 38 38 45 各拐点坐标 1954 年北京坐标系 如 下 A 点 X 4279802 25 Y 20425777 59 B 点 X 4279759 18 Y 20426074 77 C 点 X 4279375 77 Y 20426066 31 D 点 X 4279394 50 Y 20425726 24 拟建的北汉灰场位于北汉乡北汉村西北 规划征用土地面积 138060 00m2 207 09 亩 场地中心地理坐标为 东经 116 08 57 北纬 38 37 32 各拐点坐标 1954 年北京坐标系 如 下 A 点 X 4277530 00 Y 20425870 00 B 点 X 4277505 00 Y 20426110 00 C 点 X 4276980 00 Y 20426070 00 D 点 X 4277025 00 Y 20425782 50 二二 以往工作研究程度以往工作研究程度 工作区地质环境条件研究程度较高 自二十世纪六 七十年代开始 地矿 水利 城建 电力等部门在本区做了大量地质 水文地质工作 见表 1 2 对工作区地质 水文地质及工程地质条件等研究的比较清 楚 给本次评估工作奠定了良好的基础 区域地质环境主要工作成果一览表区域地质环境主要工作成果一览表 表 1 2 序号序号资料名称资料名称提交单位提交单位提交日期提交日期 1 河北平原 重点黑龙港地区 地下水资源 评价及合理开发利用勘察科研报告 河北省地质局 1977 2 河北平原及其周围地区新构造图及说明书 国家地震局地质研究所 1985 3 河北省北京市天津市区域地质志河北省地质局 1989 4 河北省任丘市水长期供应计划任丘市水利局 1992 5 任丘市城市供水水文地质规划报告 河北省地质矿产局第四水文 工程地质大队 1993 6 河北省地质灾害分布现状图及说明书 1 50万 河北省遥感中心 1995 9 7 河北省任丘市区域水文地质调查报告 河北省地质矿产局第四水文 工程地质大队 1999 2 8 任丘市地面沉降调查报告河北省建设勘察研究院 2000 2 9 河北省沧州市地质环境监测报告 1996 2000 河北省地质矿产局第四水文 工程地质大队 2001 10 河北平原 京津以南 地裂缝调查与防治 区划 河北省国土资源厅 2001 11 河北省沧州市地质灾害调查与区划报告河北省国土资源厅 2003 12 12 任丘市水资源公报 1998 2004 任丘市水政水资源管理办公 室 2004 13 中国石油华北油田公司勘探开发综合楼建 设项目地质灾害危险性评估报告 中国地质工程集团公司 2005 5 14 任丘热电厂 2 300MW 供热机组工程初步 可行性研究报告 河北省电力勘测设计研究院 2005 7 15 任丘热电厂 2 300MW 供热机组工程水资 源论证报告 河北省水利水电第二勘测设 计研究院 2005 9 16 任丘热电厂 2 300MW 供热机组工程可行 性研究勘测报告 河北省电力勘测设计研究院 2005 10 17 任丘热电厂 2 300MW 地震安全性评价报 告 河北省工程地震研究勘察院 2005 10 三三 工作方法及完成工作量工作方法及完成工作量 一一 工作程序工作程序 接受任务后立即成立项目组 于 2005 年 8 月 15 日正式开展工作 根据 技术要求 完成资料搜集 野外地质灾害调查与复核工作 随后 对相关资料进行综合分析 编制图件 编写报告 于 2005 年 10 月 20 日 完成报告初稿 工作程序见图 1 3 二 工作方法 二 工作方法 评估工作紧密结合工程建设特点 以搜集和分析评估区已有的区域 地质 水文地质 工程地质 环境地质等资料为基础 以野外综合调查 为主要手段 调查评估区的地质环境条件及地质灾害的类型 分布 变 化趋势及其与本工程的关系 野外采用踏勘 地质点编录 拍摄 GPS 测 量等手段 对地质环境 地形地貌 地质灾害等进行调查 三三 完成工作量完成工作量 收集资料包括建设场地及周边相关地区的地形地貌 区域地质构造 历史地震记载 工程地质水文地质 水文气象等资料 现场调查内容包 括场地地理位置 交通情况 场地地形地貌 地下水开采现状及地下水 位 人类活动对场地的影响 建设场地及其附近地质灾害种类及发育现 状等 本次工作完成的工作量见表 1 3 图 1 3 评估程序框图 报告审查及备案报告审查及备案 完成工作量一览表完成工作量一览表 表 1 3 工作项目工作项目工作内容工作内容单位单位数量数量 搜集资料1 区域资料与科研报告份 7 1 调查面积 Km2250 2 调查路线长度 Km 30 3 拍摄照片张 18 4 地质地貌点个 3 5 实测地下水位个 8 野外调查与 实测 6 地质灾害点个 5 四四 评估范围及评估级别的确定评估范围及评估级别的确定 一一 评估范围评估范围 根据地质环境条件复杂程度和建设工程项目特征确定评估区范围 据收集的资料及现场调查分析 拟建永丰厂址地形平坦 地面标高 6 4m 左右 地貌类型单一 未发现突发性地质灾害现象 现状条件下建设用 地范围内及其附近突发性的地质灾害不发育 因此评估区范围确定为建 设项目场地范围 面积为 596806m2 拟建的边庄灰场地形变化较大 场 地中间为烧砖取土后形成的大坑 最大坑深约 15m 场地四周为耕地 地 面标高为 6 7m 左右 地貌类型单一 评估区范围确定为建设项目场地范 围 面积为 127111m2 拟建的北汉灰场地形变化较大 场地中间为烧砖 取土后形成的大坑 最大坑深约 9m 场地四周为耕地 地面标高为 7 7m 左右 地貌类型单一 评估区范围确定为建设项目场地范围 面积为 138060m2 二二 评估级别的确定评估级别的确定 任丘热电厂 4 300MW 供热机组工程 属大型电力建设项目 根据工 程规模和特性及工程破坏或影响正常使用的后果 按国家相关设计规范 及标准 综合分析确定本工程属重要建设项目 根据现场调查情况和区域地质资料 按河北省地质环境条件复杂程 度分类判定各评估区地质环境条件复杂程度为中等 见表 1 4 和 1 5 根据国土资源部 关于加强地质灾害危险性评估工作的通知 国土 资发 2004 69 号 的要求 综合考虑建设项目的重要性和地质环境条 件复杂程度 确定该工程项目地质灾害危险性评估级别为一级 永丰厂址评估区地质环境条件复杂程度永丰厂址评估区地质环境条件复杂程度 表 1 4 划分因素划分因素评估区地质环境条件评估区地质环境条件复杂程度复杂程度 地质灾害评估区及其外围范围内地质灾害发育程度中等 地形地貌 评估区处于河北平原中部的冲湖积平原区 场地内地 势平坦开阔 地面标高 6 4m 左右 地貌类型单一 地质构造拟建场地基底构造相对稳定 工程地质 水文地质 条件 拟建场地地层为冲湖积的粉土 粉质粘土 粘土和细 砂为主 局部含淤泥质透镜体 工程地质条件较差 评估区农业以开采浅层地下水为主 工业和生活用水 以开采深层地下水为主 并有任丘油田的石油 天然 气的开采 水文地质条件较差 地质环境复 杂程度中等 破坏地质环 境的人类工 程活动 拟建场地现为耕地 破坏地质环境的人类工程活动较 强烈 边庄灰场和北汉灰场评估区地质环境条件复杂程度边庄灰场和北汉灰场评估区地质环境条件复杂程度 表 1 5 划分因素划分因素评估区地质环境条件评估区地质环境条件复杂程度复杂程度 地质灾害评估区及其外围范围内地质灾害程度弱发育 地形地貌 评估区处于河北平原中部的冲湖积平原区 地貌类型 单一 地面平均标高为为 6 7m 和 7 7m 左右 场地内 有烧砖取土后形成的大坑 最大坑深分别为 15m 和 9m 地质构造拟建场地基底构造相对稳定 工程地质 水文地质 条件 拟建场地地层为冲湖积的粉土 粉质粘土 粘土和细 砂为主 局部含淤泥质透镜体 工程地质条件较差 评估区农业以开采浅层地下水为主 工业和生活用水 以开采深层地下水为主 并有任丘油田的石油 天然 气的开采 水文地质条较差 破坏地质环 境的人类工 程活动 拟建场地现为砖厂和耕地 破坏地质环境的人类工程 活动较强烈 地质环境复 杂程度中等 第二章第二章 地质环境条件地质环境条件 一一 气象水文气象水文 一 气象 一 气象 各评估区地处暖温带大陆性季风气候 四季分明 春季干燥多风 降雨稀少 蒸发强烈 夏季炎热多雨 秋季天高气爽 冬季干燥寒冷 多年平均气温 12 3 1956 2004 年 最冷月份为 1 月 月平均气温 3 9 最热月份为 7 月 月平均气温 26 5 极端最低气温 19 0 1972 年 1 月 26 日 极端最高气温 42 7 1961 年 6 月 12 日 年 平均日照时数 2755 小时 多年平均降雨量 540 1mm 1956 2004 年 年最大降雨量 1077 4mm 1964 年 年最小降雨量 232 2mm 1965 年 多年平均蒸发量为 1303 8mm 1956 2004 年 年最大瞬时风速 40m s 1950 年 年最大冻土深度 63cm 1977 年 二二 水文水文 任丘市属海河流域大清河水系 北部有枣林庄分洪河道 赵王河行 洪河道 其中赵王河是白洋淀西淀唯一的泄水通道 另有古洋河 小白 河 任文干渠三条主要排沥河道 均为季节性河渠 各评估区内无河流通过 附近主要河流有古洋河 该河是清南地区的一条主要排水河道 上游分东西两支 东支上起 献县西高坦闸下 西支上起献县宋家房子西 东西支在河间县城南八里 铺汇流 八里铺以下的古洋河分上下两段 上段自八里铺经河间城东八 里庄 半截河 麻家务 至阎家房入任文干渠 全长 61 59Km 下段自任 丘金桥至苏庄北小白河 全长 19 21Km 是任丘境内重要的排水河道之一 该河在永丰厂址评估区东南 6Km 处通过 在边庄灰场和北汉灰场评估区 东 2 5Km 处通过 据工作调查 各调查区内近年来未发生古洋河河水侵袭事件 二二 地形地貌地形地貌 评估区位于河北平原中部的冲湖积平原区 黄河 漳河 滹沱河的 古河道带及河间带 地势自西南向东北倾斜 坡降 1 15000 左右 永丰厂址评估区地形平坦开阔 评估区现为耕地 地面标高 6 4m 左 右 见照片 1 2 3 边庄灰场评估区地形变化较大 场地中间为烧砖取土后形成的大坑 坑呈长方形 长约 350m 宽约 280m 坑深 4 15m 坑内局部水深 20cm 场地四周为耕地 地面标高为 6 7m 左右 见照片 10 11 12 北汉灰场评估区地形变化较大 场地中间为烧砖取土后形成的大坑 坑呈长方形 长约 400m 宽约 260m 坑深 7 9m 坑内局部水深 20cm 场地四周为耕地 地面标高为 7 7m 左右 见照片 7 8 9 三三 地层岩性地层岩性 自新生代以来 在继承老构造的基础上 本区长期沉降 堆积了巨厚 的新生界地层 3700 5000m 第三系底面下伏寒武 奥陶系及中上元 古界地层 岩性主要为灰岩 白云岩 本次工作主要涉及部分上第三系 和第四系地层 本区的上第三系明化镇组上段 N1 2M2 底板埋深 960 1100m 岩性主 要以河湖相堆积的粘性土和中细砂为主 胶结程度低 本区的第四系厚度一般 400 500m 自下而上分别是下更新统 中更 新统 上更新统 全新统 下更新统 Q1 底板埋深 400 500m 由棕黄 棕红及灰绿色粘土 粉质粘土夹厚层灰白 绣黄色中砂 细砂组成 普遍具有铁 锰质结核 多见钙化层 中更新统 Q2 底板埋深 270 290m 下段 Q21 由棕黄色粘土 粉质粘土 灰黄及浅灰色中砂 细砂及少量粉砂组成 上段 Q22 由灰 及灰绿色粘土 粉质粘土 粉土及灰黄色细砂 粉砂组成 具淋溶淀积 层 上更新统 Q3 底板埋深 140 150m 由浅灰 灰黄色粉土 粉质 粘土及灰黄色细砂 粉砂组成 顶部多含淤泥质 全新统 Q4 底板埋深 22 30m 由灰黄 浅灰色粘土 粉质粘土 粉土及灰黄色粉砂组成 评估区第四系厚度约 450m 四四 地质构造及区域稳定性地质构造及区域稳定性 一一 区域地质构造区域地质构造 各评估区处于华北沉降带的三级构造单元冀中坳陷的中部 以 东为沧县隆起区 冀中坳陷区内次一级构造主要由任丘背斜潜山带 北 汉 鄚州两个向斜组成 构造形态及构造运动的差异性 控制着新生界 的沉积厚度 调查区内主要断裂分布如下 任丘断裂 F2 见图 2 1 为一条穿过任丘市总体呈北北东向展布的断裂带 长达 50 公里 倾 向北西西 倾角 50 左右 据人工地震资料 此断裂中生代活动强烈 新生代有继承性活动 下第三系底面断距达 1500 2400m 上第三系底 面断距 50 150m 说明此断裂主要活动在新生代早期 至晚第三纪活动 已大大减弱 此断裂至上第三系顶面 断距已消失 此断裂虽属新生代 活动断裂 但第四纪中更新世以来没有活动 永丰厂址评估区在任丘断 裂东约 2 8Km 边庄灰场和北汉灰场评估区在任丘断裂东约 8 0Km 任丘 断裂对各评估区场址稳定性无影响 图 2 1 南马庄断裂 F3 该断裂总体走向北北东 倾向北西西 为上陡下缓铲形正断层 断 面上部倾角达 70 80 下部 30 40 此断裂发育于始新世初期 南 段活动至下第三系顶部 北段活动至第四系 据地表 350m 下第三系底 面断距 1500 5000m 上第三系底面断距 200m 第四系底面落差 50m 左 右 属 新生代活动断裂 但第四纪中更新世以来没有活动 永丰厂址评估区在 南马庄断裂西约 7 0Km 边庄灰场和北汉灰场评估区在南马庄断裂西约 3 4Km 南马庄断裂对各评估区场址稳定性无影响 二二 区域地壳稳定性区域地壳稳定性 任丘位于华北地区四大地震构造带之一的华北平原地震构造带 即 唐山 邢台地震构造带中 根据历史资料和近代地震资料记载 1970 年 以前对评估区影响较大的 4 级以上地震只有 949 年河间 任丘一带 5 级 4 3 2 1 地震和 1144 年河间 6 级地震 其中 1144 年河间的 6 级地震对场址的影 响烈度达 度 1970 年以来 在评估区附近 没有发生过 ML 4 0 级地 震 地震活动以中小地震为主 发生过 ML3 0 3 9 级地震 17 次 ML2 0 2 9 级地震 98 次 图 2 2 是近场区的地震分布图 从图可以看 出 评估区附近小震活动密集且分布在各评估区周围 评估区虽处于华 北平原地震带的地震密集区中 但是从历史地震的分布来看 在评估区 附近 强震和中强地震的发生频度较低 说明评估区及其临近地区的地 壳内不容易积累起大量应力 但容易被其他地区的应力释放过程牵动而 释放应力 根据 中国地震动峰值加速度区划图 GB 18306 2001 评估区 的地震动峰值加速度值为 0 15g 根据 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 评估区抗震设防烈度为 7 度 设计地震分组为第一组 评估区属 区域地壳稳定性等级为基本稳定区 图 2 2 近场区地震空间分布 五五 工程地质条件工程地质条件 根据 任丘热电厂 2 300MW 供热机组工程可行性研究勘测报告 永丰厂址和边庄灰场 北汉灰场场地场地地层为第四系冲积物 岩性以 粉土 粉质粘土 粉 细砂为主 现将永丰厂址 40m 以内的地层按岩性 及物理力学性质从上至下分为 5 层 并分别叙述如下 粉土层 浅灰褐色 黄褐色 湿 稍密 中密 土质均匀 无粘 性 粉质感明显 无光泽 摇振析水反应中等 迅速 干强度及韧性低 土质中见团块状铁质氧化物 局部夹薄层粉质粘土 粉砂 该层厚 3 80 13 50m 层底埋深 3 80 13 50m 层底高程 7 09 2 57m 地基土 承载力特征值 100kPa 粉质粘土层 黄褐色 湿 可塑 坚硬 土质不均匀 切面稍有 光滑 干强度和韧性中等 土质中见铁质氧化物渲染 局部为灰黑色淤 泥质 局部夹薄层粉土 粉砂 该层厚 3 50 11 80m 层底埋深 9 00 20 80m 层底高程 14 42 2 63m 地基土承载力特征值 110kPa 粉土层 浅黄褐色 灰褐色 湿 中密 密实 土质均匀 无粘 性 粉质感明显 无光泽 摇振析水反应中等 迅速 干强度及韧性低 土质中见团块状铁质氧化物 局部夹薄层粉质粘土 粉砂 该层厚 2 50 17 00m 层底埋深 16 00 30 00m 层底高程 23 65 9 65m 地基 土承载力特征值 200kPa 粉 细砂层 1粉砂层 浅褐黄色 灰褐色 湿 中密 密实 砂质均匀 成 分有长石 石英及云母 局部砂质不纯 泥质含量较高 局部夹薄层粉 土 粉质粘土 局部该层缺失 由于该层埋深在 30 00m 左右 故有的钻 孔未揭露该层 该层厚 2 00 4 10m 层底埋深 26 00 32 00m 层底高 程 25 65 19 66m 地基土承载力特征值 120kPa 2细砂层 浅灰褐色 黄褐色 湿 中密 密实 砂质均匀 成 分有长石 石英及云母 局部夹薄层粉土 粉质粘土 局部该层缺失 由于该层埋深在 30 00m 左右 故有的钻孔未揭露该层 该层厚 2 70 5 40m 层底埋深 25 00 33 80m 层底高程 27 34 18 65m 地基 土承载力特征值 260kPa 粉质粘土层 黄褐色 灰褐色 湿 可塑 坚硬 土质不均匀 切面光滑 干强度和韧性中等 高 土质中见少量铁质氧化物 混有少 量小块姜石 局部夹薄层及团块状粉土 部分钻孔勘探深度未至该层 此次勘探深度未揭穿该层 该层层底埋深 25 00 33 80m 层顶高程 27 34 18 65m 地基土承载力特征值 300kPa 拟建场区地层岩性结构见勘探点平面布置图 图 2 3 和 1 1 和 2 2 工程地质剖面图 图 2 4 和图 2 5 另外根据 任丘热电厂 2 300MW 供热机组工程可行性研究勘测报告 对地面下 20m 深度范围内的饱和粉土及粉细砂进行液化判别 地下水 位采用近期内年最高水位 1 50m 场地地震基本烈度为 7 度时 各评估区 内粉土及粉细砂不产生液化 六六 水文地质条件水文地质条件 一 水文地质概况 一 水文地质概况 调查区内地下水赋存于第四系和第三系部分松散岩类含水层中 地 下水类型为松散岩类孔隙水 区内第四系含水层组与地层时代基本对应 即第 含水组相当于全新统 Q4 第 含水组相当于上更新统 Q3 第 含水组相当于中更新统 Q2 第 含水组相当于下更新统 Q1 根据地 图 2 3 图 2 4 图 2 5 下水开采现状 水力联系及地下水动态类型的特征 将工作区内第四系 含水层组划分为浅层地下水和深层地下水 1 浅层地下水 浅层含水组底界埋深 55 110m 之间 包括第 含水组和第 含水组 中上部 主要用于农田灌溉 含水层岩性上部多为粉砂 下部粉细砂 一般无良好的连续隔水层 地下水属潜水 潜水 微承压水 地下水位 埋深 2 3 9 15m 见图 2 6 水质结构多为浅层淡水 浅层咸水 淡水 类型 永丰厂址评估区内浅层含水组底界埋深 80m 左右 单位涌水量 2 4 3 24m3 h m 含水层岩性以中细砂为主 含水层厚度 30 35m 本 次实测地下水位埋深 2 3m 据 任丘热电厂 2 300MW 供热机组工程可行 性研究勘测报告 所取水样 2 组 进行腐蚀性分析结果 SO42 含量为 301 6 655 1mg L Cl 含量为 808 3 964 2mg L Cl SO42 含量为 1109 9 1619 3mg L Cl SO42 0 25 含量 883 7 1128 0mg L PH 值为 7 2 7 3 综合判定 地下水对混凝土结构无腐蚀性 对钢筋混凝 土结构中的钢筋具中等腐蚀性 对钢结构具中等腐蚀性 根据采取土样 腐蚀性分析结果 SO42 的含量为 72 0 144 0mg kg Cl 含量为 177 5 397 0mg kg Cl SO42 含量 249 5 541 0mg kg Cl SO42 0 25 的含量为 195 5 433 0mg kg PH 值为 8 3 8 7 经综合判定 土对钢筋混凝土 结构无腐 蚀性 对混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀 对钢结构无腐蚀性 边庄灰场评估区地下水位埋深 8 90m 含水层岩性以细砂为主 北汉灰场评估区地下水位埋深 9 15m 含水层岩性以细砂为主 2 深层地下水 深层地下水开采深度多在 160 500m 之间 包括第 含水组下部 第 图 2 6 含水组和第 含水组上部 是目前生活饮用水及工业 油田用水的主 要开采层 含水层岩性以细砂 粉细砂 中细砂为主 厚度 120 150m 单位涌水量 6 05 9 91m3 h m 地下水为承压水 地下水位埋深 25 0 60 0m 见图 2 7 水质类型为 HCO3 SO4 Na 永丰厂址评估区内含水层岩性以粉细砂为主 含水层厚度 125m 左右 地下水位埋深 54 0m 水化学类型为以 HCO3 SO4 Na 为主 边庄灰场评估区地下水位埋深 54 5m 含水层岩性以细砂为主 北汉灰场评估区地下水位埋深 56 4m 含水层岩性以细砂为主 3 第三系明化镇含水组 底板埋深 740 820m 开采段分别 500 650m 680 820m 含水层 岩性主要由中细砂层组成 油田用水的主要开采层 二 地下水补径排条件 二 地下水补径排条件 浅层地下水主要接受大气降水的补给 其次为灌溉回归 河渠入渗 补 给 同时由于地下水的开采引起天然流场的改变 在不同年份可以获得 不同程度的侧向径流补给 地下水流向自西北流向东南 浅层地下水排 泄以人工开采为主 其次是蒸发和侧向径流排泄 深层地下水主要接受周围侧向径流补给 同时通过弱透水层可以接 受 一定量的上覆含水组越流补给及地层压缩造成的弹性释水补给 深层地 下水的排泄主要是人工开采 70 年代中期 地下水基本保持天然流向 以南西 北东向为主 沿白洋淀一线 地下水由西流向东 自 70 年代后 期 随着工农业的发展 特别是油田区工农业和生活用水的大量开采 改变了地下水的天然流场 并形成以市区为中心的水位降落漏斗 地下 水流向漏斗中心 图 2 7 第三系明化镇含水组补给来源主要是侧向径流补给 随深度增加 补给条件越来越差 地下水的排泄主要是油田开采 三 地下水水位动态 三 地下水水位动态 浅层地下水水位受降水 人工开采影响极为显著 呈降水入渗 开 采型和降水入渗 开采蒸发型 枯水年 水位自春灌开始下降 至 7 8 月份受降水影响 水位有小的回升 随后继续下降 自 10 月末水位趋于 平稳 年内整体呈持续下降趋势 丰水期 整体呈持续上升趋势 8 9 月份水位为年最高值 1998 2004 年地下水位下降 0 59m a 深层地下水水位动态类型在现状条件下主要为越流补给 开采排泄 型 高水位期出现在 2 月底或 3 月初 随后春灌开始 水位下降 低水 位期一般出现在 5 6 月 6 月末 7 月初 雨季来临 农灌基本停止 水位缓慢回升 至来年 2 3 月出现最高水位 1980 2004 年地下水位下 降 1 50m a 第三系明化镇含水组的 2 个开采段 1975 年任丘油田开采之前 水位 埋深 1 9m 自流至 1998 年下降为 56 51m 和 59 35m 平均年下降速率 2 48m 和 2 7m 油田采水量相对稳定以后 区域性等幅下降 七七 人为工程活动对地质环境的影响人为工程活动对地质环境的影响 永丰厂址评估区及其附近破坏地质环境的人类工程活动较强烈 主 要是开采地下水 农业耕种 开采石油等 边庄灰场和北汉灰场评估区 及其附近破坏地质环境的人类工程活动较强烈 主要是烧砖取土 开采 地下水 农业耕种 开采石油等 小结小结 永丰厂址评估区地形平坦 地貌类型单一 第四系 第三系地层厚 度大 分布连续 基底构造相对稳定 表层土以粉土 粉质粘土 粘土 为主 局部含淤泥质透镜体 岩土工程地质条件较差 由于受人工开采 地下水 石油的影响 改变了地下水补给 径流排泄条件 水文地质条 件较差 抗震设防烈度为 7 度 地震发生频率属一般地区 场区内破坏 地质环境的人类工程活动较强烈 地质条件复杂程度中等 边庄灰场和 北汉灰场评估区地形变化较大 地貌类型单一 第四系 第三系地层厚 度大 分布连续 基底构造相对稳定 表层土以粉土 粉质粘土 粘土 为主 局部含淤泥质透镜体 岩土工程地质条件较差 水文地质条件较 差 抗震设防烈度为 7 度 地震发生频率属一般地区 场区内破坏地质 环境的人类工程活动较强烈 地质条件复杂程度中等 第三章第三章 地质灾害危险性现状评估地质灾害危险性现状评估 一一 地质灾害类型及发育特征地质灾害类型及发育特征 通过地面调查和搜集已有资料 在现状条件下 各评估区及其周围已 发生的主要地质灾害为地面沉降和地裂缝 见图 3 1 一 地面沉降 1 地面沉降的历史与现状 沧州地区地面沉降始于 20 世纪 60 年代中期以后 1965 1975 年期 间 地面沉降仅发生在地下水开采漏斗沧州市中心地带 下降速度一般 小于 10mm a 1975 1979 年随着深层地下水的大规模开采 地下水位下 降 降 图 3 1 落漏斗扩大 地层岩土力学平衡被破坏 使沧州地区普遍发生了地面沉 降 形成了沧州 任丘 河间 黄骅 青县等多个沉降区 任丘沉降区是多因素复合型沉降区 区内石油 天然气 地下热水 和地下水开采均不同程度地影响着地面沉降 根据我公司 任丘市地面 沉降调查报告 1979 1989 年地面沉降发生的范围重点集中在以东凉村 南 安庄以西 任六站北侧为中心的市区沉降区 累计最大沉降量为 590mm 以南小征村南 1 5 公里 太平庄村北 1 公里处为中心的沉降区 累计最大沉降量为 538mm 1989 1999 年地面沉降范围扩大 在任丘油田各个供水站皆有发生 其中 重点形成了以史村 付家庄和华北油田设计研究院为中心的南 北两个大型地面沉降区 南区的中心位于史村以南 付家村以西处 北 区中心位于西关 南关 其分布与供水站深井开采区分布相一致 与地 下水开 采漏斗区分布基本一致 1989 1999 市区地面累计最大沉降量为 626mm 根据河北省国土资源厅 河北省沧州市地质灾害调查与区划报告 2003 年 12 月 1975 2001 年底 南区地面沉降中心累计沉降量超 过 1200mm 北区沉降中心累计沉降量也已超过 1200mm 地面沉降的不断 发展 致使华北油田 71 口油水井发生套管上窜现象 上窜率 67 最高 达 1 2m 严重影响了油水井的寿命和油田正常开发 永丰厂址评估区位于任丘市东南部 距离任丘市北区沉降中心约 3 5Km 1975 2001 年底 评估区累计地面沉降量 1000mm 年沉降速率 为 37 03mm a 边庄灰场和北汉灰场评估区位于任丘市东南部 距离任丘市南区沉 降中心约 9 0Km 1975 2001 年底 评估区累计地面沉降量 700mm 年沉 降速率为 25 92mm a 2 地面沉降机制分析 本区引起地面沉降的原因主要是过量开采地下水 地下热水及油气 资源等 形成地面沉降的机制如下 地层结构 一般地面沉降与地层及其结构有关 任丘市区地层多为松散的粘土 粉质粘土互层 属于可压缩土层 但土体固结比较缓慢 本区地层可划 分为三个层段 市区市区 0 820m0 820m 地质固结结构特征表地质固结结构特征表 表表 3 13 1 层 段 地质结构层地质 时代 底板 埋深 岩性特征 第一结构层Q3 450 110粘土 粉质粘土 粉土互层 厚度 92 9m 第二结构层Q1 2 3160 500粘土 粉质粘土互层 厚度 214 0m 压 缩 层第三结构层N1 2M2740 820粘性土 浅层水Q3 450 110 粉砂 粉细砂为主 富水性中等 水位下降较大 深层水Q1 2 3160 500细砂 粉细砂 中细砂为主 开采较大 含 水 层 深层水N1 2M2740 820中细砂为主 水位下降较大 地面沉降主要与砂层和粘性土层的压密释水有关 任丘市沉积有巨 厚的松散层 其颗粒较细 结构复杂 以深层承压水为主要开采层 由 于大量开采深层地下水 引起孔隙水压力降低和有效应力增大 致使含 水层被压缩 颗粒接触面积增大 孔隙度减小并释水 产生弹性变形 当含水层中的水压恢复后 骨架则复原 含水层的储容水量亦能复原 只形成暂时性地面沉降 含水系统的供水能力可以得到恢复 其沉降量 小 一般相当粘性土压缩率的 15 沉降反应快 粘性土层孔隙度大 孔隙微小 主要含结合水 大量开采地下水 使含水层水头大大下降 当含水层与粘性土层之间的水头差足以克服水与颗粒之间的结合力时 水便从粘性土层中排出 释水时孔隙压缩 使粘土矿物颗粒接触面积增 大 颗粒间发生相对位移 孔隙结构被破坏而发生塑性变形 当含水层 中水压恢复后 只能使粘性土层被压缩的孔隙中水压升高 而不能使孔 隙度和储容水量恢复到初始状态 形成永久性地面沉降 任丘市埋深 500m 以上粘土累计厚度达 306 90m 主要开采段 160 500m 的粘性土累 计厚度达 214 00m 为地面沉降创造了物质基础 除地质结构本身外 地面沉降还与下列因素有关 地下水开采状况 地面沉降的产生和发展过程是含水层排水后孔隙水压力发生变化 相邻粘性土层排水固结变形的过程 由于含水层是以砂类土为主 排水 固结在短时间内完成 而相邻粘性土层多为欠固结岩层 由于水的顶托 压力下降 孔隙水压力减小 在上覆土层的自重压力下 排水固结是一 个相对缓慢的过程 所以地面沉降滞后水位下降一个时段 当开采和补 给能够趋向平衡时 开采层和弱透水层水位将先后趋于稳定 粘性土压 密释水趋向缓和 在开采层水位先期稳定时 地面沉降仍在继续 随着 时间的推移地面沉降也将趋缓 地面沉降量与地下水水位下降幅度呈高 度正相关 其分布范围与地下水水位下降漏斗基本一致 据我院的 任丘市地面沉降调查报告 可知 任丘市区 1976 年前主 要开采第 含水组 井深 250m 以上 满足农业 生活用水及当地部 分工业用水 1975 年开采量为 100 104m3 1977 年 3 月开始 随着任丘油田大规模的建设 大批水井投产 地 下水过量开采 1977 年的地下水开采量比 1976 年增加了近 10 倍 主要 开采深层地下水 1977 1981 年日开采量由 4 104m3增加到 17 104m3 1981 1985 年 为任丘油田发展史上的高峰期 相应地下水开采量达到有史以来的最大 量 1982 年地下水平均日开采量 18 06 104m3 至 1985 年日平均开采量 一直徘徊在 15 9 18 06 104m3 以油田开采地下水为主 基本对 1000m 以内的各含水层 组 进行了开采 随着地下水的开采 地下水的降落漏斗不断加深 向外扩展 并且 随着油田集中开采区的转移而转移 1978 年漏斗中心在季家铺一带 主 要受油田水源地中部和北部集中开采的影响 1981 年 12 月 水位降落漏 斗中心位于任七站和任五站 形成了两个漏斗中心 1985 年 6 月漏斗中 心至南小征一带 1986 年以后随着石油产量减少 地下水开采量趋于稳 定 1986 1989 年日开采量下降到 12 1 104m3左右 地下水开采量趋于 稳定 任丘市地面沉降的产生和发展过程与地下水的开采过程基本保持 一致且滞后一个时段 1979 1989 年地面沉降发生的范围重点集中在以 东凉村南 安庄以西 任六站北侧为中心的市区沉降区 累计最大沉降 量为 590mm 以南小征村南 1 5 公里 太平庄村北 1 公里处为中心的沉降 区 累计最大沉降量为 538mm 1990 1998 年油田南部开采减少 而任丘市工业的快速发展 市区 的开采量逐渐增加 日开采量平均 11 104m3左右 漏斗中心逐渐由季家 铺 石门桥到石油设计研究院 由南向北移至市区 形成一个大的水位 降落漏斗 1989 1999 年地面沉降范围扩大 在任丘油田各个供水站皆 有发生 其中 重点形成了以史村 付家庄和设计研究院为中心的南 北两个大型地面沉降区 南区的中心位于史村以南 付家村以西处 北 区中心位于西关 南关 其分布与供水站深井开采区分布相一致 与地 下水开采漏斗区分布基本一致 1989 1999 年市区地面累计最大沉降量 为 626mm 1999 2001 年油田逐步采用对深部油层污水驱油 油田的地下水开 采量逐渐减少 日开采量平均 9 104m3左右 漏斗发展逐步较慢 开采地热引起地面沉降 本区分布地下热水井 抽取地下热水引起水位下降 地层内孔隙水 压力减少有效应力增加 必然引起地层进一步压实而导致地面沉降 天 津地区由于开采 2000m 以内的孔隙型地下热水引起的地面沉降量约 6mm a 开采油气资源引起地面沉降 自 1976 年到 2003 年 华北油田累计探明石油地质储量 11 39 亿吨 天然气地质储量 273 亿吨 主要集中在冀中北部的任丘和河间地区 至 2003 年底已累计生产原油 2 2 亿吨 天然气 60 85 亿吨 当油气开发后 必将使流体压力降低 固体颗粒有效应力增加 从而引起地面沉降 因 此 在油区石油 天然气的开采也是引起地面沉降不可忽略的因素之一 总之 任丘市引起地面沉降的原因除包括土层的自重压密固结外 还与过量开采地下水 地下热水及油气资源有关 其中超采地下水是引 起地面沉降的主要原因 二 地裂缝 近年来任丘市地裂缝频繁发生 主要分布在任丘市区的东部和东南 部的农田中 2002 年任丘市北汉乡北汉村西 500m 发生地裂缝 裂缝可见长度 150m 宽 0 1 0 3m 深度约 1m 走向 NE45 该地裂缝目前已被回填 地面只有零星塌陷痕迹 见照片 14 此地裂缝造成当地农田损坏 北汉 灰场评估区距此地裂缝 0 4Km 边庄灰场评估区距此地裂缝 2 5Km 永 丰厂址评估区距此地裂缝 6 0Km 2001 年发生在麻家坞镇吴好村东的地裂缝可见长度 450m 宽 0 1 0 2m 最大深度 8m 走向 NE45 并伴有塌陷 塌陷最大深度约 1m 2001 年发生在麻家坞镇吴好村西的地裂缝可见长度 100m 宽 0 2 0 4m 最大深度约 1m 走向 NW45 2001 年 3 月发生在吕公堡镇张佐村西地裂缝 于 2001 年 7 月降水后 裂隙明显发展 地裂缝可见长度 400m 宽 0 1 2m 深度 0 2 1 6m 走 向 NE45 并伴有串珠状地面塌陷坑 塌陷深度 0 5m 左右 该地裂缝断 断续续延长近 4000m 2001 年发生在吕公堡镇后李花村西北的地裂缝 可见长度 120m 宽 0 1 1 1m 深度 0 1 1 3m 走向 NE80 并伴有塌陷 塌陷最大深度 约 1m 2001 年发生在吕公堡镇后李花村东的地裂缝 可见长度 100m 宽 0 1 0 2m 深度 0 1 0 3m 走向 NE88 并伴有塌陷 塌陷最大深度 约 0 3m 发生在麻家坞镇和吕公堡镇的上述五条地裂缝造成当地农田损坏 同时附近新施工的机井出现泥浆渗漏 不出水现象 附近地区的坑塘也 有漏水现象 目前此五条地裂缝均已被回填 后李花村东和吴好村西的 地裂缝有小裂缝存在 见照片 15 照片 16 各评估区距离此五条地裂 缝约 10 0 12 0Km 本区地裂缝的形成原因比较复杂 其形成受土体结构 水动力条件 等因素控制以及构造应力等因素的影响 多为复合因素共同作用的产物 现将其形成和发展影响因素作初步分析 地下水位 本次调查中发现地裂缝发育的最大深度一般在浅层地下水位以上 这一方面说明了水对力多方向的传递消散作用 另一方面 当水位以下 岩土层含水量大于塑限 土层处于可塑 软塑状态时 土在缓变应力的 作用下产生塑性变形 而在地下水位以上 土层失水后 塑性降低 脆 性增强 容易开裂 降水和灌溉 降雨和灌溉是地裂缝产生诱发因素 也是促使其显现出来的重要条 件 因为水位以上失水干燥的土层 在突然遇水时 有崩解现象发生 结构发生变化 强度降低 在应力作用下更容易产生和显现出来 另外 水流携带细粒土向深处渗流潜蚀 使隐伏地裂缝扩宽 构造应力作用 地裂缝发育大多具有构造活动性质 在空间分布上分别追溯隐伏断 裂或继承性区域微破裂面发展 构