8.3 工程建设适宜性评价

8.3 工程建设适宜性评价

8.3.2、8.3.3 工程建设适宜性定性评价主要从工程地质与水文地质条件、场地治理难易程度等方面进行评价。工程地质与水文地质条件从场地稳定性、地形坡度、岩土均匀性及工程性质、洪水及地下水影响等方面进行评价。场地稳定性作为工程建设适宜性评价的前提,地形坡度、岩土特征、地下水影响都制约工程建设适宜性,而地表排水条件、洪水也对工程建设适宜性有重要影响,2010年夏季我国东北、西南及西北地区洪水肆虐,许多地区的日降雨量突破了新中国成立以来的最高值,原来地势低洼的建筑物及居民受到洪水及泥石流地质灾害的严重影响,对于受洪水影响的地段其灾后重建的建设适宜性需要科学地进行评价。

    随着我国经济的发展,国力逐渐增强,在定性评判工程建设适宜性时应充分考虑场地治理难易程度,即补救性工程措施、经济可承载能力对工程建设适宜性的影响。场地治理难易程度主要从场地平整难易、地基及施工条件、工程建设诱发次生环境地质灾害的可能性、地质灾害治理难度等方面进行评价。当前国家对地质灾害的防治高度重视,规定对地质灾害易发区必须配套建设地质灾害治理工程,地质灾害治理工程的设计、施工和验收应当与主体工程的设计、施工、验收同时进行。因此,地质灾害治理难度应是场地治理难易程度的重要方面,并对场地的工程建设适宜性具有重要影响。

    本规范提出的评价单元多因子分级加权指数和法是工程建设适宜性评价的一种量化方法,但不是唯一方法,当有成熟经验时,可采用包括模糊综合评判法在内的其他方法进行计算评判。应当以发展的眼光来看待评价单元多因子分级加权指数和定量评价方法,该定量评价方法虽已通过现有26个抽样算例验证,但随着本规范的使用,更多的经验和数据的积累,在权重确定、评价因子量化标准、适宜性指数分级标准等方面会得到逐步改进。

8.3.4 影响规划区工程建设适宜性的因素众多且非常复杂,因此需要对影响因素的特点进行梳理、归并,建立科学的因子评价体系。本次建立二级因子体系,力求做到层次清楚、归属明确、涵盖广泛,并紧密符合于适宜性定量评判模型。根据各因子对场地工程建设适宜性的限制影响程度,依据现行国家及行业标准、地区标准及经验,建立起相应因子评价标准,作为量化各因子影响程度的前提。考虑到全国各地地质环境条件变化复杂,其实是难以建立起涵盖所有地质环境因素的评价因子体系,因此允许各地依据特定的地质环境条件和规划工作需要,建立相应的评价因子体系,并结合有关标准、规程及地区经验进行评价因子的定性分级、定量赋分。

    建设项目选址应当节约、集约利用土地,合理、集中布局。国土资源属于不可再生资源,对于不适宜工程建设的土地尤其应慎重。对于本规范附录D定量标准表中有关不适宜的定量评价标准说明如下:
      1)洪水淹没深度或用地标高低于防洪(潮)水位>1.0m的地区、跨区域防洪标准行洪、泄洪的水系水域属不适宜工程建设地区。
      2)大型危岩体(崩塌区落石方量>5000m3),山高坡陡,岩层软硬相间,风化严重,岩体结构面发育且组合关系复杂,形成大量破碎带和分离体,山体不稳定,破坏力强,难以治理。这些危岩体及其下方,危岩崩塌时可能直接波及地段划为不适宜区。
      3)不稳定的巨型、大中型滑坡对工程和建筑物危害性很大,常常冲毁和掩埋工程和村庄,治理极为困难。不稳定的滑坡体上,巨型、大中型滑坡可能直接波及的地段划为不适宜区。
      4)Ⅰ1、Ⅱ1类的泥石流爆发规模大、活动频繁、正处于发展阶段,分布和影响范围很大,破坏后果严重,治理困难,其泥石流沟谷及影响地段为不适宜区,不应作为规划建设场地,各类线路工程应避开。
      5)对不稳定的溶洞、采空区,受降雨、地震等因素影响会逐渐产生地面塌陷,随着时间推移地面塌陷会进一步加剧,故塌陷严重区不适宜工程建设。

      6)采空区采深采厚比小于30、地表非连续变形的地段、地表移动活跃的地段,产生台阶、地裂缝、塌陷坑的可能性非常大,一般不适宜工程建设。
      7)对于强烈全新活动断裂带,其平均活动速率较大(>1mm/a),历史地震震级一般≥7级,可产生级联或分段地表破裂,地面峰值加速度很大,一般≥0.4g。地震发生时地面形态将显著改变,各类工程将遭到严重破坏,造成重大的不可抗拒的人员和经济损失,非工程措施可以抵御,唯一的对策就是避让,属于不适宜规划建设区。
      8)对于抗震设防烈度大于Ⅸ度即Ⅹ度和Ⅹ度以上的地区,亦即地震动峰值加速度大于等于0.4g的地区,地震造成的灾害非常严重,抗震设防难度大、成本特别高,大量的活动断裂引起的地表错动、滑坡、崩塌等地震地质灾害造成大坝、道路、管线破坏并易产生次生灾害,市政公用设施破坏严重,很难进行人工防御,因此划为不适宜区,规划选址必须避让。

    其他需说明的问题包括:
      1)蓄滞洪区和防洪保护区
    根据《中华人民共和国防洪法》,蓄滞洪区是指包括分洪口在内的河堤背水面以外临时贮存洪水的低洼地区及湖泊等。防洪保护区是指在防洪标准内受防洪工程设施保护的地区。
      2)防洪标准和防洪(潮)水位
    按照国家标准《防洪标准》GB 50201的有关规定,防护对象的防洪标准应以防御的洪水或潮水的重现期表示,对特别重要的防护对象,可采用可能最高洪水位表示。各类防护对象的防洪标准,应根据防洪安全的要求,并考虑经济、政治、社会、环境等因素,综合论证确定。蓄滞洪区的防洪标准,应根据批准的江河流域规划的要求分析确定。
    各类防护对象的防洪标准确定后,相应的设计洪水或潮位、校核洪水或潮位,应根据防护对象所在地区实测和调查的暴雨、洪水、潮位等资料分析研究确定。
      3)泥石流类型、全新活动断裂分级和土、水腐蚀性分级
    该表中所涉及的Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅰ3、Ⅱ3类泥石流沟谷,强烈全新活动断裂、中等全新活动断裂、轻微全新活动断裂,土、水腐蚀性分级的划分标准可参照国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定执行。

      4)坍岸可分为稳定库岸、较稳定库岸、欠稳定库岸及不稳定库岸,可按下列规定划分:
    ①稳定库岸,地层以完整硬岩为主,物理、水理、力学性质好;工程荷载及其他人类作用影响小,库水位影响轻微;覆盖层浸水稳定,几乎没有坍岸现象(边坡重力失稳除外);②较稳定库岸,地层以较完整岩体为主,物理、水理、力学性质较好;各种因素对库岸的稳定影响较小;覆盖层浸水基本稳定,没有或仅有少量小规模坍岸现象;③欠稳定库岸,地层以较破碎-较完整岩体为主,物理、水理、力学性质一般;覆盖层浸水欠稳定,具有一定数量规模不大的坍岸现象发生;④不稳定库岸,地层为较破碎-破碎岩体或土层,结构较松散,物理力学性质较差,水稳定性差;覆盖层浸水不稳定,库岸变形、失稳较严重,坍岸数量较多,且具有一定规模。
    评价因子的量化标准表(本规范附录D表D)规定了二级因子定量分值与所属分级的对应设置关系、对应于所属分级的定量分值及定量评价标准。定量分值对应于所属分级采用范围值是考虑到当地质环境条件较复杂时,即使隶属于同一分级的因子,其影响程度还是存在差别的,定量分值采用范围值可以更客观地反映因子的实际影响程度。

8.3.5 不同地区、不同地质环境条件的规划区,其评价因子对工程建设适宜性的影响程度、相对重要程度可能不同。一级权重的确定应结合规划区特定的工程地质特点,突出主控因素对场地建设适宜性的限制影响程度而加以确定,因此不规定具体的一级权重值,仅给出建议的权重参考值范围。将指标划分出主控因素、次要因素及一般因素,其中次要因素或一般因素可不划分。
    不管一级还是二级因子的权重确定一般可采用专家会议法、德尔菲法(Delphi)进行确定。
    专家会议法(包括头脑风暴法、交锋式会议法、混合式会议法)即组织有关专家,通过会议形式进行预测,综合专家意见,得出预测结论。由于个人的专业、学识、经验和能力的局限,专家个人判断法往往难免有失偏颇。因此,对于权重这一影响适宜性评价结论的关键参数需要召集相关专家,利用群体智慧,集思广益,并通过讨论、交流取得共识,为合理设置权重值提供依据。

    德尔菲法(Delphi)即组织有关专家,通过匿名调查,进行多轮反馈整理统计分析,得出预测结论。
    德尔菲法(Delphi)一般包括5个步骤:
    ①建立预测工作组
    德尔菲法(Delphi)对于组织的要求很高,进行调查预测的第一步即成立预测工作组,负责调查预测的组织工作。
    ②选择专家
    选择的专家应具有较深厚的专业背景知识,经验丰富,思路开阔,不仅有熟悉岩土工程领域的学术权威,还应有来自生产一线从事具体工作的专家。专家数量应不小于6人。
    ③设计调查表
    调查表设计直接影响预测的结果,基本要求是:所提问题应明确,回答方式应简单,便于对调查结果的汇总和整理。

    ④组织调查实施
    一般调查要经过(2~3)轮,第一轮将预测主体和相应预测时间表格发给专家,给专家较大的空间自由发挥。第二轮将经过统计和修正的第一轮调查结果表发给专家,让专家对较为集中的预测事件进行评价、判断,提出进一步的意见,经预测工作组整理统计后,形成初步预测意见。
    ⑤汇总处理调查结果
    将调查结果汇总,进行进一步的统计分析和数据处理。有关研究表明,专家应答意见的概率分布一般接近或符合正态分布,这是对专家意见进行数理统计处理的理论基础。一般计算专家估计值的平均值、中位数、众数以及平均主观概率等指标。
    德尔菲法(Delphi)对一级因子权重的调查表可参见表2。各个二级因子权重调查表可参照表2形式制定。
    对权重的统计指标主要有期望值、方差、标准差、离散系数、置信区间等。当相应指标的离散系数小于0.35时,可不再进行第二轮调查。

表2 一级因子权重调查表

权重 一级指标
地形地貌 水文 工程地质 水文地质 不良地质
作用和地
质灾害
活动断裂
和地震
效应

1            
2            
3            
4            
5            
6            
           
n            

    对于等概率的离散型随机变量,其期望值为:

式中:n——参与调查的专家数;
    χi——第i个专家给出的权重值。
    考虑到承担规划勘察任务的单位一般为甲级或综合甲级勘察单位,拥有的专家团队和技术骨干可以满足专家会议法和德尔菲法(Delphi)对专家的要求。因此,无论是专家会议法还是德尔菲法(Delphi),参评专家一般可以从本单位技术人员中甄选,必要时亦可从行业中其他单位专家中甄选。

8.3.6 定量计算评价判定标准的具体确定,首先考虑所有参评因子均属于“评价因子的量化标准表”中4个量化分级中某种特定情况时,计算结果存在下列理论上的特殊状态:
    —状态①:当参评指标的“定量分级-计算分值”均为8分时(即该级别的下限值),IS值=80分;
    —状态②:当参评指标的“定量分级-计算分值”均为6分时(即该级别的下限值),IS值=60分;
    —状态③:当参评指标的“定量分级-计算分值”均为3分时(即该级别的下限值),IS值=30分;
    —状态④:当参评指标的“定量分级-计算分值”均为1分时(即该级别的下限值),IS值=10分。
    在实际案例中,评价单元参评因子的“定量分级-计算分值”状态往往存在差别,其计算结果将出现下列变化:
    —状态①的IS值>80分或IS值<80分;
    —状态②的IS值>60分或IS值<60分;
    —状态③的IS值>30分或IS值<30分;
    —状态④的IS值>10分或IS值<10分。
    其次,本次主编和参编单位进行了场地工程建设适宜性定量计算,共完成26个实际规划建设项目的算例。具体计算结果参见表3。

表3 工程建设适宜性定量计算案例

适宜性
等级
项目名称 计算分值 该等级
分值范围
项目个数
适宜 四川省北川新县城 75.5

72.1~
82.2

6
北京市昌平区长陵镇沙岭村 72.1
北京市房山高教园区 75.3

广州市奥林匹克体育中心(丘间
沟谷带)

75.0

广州市新中轴线南段(残丘垄岗
地区)

82.2
广州白云湖周边地区(碎屑岩区) 77.9
较适宜 湖北省老武黄公路(灰岩分布区) 62.5

52.3~
69.4

10
北京市通州区张家湾镇 61.3
北京市通州区齐善庄、三间房 53.4

广州市奥林匹克体育中心(低丘
台地区)

57.0

广州市新中轴线南段(冲积平原
区)

60.9
天津市于家堡金融区 54.7
天津市中新生态城 52.3
重庆市渝北区回兴镇果园村 69.4
四川省汶川县城(河谷阶地区) 56.4

四川省汶川县城(姜维点将台及
其南侧缓坡地带)

54.8
适宜性差 湖北省武昌青菱乡(岩溶塌陷区) 28.7

28.7~
42.2

8
北京市通州区楼梓庄 42.2
北京市门头沟区寨口矿(采空区) 30.8

广州白云湖周边地区(覆盖型岩
溶区)

41.8
广州白云湖周边地区(采空区) 37.2
天津蓟县老虎顶 40.6
重庆市忠县干井顺溪镇 31.2

四川省汶川县城(周边高山斜坡
地带)

40.9
不适宜

青海省玉树藏族自治州结古镇
(活动断裂带附近场地)

18.2

18.2~
19.9

2

四川省阿坝州茂县叠溪镇(小寨
沟泥石流沟谷区场地)

19.9

    从上表可以看出,有6个项目工程建设适宜性等级为适宜,计算分值为(72.1~82.2)分;有10个项目属较适宜级,计算分值为(52.3~69.4)分;有8个项目属适宜性差级,计算分值为(28.7~42.2)分;有2个属不适宜级,计算分值为(18.2~19.9)分。
    根据26个规划项目适宜性评价定量计算所涉及参评因子所属分级及分值,对于不适宜级别的参评因子,其定量分值的平均值应在2分,属于适宜性差级参评因子的定量分值的平均值应在4.5分,属于较适宜级因子的定量分值平均值应在7.0分。综合上述特殊状态及其变化状态、评价单元建设适宜性等级的特点,结合本次规范修订工作中26个实际项目的算例情况,认为20分为不适宜与适宜性差、45分为适宜性差与较适宜、70分为适宜与较适宜级别的分级界线是合适的。

8.3.7 规划区的工程建设适宜性分区应根据各评价单元的适宜性评价结果、地质环境特点,按照区内相同、区际相异的原则进行分区。各评价单元适宜性等级相同、位置相邻的各评价单元可归并为一个区;适宜性等级相同、位置不相邻的各区应视为该适宜性等级的亚区。规划勘察成果图件宜应用GIS技术,其成果、图件应方便规划设计使用。