S301線托克遜-烏拉斯臺(tái)段公路崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

王亞璐

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091)

?

S301線托克遜-烏拉斯臺(tái)段公路崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

王亞璐

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091)

公路工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往與公路沿線及其周邊的復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件密切相關(guān)。本文主要以S301線托克遜-烏拉斯臺(tái)段公路崩塌災(zāi)害為研究對(duì)象，對(duì)區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害的發(fā)育特征、危險(xiǎn)性現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)進(jìn)行了評(píng)估。研究結(jié)果表明：該公路沿線主要發(fā)育崩塌、泥石流、潛在地面塌陷，而滑坡、地面沉降和地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育；現(xiàn)狀評(píng)估均為危害程度中等和危險(xiǎn)性中等的災(zāi)害點(diǎn)；預(yù)測(cè)評(píng)估工程建設(shè)引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等，可能遭受崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等。

崩塌；發(fā)育特征；危險(xiǎn)性評(píng)估；公路

S301線托克遜-烏拉斯臺(tái)段公路建設(shè)項(xiàng)目主要位于吐魯番盆地周邊的山前礫質(zhì)平原區(qū)和阿拉溝中、低山區(qū)。由于該項(xiàng)目的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)公路，屬重要線路工程建設(shè)項(xiàng)目，綜合確定S301線托克遜-烏拉斯臺(tái)段公路建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估級(jí)別為一級(jí)評(píng)估。因此，為使該段公路工程建設(shè)的順利進(jìn)行，減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)改建后公路的危害，本文在對(duì)研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件全面分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)研究成果[1-5]，對(duì)研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型、特征進(jìn)行了分析，并對(duì)該段公路全段崩塌地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行了現(xiàn)狀評(píng)估和預(yù)測(cè)評(píng)估，進(jìn)而可以為區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害的防治工程提供設(shè)計(jì)參數(shù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境分析

1.1 氣象水文

研究區(qū)位于中緯度亞歐大陸腹地，氣候類型屬于典型大陸性干旱氣候。評(píng)估區(qū)發(fā)育較大的河流有白楊河和阿拉溝河。白楊河發(fā)源于博格達(dá)山南坡，由西北向東南徑流，為常年性河流。

擬建公路K39+295-K104+000段沿托克遜縣西北部礫質(zhì)平原布設(shè)。沿線在K49+400-K50+700分布有季節(jié)性洪溝2條，沖溝走向350°，1條為白楊河主溝道，另外一條為白楊河支溝紅山溝，這些洪溝均由發(fā)源于吐魯番盆地西部周邊山地、丘陵區(qū)。

1.2 地形地貌

研究區(qū)為近東西向的條帶形區(qū)域，位于吐魯番盆地西部及其西北部天格爾山和阿拉溝山接合部位地帶，受構(gòu)造控制，區(qū)域上總體地勢(shì)為北高南低，西高東低，整體向吐魯番盆地中心傾斜。因路線基本沿山前平原區(qū)和山區(qū)溝谷布設(shè)，沿途起伏不大。根據(jù)評(píng)估區(qū)及外圍區(qū)域地貌單元的劃分，按照地貌成因類型將評(píng)估區(qū)起點(diǎn)至終點(diǎn)地貌大體分為堆積地貌、構(gòu)造剝蝕地貌、侵蝕構(gòu)造地貌三個(gè)地貌單元，按照形態(tài)類型可進(jìn)一步劃分山前沖洪積傾斜平原區(qū)、圓頂狀低山丘陵區(qū)、緩頂狀低中山區(qū)、尖頂-緩頂狀中高山區(qū)四個(gè)次一級(jí)地貌單元。

1.3 地層巖性

研究區(qū)除吐魯番盆地和阿拉溝主溝、支溝或局部山體表層分布有新生界第四系外，大部分地區(qū)基巖裸露，主要為下古生界志留系，上古生界泥盆系、石炭系、二疊系，中生界三疊系、侏羅系。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)在大地構(gòu)造上隸屬于天山褶皺系與準(zhǔn)噶爾-北天山褶皺系兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，二級(jí)構(gòu)造單元分屬于博羅科努地槽褶皺帶與北天山優(yōu)地槽褶皺帶兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，擬建公路沿線穿越吐魯番-哈密山間坳陷和巴倫臺(tái)隆起兩個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元。

擬建公路沿線通過(guò)的主要斷裂為博羅克努-阿其克庫(kù)都克深斷裂及次一級(jí)斷裂，該斷裂為北西-東西-北東向延伸，呈微向南突出的弧形，斷層面總的向南傾，傾角50°～80°。由于該斷裂活動(dòng)具有長(zhǎng)期性和多期性，因此根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)地震震中分布及主要活動(dòng)構(gòu)造圖》及《新疆維吾爾自治區(qū)地震構(gòu)造圖》，博羅克努-阿其克庫(kù)都克深斷裂為活動(dòng)斷裂，有一定的活動(dòng)性，對(duì)擬建公路影響有一定影響。

1.5 工程地質(zhì)條件

根據(jù)《新疆托克遜縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報(bào)告》和《新疆和靜縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報(bào)告》區(qū)域巖土體工程地質(zhì)特征資料，結(jié)合研究區(qū)調(diào)查出露的地層巖性特征，可以將研究區(qū)巖土體劃分為巖體和土體兩大類。按照巖石強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)以及建造類型可將巖體劃分為：(1)塊狀堅(jiān)硬巖漿巖組、(2)層狀、塊狀堅(jiān)硬-較堅(jiān)硬火山碎屑巖組、(3)互層狀堅(jiān)硬-較軟弱碎屑巖組、(4)互層狀較堅(jiān)硬-軟弱的碎屑巖組、(5)層狀較軟弱-軟弱碎屑巖組；此外，按照土體的粒度成分和結(jié)構(gòu)將土體劃分為(1)礫類土單層土體、(2)粘性土、礫類土雙層土體、(3)砂、粉土多層結(jié)構(gòu)土體、特殊土體-季節(jié)凍土、(4)鹽漬土。

1.6 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，地下水類型為基巖裂隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水和松散巖類孔隙水。

1.6.1 基巖裂隙水

分布于研究區(qū)托克遜縣魚兒溝口至烏拉斯臺(tái)中高山區(qū)(K104+000-K226+011.046)。含水層巖性主要為志留系、泥盆系灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、凝灰粉砂巖、凝灰砂巖、硅質(zhì)巖夾鈣質(zhì)砂巖及華力西期花崗巖類，受構(gòu)造及風(fēng)化作用的影響，巖石破碎，裂隙發(fā)育，具備空間貯水條件，以構(gòu)造裂隙水為主，風(fēng)化裂隙水次之?；鶐r裂隙水水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Na型，礦化度小于1.0 g/L。

1.6.2 碎屑巖類裂隙孔隙水

僅分布于研究區(qū)伊拉湖鄉(xiāng)西部低山區(qū)(K81+000-K94+000)，巖性以泥巖、泥質(zhì)礫巖為主。上覆第四系細(xì)砂，下部為第三系泥巖夾薄層泥質(zhì)砂巖。單井涌水量2.1 m3/d，水質(zhì)一般較差。

1.6.3 松散巖類孔隙潛水

分布于研究區(qū)擬建公路起點(diǎn)至魚兒溝口沿線山前沖洪積礫質(zhì)平原及阿拉溝河谷河床中(K39+295-K226+011.046)，含水層為冰水沉積、沖洪積層，組成巖性以砂礫石為主,孔隙發(fā)育，透水性好。水位埋深30～50 m。該層結(jié)構(gòu)單一，滲透性良好。單井涌水量均在1 000～3 000 m3/d，地下水礦化度一般小于1.0 g/L，水化學(xué)類型以HCO3·SO4-Ca·Na型或SO4·HCO3-Ca·Na型水為主。

2 地質(zhì)災(zāi)害類型及特征

研究區(qū)主要位于吐魯番盆地周邊的山前礫質(zhì)平原區(qū)和阿拉溝中、低山區(qū)，通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查，發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為崩塌、泥石流、潛在地面塌陷，而滑坡、地面沉降和地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。本文主要對(duì)區(qū)內(nèi)發(fā)育的崩塌地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害特征

研究區(qū)擬建公路山區(qū)地段(K104+000-K226+011.046)，除K104+000-K121+000段為避開阿拉溝水庫(kù)建設(shè)工程區(qū)沿阿拉溝南側(cè)低山丘陵區(qū)布設(shè)外，上述其它地段基本沿阿拉溝主溝布設(shè)。阿拉溝主溝寬200～1 500 m，中上游一般寬500～1 500 m，中下游一般寬200～500 m。兩側(cè)山體海拔高程為780～3 285 m，中上游為拓寬“U”型谷，中下游多為狹窄的“V”型谷，目前沿主溝有老S301省道和南疆鐵路沿溝而行?，F(xiàn)狀條件下，崩塌主要分布在阿拉溝中下游兩側(cè)陡峻的山坡處；中上游地段兩側(cè)山坡處崩塌災(zāi)害不發(fā)育。

通過(guò)本次野外實(shí)地調(diào)查，研究區(qū)崩塌類型按巖性劃分可分為巖質(zhì)崩塌和堆積層崩塌，其中巖質(zhì)崩塌11處(含擬挖方段潛在崩塌6處)，堆積層崩塌8處(含擬挖方段潛在崩塌2處)。

根據(jù)國(guó)土資源部頒發(fā)的《<縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求>實(shí)施細(xì)則(修訂稿)》，滑坡、崩塌(危巖體)、泥石流規(guī)模級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)可知，研究區(qū)內(nèi)崩塌規(guī)模均為小型，主要危害對(duì)象為擬建公路、過(guò)往行人、車輛和牲畜等。

3 崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

現(xiàn)狀評(píng)估是指對(duì)已有地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估。在基本查明評(píng)估區(qū)內(nèi)已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件、分布、類型、規(guī)模和變形活動(dòng)特征，在引發(fā)因素與形成機(jī)制的基礎(chǔ)上，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，對(duì)研究區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性和對(duì)擬建公路工程危害的范圍與程度作出評(píng)估。

3.1 巖質(zhì)崩塌

沒(méi)有實(shí)際效果支撐的戰(zhàn)略都是紙上談兵。因此，恩澤集團(tuán)通過(guò)集成信息系統(tǒng)，自動(dòng)收集各類運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)施戰(zhàn)略運(yùn)營(yíng)分析，以直觀數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法，實(shí)現(xiàn)精益醫(yī)療戰(zhàn)略管理的落地和持續(xù)改進(jìn)。

已發(fā)生的基巖崩塌災(zāi)害(包括擬挖方段也存在已發(fā)生的崩塌災(zāi)害)主要分布在擬建公路沿線穿越構(gòu)造中山地段，因擬建公路絕大部分是在現(xiàn)有老路基礎(chǔ)上進(jìn)行改擴(kuò)建，老路已進(jìn)行了道路開挖，現(xiàn)狀條件下發(fā)育11處巖質(zhì)崩塌(QB01、QB02、QB05-QB08以及XB01、XB02、XB05-XB07)，用定性、半定量分析的方法對(duì)11處巖質(zhì)崩塌穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)研究區(qū)內(nèi)已發(fā)生的崩塌的主要特征、穩(wěn)定性、危害程度和危險(xiǎn)性現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)估，評(píng)估結(jié)果表明其穩(wěn)定性均為穩(wěn)定性差。沿線崩塌災(zāi)害發(fā)育程度為中等發(fā)育，危害程度為中等。其危害對(duì)象主要是公路和過(guò)往行人、車輛、牲畜等。因此，現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果為上述崩塌災(zāi)害點(diǎn)危險(xiǎn)性中等。

3.2 堆積層崩塌

研究區(qū)現(xiàn)狀條件下發(fā)生的因人工邊坡開挖造成的8處崩塌災(zāi)害(QB03、QB04、XB03、XB04、XB08-XB11)，在前述崩塌災(zāi)害發(fā)育特征的基礎(chǔ)上，用定性、半定量分析的方法對(duì)8處崩塌穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)區(qū)內(nèi)已發(fā)生的崩塌的主要特征、穩(wěn)定性、危害程度和危險(xiǎn)性現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明其穩(wěn)定性均為穩(wěn)定性差。沿線崩塌發(fā)育程度為中等發(fā)育，危害程度為中等。其危害對(duì)象主要是公路和過(guò)往行人、車輛、牲畜等。因此，現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果為QB03、QB04、XB03、XB04、XB08-XB11崩塌危險(xiǎn)性中等。

結(jié)合區(qū)內(nèi)發(fā)育的巖質(zhì)崩塌和堆積層兩種崩塌類型的現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果，區(qū)內(nèi)已發(fā)生的崩塌災(zāi)害中，無(wú)危害程度大和危險(xiǎn)性大災(zāi)害點(diǎn)，均為危害程度中等和危險(xiǎn)性中等的災(zāi)害點(diǎn)。

4 崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

4.1 工程建設(shè)引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)

4.1.1 已有崩塌

根據(jù)公路工程建設(shè)方案，沿?cái)M建公路K104+000-161+000段分布19處巖質(zhì)(堆積層)崩塌帶(XB01-XB11和QB01-QB08)，因路線緊鄰阿拉溝主溝床南側(cè)坡腳現(xiàn)有公路或簡(jiǎn)易路，在新建公路加寬取直中，局部仍需開挖清理坡腳崩塌堆積體，對(duì)崩塌斜坡段的斜坡環(huán)境將有所破壞。同時(shí)，在工程施工過(guò)程中的爆破震動(dòng)與機(jī)械震動(dòng)，對(duì)形成巖質(zhì)(堆積層)崩塌具有加劇作用。但該路段坡高不高，在道路施工中通過(guò)適當(dāng)放坡，預(yù)測(cè)形成崩塌的規(guī)模不大，一般小于1 000 m3，不易發(fā)生中-大型崩塌。因而預(yù)測(cè)建設(shè)工程易加劇已有的巖質(zhì)崩塌災(zāi)害，落石可能會(huì)直接崩落至公路，具有砸壞路面、掩埋道路，阻塞交通、威脅過(guò)往車輛及行人的危害，危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。

4.1.2 擬挖方段潛在巖質(zhì)崩塌

研究區(qū)存在六處擬挖方段潛在巖質(zhì)崩塌QB01、QB02、QB05、QB06、QB07、QB08，均分布在阿拉溝中下游地段。該段沿線地層巖性為凝灰粉砂巖、凝灰砂巖、硅質(zhì)巖夾鈣質(zhì)砂巖及灰?guī)r透鏡體的火山碎屑巖，為塊狀堅(jiān)硬-較堅(jiān)硬的脆性巖石，節(jié)理裂隙發(fā)育程度較差，天然狀態(tài)下，斜坡穩(wěn)定性較差，根據(jù)路線方案，路塹邊坡高度5～50 m，邊坡結(jié)構(gòu)為基巖斜向斜坡，穩(wěn)定性差，預(yù)測(cè)形成崩塌規(guī)模為小型，體積小于4 000 m3，為小型崩塌，威脅對(duì)象主要為過(guò)往車輛及行人，不易引發(fā)中大型崩塌災(zāi)害，對(duì)應(yīng)崩塌穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)，引發(fā)小型崩塌的可能性中等，危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。

4.1.3 擬挖方段潛在堆積層崩塌

研究區(qū)存在兩處擬挖方段潛在堆積層崩塌(QB03、QB04)，分布在阿拉溝中下游地段。該段沿線地層巖性為第四系冰水沉積卵礫石、角礫、砂組成，局部地表有漂礫直接出露。天然狀態(tài)下，斜坡穩(wěn)定性較好，根據(jù)路線方案，路塹邊坡高度5～10 m，邊坡結(jié)構(gòu)呈半膠結(jié)狀態(tài)，穩(wěn)定性差，預(yù)測(cè)形成崩塌規(guī)模為小型，體積小于1 000 m3，為小型崩塌，威脅對(duì)象主要為過(guò)往車輛及行人，不易引發(fā)中大型崩塌災(zāi)害，對(duì)應(yīng)崩塌穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)，引發(fā)小型崩塌的可能性中等，危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。

擬建公路其它地段，不存在大規(guī)模邊坡開挖和深挖方工程，巖土體穩(wěn)定性較好，不易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，預(yù)測(cè)工程建設(shè)引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

4.2 工程建設(shè)可能遭受崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)

根據(jù)公路工程建設(shè)方案，沿?cái)M建公路K104+000-161+000段分布的19處巖質(zhì)(堆積層)崩塌(XB01-XB11和QB01-QB08)，因路線緊鄰阿拉溝主溝床，距斜坡坡腳較近，處于崩塌、落石危害范圍之內(nèi)，落石可能會(huì)直接崩落至公路，預(yù)測(cè)該段易遭受崩塌災(zāi)害的危害，威脅擬建公路及過(guò)往車輛、行人，危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。

擬建公路其它地段，現(xiàn)狀條件下無(wú)崩塌災(zāi)害發(fā)生，施工過(guò)程注意合理削坡，不會(huì)引發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害，預(yù)測(cè)工程建設(shè)可能遭受崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)研究區(qū)主要位于吐魯番盆地周邊的山前礫質(zhì)平原區(qū)和阿拉溝中、低山區(qū)，通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查，發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為崩塌、泥石流、潛在地面塌陷，而滑坡、地面沉降和地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。

(2)對(duì)研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的19處崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)估。研究結(jié)果表明：區(qū)內(nèi)已發(fā)生的崩塌災(zāi)害中，無(wú)危害程度大和危險(xiǎn)性大災(zāi)害點(diǎn)，均為危害程度中等和危險(xiǎn)性中等的災(zāi)害點(diǎn)。

(3)對(duì)研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的19處崩塌災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)進(jìn)行了評(píng)估。研究結(jié)果表明：預(yù)測(cè)評(píng)估19處崩塌(含擬挖方段潛在崩塌8處)段工程建設(shè)引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等，可能遭受崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性中等。擬建公路其它路段預(yù)測(cè)引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性小?？赡茉馐鼙浪鸀?zāi)害的危險(xiǎn)性小。

[1]劉海松, 范敏, 倪萬(wàn)魁,等. 灰色關(guān)聯(lián)度法在公路地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì).2005.32(3):32-34.

[2]余紹淮, 錢昌靜, 張霄. 基于遙感技術(shù)的公路地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法[J]. 中外公路.2016(4):42-46.

[3]張婷. 新疆天山公路地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究[D].重慶交通大學(xué).2015.

[4]張旭光, 張永軍, 張黎. 蘭州市西固區(qū)河口鎮(zhèn)八盤村崩塌穩(wěn)定性分析[J].地下水.2015.37(5):210-213.

[5]中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局.滑坡防治工程勘查規(guī)范(DZ/T0218-2006)[S].2006.

2017-03-12

王亞璐(1989-)，男，甘肅平?jīng)鋈?，助理工程師，主要從事水文地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方面的工作。

P642.21

B

1004-1184(2017)03-0241-03