公路工程地質災害危險性評估探究

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摘要：甘肅省某高速公路工程位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣，地處青藏高原東端，甘青交界處，是進入藏區(qū)主要交通通道。工程沿線不穩(wěn)定斜坡類、泥石流地質災害十分發(fā)育。本文對地質災害類型及特征進行分析，進而對地質災害危險性進行評估，同時提出了相應的地質災害防治措施建議，為工程設計及建設提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

關鍵詞：地質災害；危險性評估；高速公路工程

1.地質災害類型及特征

評估區(qū)內(nèi)共發(fā)育不穩(wěn)定斜坡和泥石流災害四處，其中不穩(wěn)定斜坡三處，泥石流發(fā)育一條。

1.1不穩(wěn)定斜坡

不穩(wěn)定斜坡類型、分布及發(fā)育特征本次調查確定不穩(wěn)定斜坡三處，可能的變形破壞方式為滑坡或崩塌。按構成斜坡物質組成分為巖質不穩(wěn)定斜坡。各不穩(wěn)定斜坡特征見表1：X1不穩(wěn)定斜坡位于在建公路K13+950~K15+50段西南側300處，為一自然巖質不穩(wěn)定斜坡。擬建管線從X1斜坡坡面翻越而過，坡面呈直線狀，坡高80m~100m，坡寬50m~60m，整體坡度30°~40°，坡向210°，斜坡體主要由二疊系板巖構成，坡腳基巖出露。巖體風化強烈，極為破碎，坡頂裂隙發(fā)育，坡面上偶有溜塌現(xiàn)象。X2不穩(wěn)定斜坡位于在建公路K13+950~K15+50段西南側150處，為一自然巖質不穩(wěn)定斜坡。擬建管線從X2斜坡坡面翻越而過，坡面呈直線狀，坡高80m~100m，坡寬70m~80m，整體坡度30°~40°，坡向30°，斜坡體主要由二疊系板巖構成，坡腳基巖出露。巖體風化強烈，極為破碎，坡面裂隙發(fā)育，坡面上局部有崩塌現(xiàn)象。X3不穩(wěn)定斜坡位于在建公路K11+600~K13+250段西南側200m處，為一自然巖質不穩(wěn)定斜坡。坡面呈直線狀，坡高40m~50m，坡寬100m~150m，整體坡度40°~50°，坡向15°，斜坡體主要由二疊系板巖構成，坡面基巖出露。巖體風化強烈，極為破碎，坡面裂隙發(fā)育，坡腳由于施工開挖導致坡面坡積物出現(xiàn)溜塌現(xiàn)象。

1.2泥石流

（1）泥石流類型與分布特征評估區(qū)內(nèi)發(fā)育1條泥石流—達麥鄉(xiāng)江陰溝泥石流，分布于在建公路K20+820~K22+800處的侵蝕構造山地中，擬建管線從其溝口跨過。泥石流均由暴雨所激發(fā)，暴雨多集中于7~9月，泥石流的發(fā)生也集中于此期間，約占全部泥石流爆發(fā)頻率的90%以上。按流域形態(tài)特征，該泥石流為溝谷型；泥石流類型按其規(guī)模劃分均為小型泥石流；按泥石流容重劃分均為稀性泥石流。（2）泥石流的特征N1泥石流（達麥鄉(xiāng)江陰溝泥石流）位于在建公路K20+820~K22+800北側，擬建天然氣管線從其溝口跨過。流域形態(tài)呈“柳葉”形，流域面積19.1km2，流域相對高差510m，主溝道長7.15km，主溝縱坡降為74.3‰，支溝發(fā)育。溝谷總體上呈南北向展布，地勢北高南低，屬典型的中山溝谷地形。區(qū)內(nèi)地形高差較大，溝坡坡度30°~50°，植被覆蓋率30%。溝道中下游溝谷段較窄，谷底寬15m~30m，呈“U”形。溝口扇形地經(jīng)人類工程活動形態(tài)已改變，完整性較差。擬建天然氣管線從其溝口跨過，主要威脅管線及過往車輛行人。

2.工程建設可能引發(fā)地質災害危險性預測評估

區(qū)內(nèi)地質環(huán)境較為脆弱，自然地質環(huán)境對人類工程活動較敏感，其環(huán)境改變后可能引發(fā)一些災害的發(fā)生。根據(jù)本項目特點，工程建設主要為管溝開挖和穿越工程方面。

2.1管溝開挖可能引發(fā)地質災害的危險性預測評估

（1）上、下坡地段管溝開挖可能引發(fā)地質災害的危險性預測評估擬建管線上、下坡段均采用淺埋方式，開挖深度一般為1.5m~3m，最深處達6m，溝寬1.2m~2.0m，巖性主要為板巖（圖1、2），坡體一般均較陡，坡度在40°左右，因此預測擬建管道上、下坡地段施工過程中引發(fā)局部崩塌或滑坡災害的可能性較大，但規(guī)模一般較?。ū?），主要威脅施工設備（挖掘機1~2臺）和施工人員（3~5人），危害方式以壓埋為主，可能造成的損失為小，危險性小。（2）其他地段管溝開挖可能引發(fā)地質災害的危險性預測評估管線一般地段全部采用溝埋敷設，管溝開挖1.2m~1.5m。在巖石層、礫石等特殊地段時，管溝超挖0.2m，開挖形成的邊坡較陡，坡度一般在70°~80°，局部近乎直立，在地震、降水、機械振動的影響下，極易使邊坡失穩(wěn)引發(fā)滑坡或崩塌災害，預測管溝開挖引發(fā)地質災害的可能性小，但由于規(guī)模有限，威脅范圍較小，主要威脅施工設備（挖掘機1~2臺）和施工人員（3~5）人，可能造成的經(jīng)濟損失小于100萬元，損失小，危險性小。

2.2穿越工程可能引發(fā)地質災害的危險性預測評估

擬建管道沿線穿越在建王夏高速公路8次，穿越S312省道7次，穿越大夏河12次，穿越方式均采用頂鋼筋混凝土套管穿越，可能引發(fā)地質災害的可能性小，可能造成的經(jīng)濟損失小，危險性小。

3.工程建設可能加劇地質災害危險性預測評估

3.1工程建設可能加劇不穩(wěn)定斜坡地質災害危險性預測評估

評估區(qū)現(xiàn)狀發(fā)育3處不穩(wěn)定斜坡，其中2處位于擬建線路上，分別為X1和X2，擬建管道在斜坡上埋設；其余1處均位于擬建管線北側，擬建管道均位于近坡腳處。擬建管道均采用溝埋敷設，在經(jīng)過X1和X2不穩(wěn)定斜坡時，需在斜坡上進行開挖，開挖深度1.7m~1.9m，對山坡進行了不同程度的切坡削方，改變了原始斜坡狀態(tài)，破壞了坡體結構面，導致斜坡的穩(wěn)定性降低，在重力和降水等因素的作用下，極易發(fā)生崩塌或滑坡地質災害；擬建管道在經(jīng)過X3不穩(wěn)定斜坡時，需在近坡腳一帶進行管溝開挖，管溝規(guī)模較小，溝寬一般1.0m左右，施工范圍亦較小，開挖過程只需在坡腳局部進行小規(guī)模開挖甚至不挖，由于X3三處斜坡的現(xiàn)狀穩(wěn)定性為差，其余2處的現(xiàn)狀穩(wěn)定性為較差，因此，預測擬建管溝開挖加劇X3不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質災害的可能性大，加劇其余2處不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質災害的可能性較大，主要威脅擬建管道、施工設備和施工人員，威脅管道長度一般在100m～400m，施工設備（挖掘機）1～2臺，施工人員小于10人，可能造成的經(jīng)濟損失一般小于100萬元，損失為小，依據(jù)地質災害危險性評估標準表（表3-16），管溝開挖加劇X3不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質災害的危險性為中等，加劇X1、X2不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質災害的危險性為小。

3.2工程建設可能加劇泥石流地質災害危險性預測評估

擬建工程會產(chǎn)生棄土，堵塞溝道，因此預測擬建工程加劇泥石流溝的可能性較大，可能造成的損失中等，危險性中等。

4.地質災害危險性綜合評估

根據(jù)以上評估原則、依據(jù)和方法，將評估區(qū)地質災害危險性綜合分區(qū)劃分為地質災害危險性中等區(qū)（B）和地質災害危險性小區(qū)（C）2個區(qū)。

4.1地質災害危險性中等區(qū)（B）

該區(qū)主要位于在建高速樁號K12+000~K12+500、K20+820~K22+800段，管道長度475m，占擬建管道總長度的3.82%?，F(xiàn)狀評估：區(qū)內(nèi)發(fā)育不穩(wěn)定斜坡和泥石流兩類地質災害，其中X3不穩(wěn)定斜坡，現(xiàn)狀穩(wěn)定性差，發(fā)生地質災害的可能性大，可能造成的損失小，危險性中等；泥石流溝1條，為中易發(fā)；規(guī)模等級為中型，發(fā)生地質災害可能性較大，可能造成的損失小，危險性均小。預測評估：管溝開挖加劇X3不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質災害的可能性大，可能造成的損失小，危險性中等；工程建設可能加劇N1泥石流地質災害的可能性較大，可能造成的損失中等，危險性中等。綜合評估：該區(qū)為地質災害危險性中等區(qū)

4.2地質災害危險性小區(qū)（C）

該區(qū)為地質災害危險性中等區(qū)以外的其他區(qū)域，管道長度10667m，占擬建管道總長度的96.18%?，F(xiàn)狀評估：區(qū)內(nèi)發(fā)育不穩(wěn)定斜坡地質災害，其中不穩(wěn)定斜坡2處，分別為X1和X2不穩(wěn)定斜坡，現(xiàn)狀穩(wěn)定性均為較差，發(fā)生地質災害的可能性較大，可能造成的損失小，危險性?。活A測評估：管溝開挖引發(fā)地質災害的可能性較大，可能造成的損失小，危險性??；穿越工程可能引發(fā)地質災害的可能性小，可能造成的損失小，危險性小。工程建設加劇泥石流的可能性小，可能造成的損失小，危險性??；工程建設加劇X1、X2不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質災害的可能性較大，可能造成的損失小，危險性小。綜合評估：該區(qū)為地質災害危險性小區(qū)。

5.地質災害防治措施建議

根據(jù)實際調查，評估區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定斜坡和泥石流兩種地質災害，根據(jù)當?shù)氐闹卫砗头雷o經(jīng)驗，結合本工程和場地的實際情況，提出相應的防治措施如下：

5.1不穩(wěn)定斜坡

區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀發(fā)育3處不穩(wěn)定斜坡，防治措施建議如下：（1）擬建管道在X1和X2上以淺埋方式通過，需在斜坡上進行開挖，因此，建議采取坡腳設置擋土墻、坡面設置格柵狀漿砌塊（片）石護面、坡頂設置截排水溝的綜合防治措施。（2）擬建管道在X3不穩(wěn)定斜坡的近坡腳一帶以淺埋方式通過，只需在坡腳局部進行小規(guī)模開挖甚至不挖，因此，采取必要的臨時護坡即可。

5.2泥石流

（1）對于N1泥石流，擬建管線位于泥石流的堆積區(qū)，埋置深度一般1.2m～2.5m，一旦發(fā)生泥石流，對擬建管道的危害程度較輕，泥石流的危害方式以淤埋為主，因此，該區(qū)域內(nèi)泥石流的防治以疏通、排導為主。（2）施工季節(jié)應避開雨季，防止施工人員、設備損失。

6.結論

評估區(qū)內(nèi)共發(fā)育不穩(wěn)定斜坡和泥石流兩類地質災害。其中不穩(wěn)定斜坡3處，泥石流溝共發(fā)育1條。管溝開挖引發(fā)地質災害的可能性較大，可能造成的損失小，危險性??；穿越工程可能引發(fā)地質災害的可能性小，可能造成的損失小，危險性小。評估區(qū)地質災害危險性綜合分區(qū)劃分為地質災害危險性中等區(qū)（B）和地質災害危險性小區(qū)（C）2個區(qū)。根據(jù)地質災害危險性及地質災害防治難度，確定擬建場適宜性為地基本適宜。

參考文獻：

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［3］付清華,李志強,張小榮.甘肅省公路地質災害區(qū)劃分區(qū)指標研究與實踐[J].公路交通科技（應用技術版）,2010,6（11）：61-63.

作者:許玉龍 單位:甘肅省地礦局第二地質礦產(chǎn)勘查院