青藏铁路沿线地质灾害分布及特征

青藏铁路地处青藏高原腹地，起点在青海省省会西宁市，终点西藏自治区首府拉萨，全长1 956 km。青藏铁路格尔木—拉萨段北起青海省格尔木市，沿途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山，再经西藏自治区安多、纳曲、当雄、羊八井、西藏自治区首府拉萨市，全长1 142 km。长期以来，青藏铁路沿线地质灾害调查研究停滞不前，为水工环地质工作程度极低区，与青海、西藏经济的快速发展极不协调。而该地区特有的环境地质问题仍不为人所详知。因此，对青藏铁路沿线的地质灾害及环境问题的研究显得尤为重要。

1 自然地理

青藏铁路格尔木—唐古拉山口段除格尔木—南山口段为柴达木盆地南缘外，大部分地处青藏高原腹地，地势高峻;江源水系纵横，沼泽湿地连片，湖泊星罗棋布。高峻陡峭、沟壑幽深的昆仑山雄居于南部，近东西向绵延起伏，成为长江源区与柴达木盆地内陆水系的分水岭。最高峰玉珠峰雪山海拔6 178．6 m，一般在5 300 m以上;唐古拉山耸立于研究区南部，近东西向展布，最高峰各拉丹冬雪山海拔6 621 m，山脉两侧高原平均海拔5 000 m左右。区内山地切割强烈，相对高差达千米以上，区内海拔5 200 m以上山区常有现代冰川分布，寒冻风化岩屑坡遍布;平原区海拔多在4 500 m左右，地势相对平缓，起伏高度300 m～600 m，且多被第四纪地层覆盖;在楚玛尔河谷等地区的中上游地段，分布有新月形移动沙丘，最高达十几米，风蚀荒漠化强烈。研究区位于青海省西南部，北起格尔木市，南至唐古拉山口，地理坐标介于东经90°33'～95°20'，北纬 32°26'～35°46'间，总面积 2．44 ×104km2。研究区交通条件较为方便，青藏公路、青藏铁路自北东至南西贯穿整个研究区。

2 地质灾害的分布及特征

在整个研究区内，按照地质灾害的分布规律、发育程度，可分为山区地质灾害区和平原区地质灾害区。

2．1 山区地质灾害区

山区是以寒冻作用引起的冻融灾害及斜坡侵蚀引起的岩土侵蚀等灾害为主的地质灾害区。按其分布特征和灾害类型可划分为海拔4 700 m以上因寒冻作用引起的寒冻风化岩屑坡亚区和海拔4 700 m下因水力、风力、重力和冻融复合作用引起的岩土侵蚀亚区。

寒冻风化岩屑坡:分布在海拔4 700 m以上的昆仑山山脉一带。寒冻风化破碎的岩块、碎石在风力、重力、冻胀等作用下，形成碎石岩屑坡，从山脊向山谷延伸，围绕山峰呈环带状分布，上部植被非常稀少。其最大的危害在于破坏植被，加速了山地岩土侵蚀。

石川、石海:分布在岩屑坡以下的斜坡沟谷中，系岩屑坡块石在冻融蠕移、季节性水流及重力作用向下运移。它们在向下运移过程中破坏植被，减少草场的有效面积，使地表粗糙化。

融冻泥流与热融滑塌:广泛分布在昆仑山区斜坡—坡麓地带或沟谷的谷肩带以及无常年性流水的沟谷中;在粘性土组成的平缓山坡且有多年冻土层分布的地方最为发育。在活动过程中，因上部土壤层滑移剥离，向下运移压覆，造成土壤、植被以成倍的面积破坏，是山地岩土侵蚀的一种主要灾害类型。

2．2 平原区地质灾害区

平原区的地质灾害主要表现为岸坡侵蚀、斜坡失稳、人工采挖等引起的滑坡、崩塌、泥石流以及风蚀、风积等引起的沙漠化和河湖淤积等灾害，此外还有局部由冻胀融沉作用引起的冻胀丘、热融塌陷等冻融地质灾害。

2．2．1 岸坡侵蚀

由河流侵蚀作用引起的岸坡坍塌、滑坡、崩塌。主要分布在昆仑河两岸，集中发育在雪水河至南山口河流两岸高台地上，本区高台地以亚砂土和卵砾石互层为主，具有水平层理，半胶结，坡脚多受流水侵蚀作用。

2．2．2 泥石流、崩塌、滑坡

昆仑山一带多发育互层状砂岩、板岩及千枚岩，且地质构造发育，节理裂隙密集、物理风化盛行，岩体表部的结构完整性差，新构造活动性导致斜坡体遭受强烈的流水侵蚀后，崩塌、滑坡、泥石流多发，具有范围大、频度低、分区性、群发性和周期性强等特点。

1)泥石流。

格尔木—昆仑山口青藏铁、公路沿线区域地质灾害发育一般，破坏性相对较轻。但类型多样，成因相对较复杂。区内泥石流灾害分布较广，对铁、公路沿线危害较大。泥石流种类齐全，分为泥流、石流和泥石流三类。广泛发育于本区，根据调查从南山口—昆仑山口，威胁青藏铁的泥石流有11处，在昆仑山附近发育的石流以融冻作用为主，从三岔河大桥至南山口发育的泥石流以水蚀作用为主。

研究区内泥石流形成特征(见图1):形成区，具有足够数量的岩屑风化重力和冰雪供给;流通区，河谷横断面窄而深，纵向坡降多岩坎，有利于泥石流加速，一旦松散碎屑物被水饱和，摩擦力减小，在重力及其他因素下，发生泥石流;堆积区，由巨砾和粘土混杂堆积组成，分选差，与冰渍物相似，泥石流堆积物砾石含量高于冰渍物，而粉砂含量低于冰渍物，堆积物中5 cm～20 cm砾石砾向呈叠瓦式排列逆指向上游趋势，泥石流堆积物无明显层理，并常有泥包砾结构，有时有泥球、压楔等构造，0．5 cm以上砾石上有碰击纺捶状碰坑或擦痕。

图1 泥石流形成示意图

对铁路有危害的泥石流、洪积扇主要分布于干沟、雪水河水、纳赤台附近、昆仑山隧道进口。泥石流发育区山坡风化严重，植被稀少，岩体破碎，山坡一般陡峻，泥石流物质来源丰富，泥石流呈垄状、扇状堆积地貌。

2)崩塌。

研究区崩塌体规模一般较小，以重力卸载和寒冻风化作用为主，分布于昆仑河(含盖野牛沟)、南沟、雪水河河流两岸和昆仑山、纳赤台等山体岩质陡坡带及一些陡峭悬壁附近，多由半胶结的第四纪冲洪堆积物以及脆性的岩石组成。山区以岩体崩塌为主，河谷两岸以松散岩类坍塌为主。研究区崩塌具有分布面积广，形式多样，对铁路危害程度不一等特点，可以大体分为以下三种形式:

a．危岩、落石。

研究区内地势比较平缓，对铁路线路有影响的危岩、落石主要分布于纳赤台附近昆仑河南岸和位于纳赤台公路段辖内昆仑河南岸之山前坡脚。本段铁路以路堤形式通过。落石地段地形陡峻，风化作用强烈，岩体构造节理发育，多呈碎石状、棋盘状。临空面多发育危岩，落石山体坡度为70°～80°，地层岩性为古生界石灰岩，层理产状约为 N80°E/60°N，层理厚度 0．5 m ～1．0 m。节理裂隙发育，发育五组节理，其产状分别为 N82°E/74°N，SN/75°N，N85°W/71°N，N20°E/31°S，N12°W/70°S，节理间距0．1 m ～0．3 m，节理密度4条/m2～7条/m2，延伸长度多为1 m～3 m，五组节理纵横交错，岩体被切割成碎块体，风化作用使得裂隙扩大张开，裂隙一般宽度1 cm～5 cm，另见有多条裂隙宽达20 cm。岩石块体处于临界状态，形成危岩，有个别落石越过线路10 m开外滚入对面冲沟。

b．岩堆。

岩堆主要分布于昆仑山隧道乱石沟东西两侧，地处西大滩断裂和昆仑山垭口断裂两条逆冲断层间的隆起盘中，挤压褶皱强烈，节理、裂隙发育，加之山坡陡峻，因而岩堆较为发育。岩堆大小不一，多分布在陡坡中下部及较大型冲沟两侧山坡，物质成分为板岩、片岩碎块，松散。昆仑山垭口采取了长隧道方案，线路避开了岩堆发育区。

c．坍塌。

河岸坍塌主要分布在格尔木河(上游称昆仑河)、雪水河的少部分河段。河谷深切，造成岸坎陡立，边坡多不稳定，有坍塌现象，边坡坡顶多有裂缝发育。河岸地层为砂类土及碎石类土，颗粒之间无联结，抗冲刷能力差。河流下切作用强烈，岸坎陡立，高度10 m～40 m;凹岸侧蚀掏空，坡顶出现平行河流的裂缝。水库坍岸主要位于大干沟水电站水库蓄水河道段。该河段岸坎陡立，河床下切深达40 m。受河水侧蚀冲刷及库水浪冲影响，圆砾土松散层构成的河岸边坡不稳定，有坍塌现象。

3)滑坡。

滑坡主要分岩质和土质滑坡，岩质滑坡多见于山地丘陵地区，研究区内滑坡分布较少，多分布在深切割山谷处，多以融冻破坏为主，滑坡多伴随着融冻泥流同时发生(见图2)。土质滑坡极不发育，在研究区内仅有几处土方量较少的滑坡。

图2 昆仑山北麓山间沟谷滑坡

2．2．3 冻胀丘和热融塌陷

冻胀丘和热融塌陷在研究区内分布较少，只是在昆仑山北麓山间宽谷平原地区发育。冻胀丘多呈半圆～椭圆形丘状，直径1 m～3 m，高0．5 m～2 m，表部冻胀裂缝发育。一般为一年或多年生，冬季冻胀隆起，次年4月份～5月份开始融化，7月份～8月份消融塌陷。热融塌陷多与冻胀丘伴生，常见于多年冻土下限附近的沟谷底部、山前倾斜平原或河床两侧。热融塌陷地表形态呈圆形和不规则椭圆形～条形，直径数十米至数百米，周边同心环状拉张～弯曲裂缝发育。

研究区冻胀融陷引起的地面变形主要分布于昆仑山山前冻土斜坡湿地。冻土地区由于季节融化层的存在，在多年冻土上限与季节融化层往往形成软弱结构面，在斜坡地段就是潜在的滑动面。冻土斜坡湿地处多发育地下冰，斜坡湿地段也就成为融冻泥流、热融滑坍的发育区和潜在的发育区。冻土斜坡湿地上游多有不冻的水源也是冰椎形成区或潜在形成区。部分斜坡湿地发育段为深季节冻土区，冻结深度在1．13 m～3．50 m，冷季季节冻结层形成后与下伏地层接触带间产生不稳定结构面，在重力作用下成为潜在滑动面。

2．2．4 土地荒漠化

土地荒漠化广泛分布于平原地区，受气候影响因素，植被多以高寒草本植物为主，且生长周期较短，土壤受风力侵蚀作用严重，多发育以砾石土为主的荒漠化裸地。在西大滩北山前冰水平原、野牛沟阳坡及山前平原及大甘沟—南出口广泛平原地区还发育有大面积风积沙丘，形成一种雄壮的高原沙漠景观。

2．3 地震灾害

青藏高原是我国大陆现今地壳构造运动最为强烈的地区，以活动断层规模大、分布密集，地震活动频繁、震级高、地表破裂带长，同震位移量大为主要特点。

2001年11月14日昆仑山南麓发生的M=8．1级地震，是近50年来我国大陆内部震级最大的一次地震。地震发生后的5 min，“兰—西—拉”光缆“纳赤台—五道梁”段中断。同时对青藏铁路南山口到沱沱河400 km的建设工地及生活设施均造成不同程度的影响，房屋出现裂缝，围墙倒塌，设备被砸，正在施工中的青藏铁路格拉段受到破坏。

3 结语

为了更好保证青藏铁路的畅通运输，保护青藏高原的生态环境，预防各种自然灾害对青藏铁路运输的威胁，创造良好的人为工程与自然环境相互和谐，促进青海、西藏两省的经济发展，对青藏铁路沿线的地质灾害问题进行综合系统地调查分析评价是很有必要的，为保障交通干线安全运行和地质环境保护提供地质依据。

［1］程国栋，赵 林．青藏高原开发中的冻土问题［J］．第四纪研究，2000，20(6):28-29．

［2］Cheng G D，Dramis F．Distribution of mountain permafrost and slimate［J］．Permafrost and periglacial processes，1992，3(2):83-91．

［3］李 新，程国栋，陈贤章，等．GIS支持下的高海拔冻土对气候变化的响应模型［J］．中国科学(D 辑)，1998，42(1):72-79．

［4］李述训，程国栋，郭东信，等．气候变暖条件下青藏高原冻土变化的数值模拟［J］．中国科学(D 辑)，1996，26(4):342-347．

［5］程国栋，王根绪，王学定，等．江河源区生态环境变化与成因分析［J］．地球科学进展，1998，13(sup):24-31．

［6］张森琦，王永贵，辛元红，等．黄河源区生态环境地质调查研究报告［R］．2002．

［7］焦克勤，沈永平．唐古拉山地区第四纪冰川作用与冰川特征［J］．冰川冻土，2003，25(1):93-94．

［8］李吉均，郑本兴，杨锡金，等．西藏冰川［M］．北京:科学出版社，1989:238-242．

［9］郑本兴，焦克勤，李世杰，等．青藏高原第四纪冰期年代研究的新进展［J］．科学通报，1990(7):533-537．

［10］崔之久，伍永秋，刘耕年，等．青藏公路昆仑山垭口天然剖面记录［M］．广州:广东科技出版社，1998:81-111．

［11］孙 丽，徐卫东．江西省安远县滑坡灾害发育特征与形式条件［J］．山西建筑，2010，36(5):95-96．