中巴喀喇昆仑公路冰川地貌地质灾害*

朱颖彦，杨志全，廖丽萍，Steve Zou，Muhammad Waseem，叶成银，陈海鹏，庞 明

（1.中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室，四川成都610041；2.中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所，四川成都610041；3.Dept.of Civil Engineering and Resources，Dalhousie University，Halifax，CanadaB3J 1Z1；4.National Centre of Excellence in Geology，Islamabad，Pakistan 25000；5.中交集团中国路桥工程有限责任公司驻巴基斯坦工程项目部，巴基斯坦伊斯兰堡44000）

中巴喀喇昆仑公路冰川地貌地质灾害*

朱颖彦1，2，3，杨志全1，2，廖丽萍1，2，Steve Zou3，Muhammad Waseem4，叶成银5，陈海鹏5，庞 明5

（1.中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室，四川成都610041；2.中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所，四川成都610041；3.Dept.of Civil Engineering and Resources，Dalhousie University，Halifax，CanadaB3J 1Z1；4.National Centre of Excellence in Geology，Islamabad，Pakistan 25000；5.中交集团中国路桥工程有限责任公司驻巴基斯坦工程项目部，巴基斯坦伊斯兰堡44000）

中巴喀喇昆仑公路（简称中巴公路）所处高山峡谷冰川地带，区域构造复杂、地势险峻、气候多变、冰川活跃，地形、地质与水文等工程地质条件极其恶劣，公路沿线雪崩、泥石流、坍方、滑坡、岩崩等冰川成因的地质灾害频发。自1979年通车以来，中巴公路地质病害严重，处于半年通行状态。中巴公路改扩建项目（雷科特大桥－红其拉甫山口）2008年动工，由中国政府援建，将着眼于改善行车路况和地质灾害治理。由于地缘政治与科研条件的限制，国际上对中国公路沿线地质灾害研究并不多见。该文总结5年野外工作成果和资料，尝试对中巴公路地质灾害发育背景、类型、分布规律和发育特征等方面提供总结与评估。

中巴公路；地质灾害；灾害背景；分布；特征

中国－巴基斯坦公路（又称喀喇昆仑公路（International Karakoram Highway），简称中巴公路，英文缩写为KKH）穿越喜马拉雅山、喀喇昆仑山、兴都库什山交汇的高山冰川区（西喜马拉雅山－喀喇昆仑地区，Western Karakoram-Himalaya、Trans-Himalaya），是中国经巴基斯坦通往南亚和中东地区的陆路交通要道。中巴公路巴基斯坦境内塔科特（Thakot）至红其拉甫（Khunjerab）段（图1）系中国援建，于1979年全线通车，修建历时12年。

中巴公路区域地势北高南低，区内峡谷深切、河流湍急、雪峰林立，是世界上高山密度最大的地区，也是除极地之外，世界上最大的冰川分布区。由于区域构造活跃、地势险峻、冰川发育，地形、地质与水文等工程地质条件极为恶劣，公路沿线雪崩、泥石流、坍方、滑坡、岩崩等冰川成因的地质灾害频发，通车以来，路况逐年恶化，严重影响公路的安全运营。2005年10月8日，在中巴公路雷科特桥（Raikot Bridge）以南，主边界逆冲断裂（Main Mantle Thrust）带发生7.6级巴拉考特（Balakot）大地震，震中烈度Ⅺ度，公路严重损毁。

图1 中巴公路路线图

2006年底中国与巴基斯坦政府签署协议，确定由中国援助巴基斯坦修复中巴公路。2008年2月，喀喇昆仑公路改扩建项目项目正式启动，起点位于喀喇昆仑公路的雷科特大桥，终点巴基斯坦与中国交界的红其拉甫口岸（Khunjerab Pass），改建工程路线全长约332 km。改建工程的目标是改善行车路况和地质灾害治理［1］。

1 区域特征

1.1 地形地貌

中巴公路沿线地貌的总体特征是气候－地貌的垂直分带［2］，形成了强烈对比的干热河谷地貌和冰川地貌以及冰缘地貌过度带（图2）。在海拔低至1 000～3 000m的主河谷底，如洪扎河谷，公路主线沿河展布，是典型干旱与半干旱气候，降雨极少；海拔4 500 m以上，雪山冰川地貌，冰川面积占全部高山面积的28%～37%左右［3］，夏季丰沛的高山降雪与冰川活动强烈，湿润的地表融水沿谷坡向下渗移。在海拔3 000～4 000 m之间，冻融带季节性上下迁移，半干旱－半冰川条件下的冰缘作用主导了地貌过程。

图2 中巴公路剖面及地貌、气候、灾害分区

按线路各段地貌的形态，可总体划分为高山河谷地貌、深切峡谷地貌、高原山岭宽谷地貌（图2）。公路自雷科特至苏斯特段基本为高山宽谷、冲洪积扇与山谷阶地相间地貌，少量路段处于高山峡谷之中；自雷科特至古尔米特（Gulmit，K674）路线以山腰线为主；从古尔米特至毕达克希村段路线基本布设于高山深切峡谷，路线为沿溪线，线位较低；毕达克希村至终点红其拉甫段属高原山岭宽谷地貌，相对高差大，路线以越岭线展线至垭口。中巴公路沿线地貌按海拔可细分为4个区带（图2），每个区带存在变化的小气候、地貌过程和特征。

区带1：本段界于海拔1 000～2 800 m之间，公路桩号区间为k470～k727，公路起点雷科特桥－苏斯特之间。本段位于河谷中下坡或谷底，基本为高山宽谷、冲洪积扇与山谷阶地相间地貌，少量路段处于高山峡谷之中。本路段夏季干热，冬季少雨。部分冰川前端下移海拔2 200 m左右与主河道交汇。在风蚀作用、河流作用和冰缘作用后期，地表强烈剥蚀退化，在河谷坡岸，广泛发育冲积扇、梯坡、冰水沉积、河湖沉积等，在河谷后缘呈现U形谷床。公路主线远离主河，从高悬于印度河、吉尔吉特河、洪扎河的二级阶地、山前洪积扇、山前斜坡中通过，部分路段从河流的河漫滩、一级阶地中通过或以桥梁形式跨越河谷。

区带2：本段界于海拔2 800～4 000 m之间，公路桩号区间为k727～k796，苏斯特－毕达克希（Pidakkesh）之间的深切峡谷地带，亚高山地貌特征，季节性干旱、半湿润冷冬、温暖的夏季，草地稀疏，高山灌丛。物理风化和冰缘作用伴随冰川消融、冰水冲蚀、冰湖，冰川碎屑，岩屑锥、落石和滑坡。冰川在本区段广泛分布，冰面多覆盖厚重的岩屑，陡峻、狭窄、横向山和错向河谷多呈U形。公路路线为沿溪线，紧邻红其拉甫河，线位较低，大多从红其拉甫河的河漫滩通过，少部分以桥梁形式跨越河谷，路线受洪水影响大。

区带3：本段界于海拔4 000～5 500 m之间，公路桩号区间K796～K811，毕达克希－公路终点红其拉甫山口，公路路线以越岭线展线至垭口，是中巴公路全线最高点，每年6－10月因降雪冰川补给。本段大部分为高原山岭宽谷地貌，包括高山冻土带、苔原带、谷坡上部或中部冰雪消融带。极低温条件的冰川过程和强烈的寒冻风化导致岩峰破碎、雪崩和落石频繁，河谷内发育碎石堆、雪盆冰斗、山谷冰川和冰水堆积物、石冰川等典型冰川地貌，锥形冰塔和冰丛广泛分布。

区带4：本段海拔5 500 m以上，位于冰峰峰顶或高原宽谷地带，90%面积为冰雪覆盖，地貌形态表现为尖锐的角峰、雪塔或险峻的冰川刃脊。由于昼夜温差变化和冻胀作用，岩石风化，雪蚀剧烈，岩崩雪崩频繁。本区段存在翻越山口的放牧小路，没有公路主线。

1.2 气候

中巴公路的气候处于中亚与南亚季风的过渡带，高山冰川与干热河谷截然分别，气候垂直分带明显。在海拔1 400 m的吉尔吉特（Gilgit），气候干燥，多年平均降水量不到200 mm［4－5］，夏季最高温度可到40℃以上，冬季最低温度可超过－10℃以下。海拔2 200 m的洪扎谷地（Hunza Valley）以北为高原山地气候，降水量600～1 000 mm之间，空气稀薄，太阳辐射强烈，红其拉甫冬季最低气温达－30℃，最大积雪厚度1.5 m，最大冻土深度0.5 m。在海拔5 000 m以上，群峰为永久性积雪和冰川覆盖，峰谷多有现代冰川，夏季有大量的高山降雪，年降雨量超过2 000 mm［6］。

受印度洋西南季风和地中海西北低气压气流的影响，以及地形和高山降雨阴影效应，夏季降雨集中在7－9月，月降雨集中在1 d或几日中释放，伴随着各类地质灾害同时爆发。

据文献［7］，近十几年来，巴基斯坦年均气温总体上升趋势，降雨增多。中巴公路南段帕瑞（Parri）雨量站（K514，海拔1 360 m）的记录表明**中国路桥工程有限责任公司驻巴基斯坦工程项目部提供。，2010年5－10月的降雨异常，累计降量量达到了1 349mm，5月有8 d降雨，当月累计453mm（图3）。

图3 A段2010年5－10月降雨量分布

1.3 水文与植被

中巴公路沿印度河（Indus Basin）、吉尔吉特河（Gilgit Basin）、洪扎河（Huza Basin）与红其拉甫河蜿蜒而上，受到印度河、洪扎河、吉尔吉特河、希格尔河（Shigar Basin）以及印度河上洲支流希约克河（Shyok River）水系的影响（图4）。河水以高山融雪（冰）水补给为主，少量来自于降雨和地下水。河流冬季流量较小，夏季河水暴涨，流量较大。每年的6－9月为汛期，大多因上游支流冰川、冰湖、融雪、泥石流或塌岸堵河溃决形成洪水。

图4 中巴公路穿越巴北部河流水系

路线区域植被因分布主要受气候、海拔、地形所影响，具有垂直分布和发育的不均匀性的特点。路线从南到北，依次为阔叶林带－阔叶针叶混交林带－针叶林带－亚高山针叶林带－高山灌丛草甸带。苏斯特以南植被覆盖率略高，苏斯特以北植被覆盖率极低、主要以杨树、柳树为主。红其拉甫口岸附近分布有高原草甸。

1.4 工程地质与地震

公路区域自中新世以来，处于强烈挤压构造环境。因印度板块与欧亚板块在帕米尔地区强烈碰撞挤压，帕米尔、喀喇昆仑、西昆仑、兴都库什造山带皆强烈隆升及水平位移，产生巨大的逆冲推覆构造。因挤压不均匀，形成多条宏伟的逆冲断裂带，断裂活动为北西向弧形展布，断层属逆走滑性质，滑动速度可达6～10 mm／a。本区域处于西昆仑－帕米尔地震带，地震活跃。据统计数据［8］，共发生M≥43／4级地震439次，其中5～5.9级地震257次，6～6.9级地震51次，7级以上地震9次，最大震级7.4级。根据调查资料，共有三条断裂带穿越中巴公路（表1）。

公路沿线地层分布第四系松散堆积物。第四系松散堆积物广泛分布于沿线各级河流谷地、山麓及山麓边缘、山原及古夷平面区，类型有崩积、残积、冲积、洪积、坡积、冰川堆积等。沿线出露的沉积岩和变质岩主要有元古界，古生界石炭系、二叠系、中生界三叠系、白垩系地层。岩浆岩沿线路各段均有零星出露，以加里东期及燕山期花岗岩，喜山期花岗岩、闪长岩为主。

表1 断裂带穿越中巴公路

2 地质灾害的类型

由于处于强烈的孕灾环境，中巴公路地质灾害类型全，分布广，公路沿线灾害成面、成线、成群出现。通过资料分析、现场调查与遥感解译，公路沿线主要灾害类型包括崩塌、滑坡、泥石流、雪崩、冻土、水毁、涎溜冰等（表2）。

表2 公路地质灾害分类

2.1 崩塌（落石）

崩塌（包括落石、错落、锥积坡）是中巴公路沿线最为常见的地质灾害之一，全线80%以上路段存在不同程度的崩塌灾害，尤其在苏斯特以北深切峡谷路段，一年四季都有发生（图4）。崩塌成面、成线分布，堆积物砸损、侵占路面，危及行车安全，严重时中断交通。崩塌极其发育的原因是岩质山体、第三系堆积层或第四系松散堆积物受到多期构造作用，各类褶皱、劈理、节理和断层充分发育，在反复的冻融作用、冰楔作用、温差膨胀等物理风化及化学作用下，岩体支离破碎，受到重力牵引或地震，以及人类活动（爆破震动等）触发，岩块脱离母岩，发生失稳崩塌。

图4 K521段岩崩（2009－05－12）

据统计［1］，中巴公路重建段严重崩塌共计54处，累计10.7 km需要工程防治。工程上对其中经常导致公路断通、或频繁发生并对行车安全危害较大的崩塌，采用明洞通过方案；对发生频率不高、危害程度较小的，采用挡墙方案。公路上也考虑在公路运营期间加强养护、清除危岩、及时清方、锚杆加固、挂网喷浆、柔性防护网、设置挡墙、碎落台、混凝土路面辅以清理等措施。

2.2 泥石流

泥石流在中巴公路沿线夏季频繁发生，危害严重（图5）。中巴公路区域构造发育，自第三纪以来的强烈抬升，河床下切，多级河流阶地发育，加之高海拔的冰川气候，寒冻风化强烈，公路沿线发育大规模的冰水洪积扇，堆积物类型以崩积、残积、冲积、洪积、坡积、冰川堆积等成因以及混杂松散堆积为主，为泥石流提供了丰富的物质来源。夏季冰雪消融和集中降雨，为泥石流提供了充足的水动力条件。公路沿线的泥石流有冰川型、沟谷型、坡面型几种，其规模大小不等［9－11］。

图5 K576＋300泥石流（2011－09－07）

现场考察共查明泥石流沟148条［12］，大部分沟谷泥石流为粘性泥石流沟。洪扎以南，雷科特到吉尔吉特（Gilgt）路段，坡面泥石流和冲沟型泥石流发育，多丛生于巨型堆积扇、河流多级阶地和山前冰水扇上，沟床平缓，沟道迁移不定，沟底流水季节性断续，沟内与沟口物质丰富，泥石流堆积物最大粒径可达十几米，有些堆积物新鲜，为近期堆积。洪扎以北到苏斯特一段，河谷宽阔，为高山宽谷、冲洪积扇与山谷阶地相间地貌，沟谷型泥石流对公路影响较小，泥石流堆积物粒径明显减小。苏斯特（Sost）至红其拉甫一段，进入高山深谷地貌，沟内切割深大，大多为过渡性泥石流沟，纵坡陡峭，沟内经年流水，水流湍急，扁平卵石居多，不同程度的侵占、损坏路面。

2.3 滑坡

中巴公路沿线滑坡数量少。从现场调查来看，不同沉积成因的松散体混杂堆积，后期冰缘作用的改造明显，仅依赖地表形迹，不易辨识滑坡。另外，实际上滑坡、崩塌与泥石流常常同时或接踵发生，工程上，大多以崩塌与泥石流来治理。

据设计资料［1］，K650～K651为一滑坡体，该滑坡已趋于稳定，但其后壁、左壁及滑坡体表面局部的崩塌和落石危及行车安全。

野外调查还发现一种“扣带型”顺层岩质边坡。这类边坡分布在中巴公路苏斯特－红其拉普段路段，岩体内发育近直立的节理裂隙群，裂隙相互平行排列，将岩体几乎切割贯通，形成走向一致、倾角60°左右的成层岩板（图6）。在重力作用下，岩体弯曲变形，最外层岩板明显向外挤胀，岩层滑移，产生类似“压杆失稳”现象。K745路段、K765路段发育有二处典型“扣带型”岩质边坡，在靠近坡脚段的边坡出现滑移弯曲而导致破坏。

图6 k745“扣带型”顺层岩质边坡（2011－07－03）

2.4 溜石坡

中巴公路k716～k792苏斯特至毕达克希村（Pidakkesh）路段，发育着一类特殊类型的崩积坡（图7），坡面以粒径均一的岩粒组成，高达几十米甚至上百米，外表形态如锥形坡或平面瀑布，顺公路连绵延伸，气势壮观，我们将之命名为溜石坡［13］。这种地貌特征，最早Drew有描述［14］。

图7 K733＋200溜石坡（2010－10－20）

溜石坡广泛发育在海拔3 500～4 500 m之间，是季节性反复冻融作用的产物。溜石坡多伴生于基岩裸露、地形陡峻的谷坡，坡面嶙峋破碎、植被稀疏、物理风化作用强烈。在先期重力崩积作用下，岩块沿陡峻山坡、山凹堆积，形成碎石堆，后期受到坡顶冰雪融水的淋溶，岩砾充分饱水，在冬季反复冻融作用下，就地劈解破碎，形成天然坡度30°～45°的面坡，成分主要为三叠系－侏罗系页岩、灰岩和砂砾岩，二叠系风化板岩颗粒，大小均一，一般处于临界稳定状态。

溜石坡在形态、沉积结构、颗粒组成与生成环境等方面，与中国川藏公路沿线典型的溜砂坡存在显著不同［15］，成为中巴公路独特的地貌类型。在颗粒尺寸上，溜石坡颗粒均一，大小接近，颗粒比溜砂坡大。在板岩成分的溜石坡表层，溜石呈扁平状，尺寸约8 cm×0.5 cm×3 cm，厚度约15～20 cm，覆盖在底层细砂土之上，呈现典型碎石－土双层结构。溜石坡表层砾石没有明显的重力分选作用，从溜石坡锥底到扇面坡趾，溜石粒径分布没有变化。这说明，溜石坡的发育成因，就地冻融风化作用远大于重力分选作用。

中巴公路沿线溜石坡累计长度约3.4 km。溜石坡坡趾抵公路内挡墙或天然休止角稳定，岩砾常常从坡顶山崖滚落，砸坏路面，挤占路基，水动力条件具备时多诱发坡面泥石流。由于路面拓宽，改建设计沿外侧河道加宽较困难，造成施工向内侧开挖，人为扰动不稳定坡体将引起十分严重连锁反应。

2.5 水毁与崩岸

水毁路段主要处于苏斯特至毕达克希的深切峡谷路段，路线布设为沿溪线，线位较低。每年夏季，远山冰雪融化，河水暴涨，水流湍急，特别是路基紧邻河流凹岸，侵蚀剧烈，顶冲淘蚀、冲刷路基坡脚或冲毁护岸墙，引起路基垮塌毁坏。

崩岸主要发生在中巴公路雷科特桥以北印度河沿岸高悬的多级台地上，尤其是主支流交汇处。2010年7月29日到8月20日期间（表1），中巴公路全线遭遇了81年一遇的特大暴雨袭击，连续降雨引起K491～K493路段印度河水暴涨，8月15日河左岸沟谷发生巨型泥石流，泥石流入汇后侵占河道，挤压印度河河道向右岸摆动，侵蚀高悬的右岸直立岸崖形成凹处涡流，遭受侧蚀，下部掏空，引起大面积垮塌崩岸，造成240 m长的公路主线坠入江中，交通完全中断（图8）。

图8 K491发生大面积崩岸（2010－08－09）

2.6 堰塞湖溃决

中巴公路堰塞湖主要分为两类，一类是冰川成因，另一类是崩滑堵江成因。

（1）冰川成因的堰塞湖

中巴公路K763～K777路段位于巴拉昆河谷（Bara khun Valley）对岸，固加尔帕河谷（Ghujerab Valley）以西。此狭窄河谷路段，因夏布其格雪峰（Chapchingal）融水补给，形成5个南北走向平行发育的冰川泥石流沟。因河道狭窄，水流湍急，泥石流冲出沟口，压缩或堵塞河道，壅水形成小规模堰塞湖，淤埋路基，淹没公路。这类堰塞湖，在多期河水涨落冲刷下，河道短期会恢复正常。

公路沿线不同程度发育各类冰碛湖。帕苏冰碛湖形成于1981年，面积0.12 km2，帕苏冰舌后退，冰前残积的前碛堤与侧碛堤围成洼地，在冰川融水补给下形成小型终碛冰湖（图9）。

图9 K687＋440处帕苏冰川冰前湖（2011－05－07）（2008年1月6日下午16点，帕苏冰湖因为上游冰崩入湖，漫堤泄流，触发大规模泥石流。）

（2）巨型崩塌滑坡堵塞河道而形成的堰塞湖

中巴公路洪扎河谷，在历史上曾经多次发生因谷坡崩塌截断主河，溃坝后产生大洪水事件。例如，1841年与1858年的两次印度河大洪水，都是因为谷坡崩滑堵江溃坝［16－31］。

阿塔巴德（Atabad landslide）堰塞湖（K656～k679）是洪扎河谷近150年来最大的灾害事件［32－33］。2010年1月4日上午11：30，洪扎河右岸Atabad村附近的河谷崩滑，巨型堆积体坠入河床，席卷河底淤泥，跃向洪扎河左岸，左岸崖壁在撞击下顷刻溃塌，瞬间掩埋了下面的公路，截断洪扎河谷，形成巨型碎石坝。碎石坝堆积长达2.97 km，并在短时间内壅水形成了长达20 km的堰塞峡谷湖，建设中的20 km中巴改建公路被淹没（图10）。

图10 K656处Atabad滑坡堰塞湖遥感

2.7 涎流冰

中巴公路K760～K811底赫（Dehhe）至红其拉甫路段，海拔3 200～4 750 m，共有13处涎流冰（图11）。雪山融水沿路侧边坡第四纪松散堆积物或者路堑基岩裂隙大面积渗出，渗流面无规则迁移，部分路段常年流水或季节性出水，公路成为过水路面，可持续数月之久。在气温低于0℃时，路面结冰，局部路段结冰厚度达1～2 m，形成公路涎流冰。

图11 K808处河床涎流冰（2009－06－22）

2.8 冻土

中巴公路K807～K811之间4 km路段为高山宽谷冻土地带（图12），海拔4 300～4 750 m以上，地势平坦，线路两侧峰谷积雪不化，主要有冻胀草丘、热融湖塘、石环、石链等冻土地貌，冻土类型为多冰冻土、富冰冻土、含土冰层，属于低纬度、高海拔多年冻土。

冻土对公路的危害主要为上限的变化和季节冻土的冻胀融沉，引起路面坑槽、沉陷，甚至翻浆，桥台沉陷变形。

图12 冻土层中冰体（2007－09）

2.9 雪崩

中巴公路夏希科特（Shishkat）至毕达克希段（k667～k792）是雪崩高发区。本区段是高山峡谷地带，公路主线沿洪扎河两岸交替布线，谷底海拔约2 500～4 100 m之间，谷顶主峰陡峻，冰雪覆盖，谷岭高差多于1 000 m以上，夏季丰沛的高山降雪，在峰顶谷坡堆积，在秋末冬初和春末夏初极易发生雪崩。崩塌的积雪沿山体沟槽疾速坠落，沿程剥蚀坡面岩砾，来势猛，速度高，推力大，破坏力极强，瞬间堵塞河道、公路，对线路危害性大。

现场调查发现，全线共有21处中、大型雪崩（图13）。沿线雪崩主要有坡面雪崩和沟槽雪崩两种类型，多发生于阴坡，大多数是沟槽型，少数雪崩为坡面型。坡面雪崩因其坡度大，积雪较薄，暴发频率高，但规模小，灾害也较轻微。沟槽雪崩因其雪源区面积大，积雪厚，落差大，故势能也大，虽暴发频率较低，但规模大，危害也较严重。

图13 K671路侧上方山峰发生雪崩（2009－02－28）

3 地质灾害分布规律

中巴公路主线大致南西－北东走向，从海拔460 m的塔科特到4 750 m红其拉甫山口，路线逐渐抬高，地貌、气候、植被、水文等地理要素垂直分异，公路地质灾害的类型、分布受地貌差异性特征控制，呈条带分布。总体说来，从南到北，各类灾害由降雨激发型灾害转变成冰川成因的灾害，如冰川泥石流、雪崩等；在公路北段，分布有高海拔高寒冰川地带特有的灾害类型，如涎流冰、冻土、冻融型泥石流。各路段地质灾害的空间分布规律如下。

（1）高原山岭宽谷路段（K796～K811）

本路段为高原山岭宽谷地貌，公路盘旋爬升至红其拉甫山口与中国接壤。地质灾害以冻融型泥石流、冻土、涎流冰为主。

冻融型泥石流主要分布在红其拉普段附近，受冻土层融化的影响。当上部冻土层融化时，融水使表层细颗粒土达到饱和状态，饱和土在重力作用下，沿着冻融界面缓慢向下滑动。

多年冻土主要分布在红其拉甫附近，海拔4 300 m以上的路段。平面方向呈大片状分布，深度受微地貌、坡面朝向影响。背风朝阳段和地势较高段冻土上限埋深较大（为2.4～3.3 m）；地形低洼平坦、地表排水不畅的阴暗段冻土上限埋深较浅（为2.2～2.8 m）；风口地段冻土上限埋深更浅（为1.7 m）。另外，冻土含冰量与地层岩性有关，细粒含量高，冻土层含冰量大。据钻探、取样及现场含冰量测试等资料，冻土层中冰体以晶粒状、薄膜状、透镜体状、团块状形式存在。

涎流冰主要分布在底赫至红其拉甫，海拔3 200 m以上的路段，冰雪融水从路堑段边坡裂隙水渗出，路面漫流，在反复冻融作用下，凝结涎流冰形成。

（2）深切峡谷路段（k674～k796）

本路段以深切峡谷地貌为主，相间宽阔河漫滩地带。地质灾害以冰川－冰湖溃决型泥石流、水毁、雪崩、崩塌、堰塞湖、溜石坡、岩质滑坡为主。

冰川泥石流集中发育。例如，K668～K687路段夏希科特冰川、古尔米特冰川、固尔金冰川消融形成泥石流沟，沟内长流水，水量丰沛，沟内沉积物多有不同粒径椭圆砾石，表明公路侧降水与冰雪融水主要沿固定路线长期排泄。

冰湖溃决型泥石流常发育在海拔上洪扎河谷－毕达克希，海拔2 500～4 000 m，有冰湖发育的高山沟谷之间。例如，帕苏冰湖、固尔金冰湖近年来都因冰湖溃决而爆发泥石流［34－35］。海拔4 000 m以上冰湖溃决型泥石流少见。

水毁主要分布在苏斯特－毕达克希的深切峡谷路段，海拔2 800～4 000 m。受公路路面与河水面之间的高低关系、河流比降、水位涨落速度、水流速度的影响。当河道折曲，比降大，水位涨落迅速，水流湍急时，河水的下蚀、侧蚀、顶冲掏蚀剧烈，对路基紧邻河流凹岸的坡脚或护岸墙的危害尤为严重，最终会导致路基垮塌毁坏。

雪崩主要分布在夏希科特到毕达克希段，海拔为2 500～4 000 m的路段。主要受季节、地形高差的影响。每年11月－翌年的3月，线路两侧山体上部开始积雪，积雪初期，气温稍有回升，便会发生雪崩；春夏季节气温回升，稳定的积雪下部先期消融、塌落、形成临空面，上部积雪在重力作用下发生雪崩。

崩塌沿线分布，苏斯特至毕达克希西约80 km段内分布有溜石坡，泥岩、板岩及石灰岩的岩性决定了崩积物的颗粒尺寸粒度与形态，溜石坡形态上呈现上陡下缓的地貌特征。

K745路段、K765路段发育有二处典型“扣带型”岩质边坡。

堰塞湖包括中因冰川成因形成的冰湖，包括冰碛湖与冰川泥石流堵河形成的堰塞湖。前者曾在固尔金－帕苏冰川上广泛发育；后者巴拉昆河谷附近发育。

（3）高山河谷路段（k470～k674）

公路自雷科特至苏斯特段为V形窄谷、河漫滩宽谷、山前冲洪积扇与河流阶地相间地貌，少量路段河道狭窄（k645～k662）。该路段的灾害类型有雨水泥石流与雨水－冰川过渡型泥石流、滑坡、堰塞湖、崩塌、水毁。

雨水泥石流与雨水－冰川过渡型泥石流，在洪扎河谷以南k470～K576广泛发育，受夏季西南季风的影响，以降雨、地下水和融雪补给为主。公路主线在远离河道的高悬的多级阶地上通过，各种小型冲沟与大型泥石流沟谷迭次排列，沿沟口放射状分布，巨厚泥石流堆积物随处可见，公路路面成为主要的泥石流停积区。多级泥石流堆积体、河流阶地沉积物、坡积物成为泥石流主要物质来源。随着海拔升高，泥石流类型由坡面泥石流过渡为小型沟道泥石流；因高山沟谷冰水融化，泥石流发育，在老的河流阶地与洪积扇上侵蚀切割形成蛇曲状的泥石流沟道。由于降水与冰川融化随年份、季节而变化，泥石流沟道。例如，K549～k560内分布有6条泥石流沟，就是由于降雨与上游冰水补给的变化，造成泥石流侵蚀沟道而形成崩塌发生。

水毁分布在公路南段K491～K493河曲段，强降雨引发对岸泥石流挤压河道，水势汹涌，洪水侧蚀，引发大路段水毁崩岸。

阿塔巴德滑坡（Atabad landslide）拦截主河，在阿塔巴德村与固尔金村之间，形成堰塞湖，长度23 km。

崩塌沿程广泛分布，规模大小不等。

K650～K651和K492有两处滑坡。由于区域构造运动与物理风化作用，滑坡较少，且大多为岩质滑坡，主要为多层河流阶地上砾石土、坡积物、残积物、冰碛物混杂堆积物组成，由于岩质成分丰富，滑坡一般较为稳定。

4 地质灾害的发育特征

（1）地质灾害类型齐全、广泛分布、泥石流灾情严重

野外考察查明，中巴公路全线累计240多个大型灾害点，各类地质病害路段长度占中巴公路改建路段总长的90%以上。公路地质灾害成为公路损毁与交通断道的主要原因。公路沿线不但广泛发育崩塌、滑坡、水毁、泥石流等常见的地质灾害类型，还发育高山冰川地区特有的雪崩，冻土，涎溜冰，冰川泥石流，冰湖溃决等冰川灾害。另外，苏斯特以北，溜石坡与“扣带”型岩质滑坡发育，形成了喀喇昆仑－喜马拉雅地区独特的灾害地貌。

泥石流是对喀喇昆仑公路危害最严重的地质灾害。中巴公路全线泥石流共有155条，从南到北按水源补给类型依次分布有雨水型泥石流、雨水－冰川型泥石流、冰川－冰湖溃决型泥石流和冻融型泥石流四类，绝大部分泥石流沟为粘性或过渡性泥石流。

洪扎河以南，泥石流发生的地点与规模往往随一场降雨、冰川融水或其它外界条件改变而变化，巨型河流阶地与冲积扇上的泥石流沟道往往随机迁移，摇摆不定，过水断面、涵管（洞）、通道等构造物，常常因为堵塞或泥石流改道，失去排导功能。

帕苏以北，窄谷地带的大型冰川沟谷型泥石流，发源于巨型冰川或远山雪峰，冰雪融水流经几公里甚至十几公里排入主河，沟源区与沟谷沿程松散固体物质储量巨大，淤积河道、抬高河床、冲毁路基、淹没公路的事件每年发生。

（2）高山冰缘作用下融冻扰动

中巴公路底赫（k760，海拔3 400 m）以北高山宽谷或部分窄谷路段，海拔3 500～4 500 m之间，植被稀疏，地表裸露，太阳辐射强烈，昼夜温差悬殊，冰缘环境下的侵蚀、搬运和堆积，形成了冰丘、冰锥、雪蚀洼地、碎石堆、溜石坡等典型的高山冰缘地貌。研究表明［36］，喀喇昆仑喜马拉雅地区的融冻扰动与融冻风化强烈，冻融交替过程一年可达到130多次，是地貌过程的主要营力。例如，在3月份，帕亚杜河谷（Braldu Valley）比亚佛冰川（Biafo Glacier）冰前冰碛体（海拔3 060m）的平均冻结温度为6.0°F，解冻温度为13.5°F，24 h冻融交替要达29次，2月的冻融比（freeze-thaw ratio）最高为5.1。图14表明**气温数据来源于中国路桥工程有限责任公司驻巴基斯坦工程项目部，中巴公路底赫，2009年12月下旬至2010年2月上旬白天的最高温度与最低气温分别在零度线两侧，温差幅度达10℃，24 h至少经历一次冻融交替。这也可解释阿塔巴德滑坡等大型地质灾害多发生在12月－次年2月间。

图14 底赫气象站2009年12月至2010年2月的气温数据

（3）冰川活动激发灾害

中巴公路沿线地质灾害存在冰川背景，冰川活动是地质灾害的主要激发因素之一。中巴公路在喀喇昆仑山、喜玛拉雅山、兴都库什山区之间的峡谷断裂地带展布，除终点红其拉甫口岸段为越岭线以外，大多路段均位于河谷中，两岸高山皆为积雪覆盖，峰谷间多发育活动性冰川，高山冰川消融或运动，对谷底公路有直接影响。

中巴公路穿越的喀喇昆仑山脉冰雪覆盖面积占山脉面积的59%，远远大于喜马拉雅山脉的17%［37］。中巴公路全线共跨越冰川21个，对公路有直接影响的冰川包括米纳平冰川（Minapin Glacier）、哈萨纳巴德冰川（Hasanabad Glacier）、希斯帕冰川（Hisper Glacier）、新沙勒河谷系列冰川（Shimshal Valley，河谷内发育一系列南北向冰川）、固尔金冰川（Ghulkin glaciers）、帕苏冰川（Passu glaciers）、帕提巴尔冰川（Baltbar Nala glaciers）、巴托拉冰川（Batura glaciers）。其中，米纳平冰川、哈萨纳巴德冰川与巴托拉冰川等是著名的跃动型冰川［3，38－39］。1973年，中巴喀喇昆仑公修筑期间，巴托拉冰川跃动，爆发洪水泥石流，造成严重的经济损失［40］。1974年4月11日，洪扎河左岸夏希科特（Shishkat，K669）帕提巴尔冰川突然暴发冰湖溃决泥石流［41－42］，冲出方量500万m3以上。

新沙勒河历史上因冰湖溃决洪水而著名。新沙勒河在巴托拉冰川附近，洪扎河的左岸汇入洪扎河，据文献［4，26，43－48］，1884－2000年120年期间，新沙勒河由于库多因冰川（Khurdoin glacier）、雅奇克冰川（Yazghil glacier），马拉古蒂冰川（Malangutti glacier）跃进堵江形成冰川堰塞湖，共造成20多次冰湖溃决灾害，对公路及沿岸造成直接损害。

（4）各类灾害对降雨敏感

中巴公路洪扎河谷以南为典型干热河谷地貌，海拔800～2 500 m之间，地质环境极其脆弱，各类地质灾害对降雨非常敏感。除了汇流谷地，如洪扎河谷的卡里马巴德（Karimabad）镇，四周群山冰雪消融，滋养茂盛的植被，成为绿洲，大部分公路所经路段为荒漠戈壁，平均年降雨100 mm多，植被稀疏，洪积、冲积、崩积、冰积、残积、河积物大量裸露于山前坡脚，质地松散，混杂堆积，在短历时强降雨条件下，多造成水土流失，爆发各类地质灾害［45－49］。

2010年5－8月期间（图3），中巴公路全线强降雨，泥石流、崩塌、水毁等地质灾害全线爆发，公路损失惨重。

5 结论

险峻的地形落差、频繁的地震、活跃的冰川运动、强烈的冻融风化、局地山地气候波动等众多环境因素孕生极为有利的地质灾害环境，造成了中巴公路成为世界是最险峻的高原公路之一。由于地理环境与地缘政治的原因，虽然过去100多年来前人学者开展了大量的探险与考察，然而关于中巴公路地质灾害的认识至今仍然极为有限。本文在五年野外调查、资料分析与遥感解译工作基础上，对中巴公路沿线地质灾害的背景、类型、分布与特点进行了总结，这是国际首次以公路灾害防治的视角对中巴公路地质病害提供详实结论。遗憾的是，由于科研条件限制与人身安全考量，一些研究，如跃动型冰川的定点观测、野外实验，不能持续实施，这些恰恰是长期性基础工作。众所周知，这些基础性研究将为具有能源战略意义的、处于论证中的中巴铁路、中巴石油管道等能源走廊的建设提供科学依据与数据支持。

致谢：本论文是交通部西部交通建设科技项目（2008 318 221 56）和国家自然科学基金面上项目（41071058）资助下完成。2006－2011年期间，本项目先后开展了5次中外联合考察，野外工作得到了中交集团中国路桥工程有限责任公司驻巴基斯坦工程项目部、中交第一公路勘察设计研究院有限公司的支持，查阅了有关项目设计资料。巴基斯坦国家地质中心（National Centre of Excellence in Geology，Pakistan）主任M.Asif Khan T.I.教授、巴基斯坦白沙瓦大学（University of Peshawar，Peshawar）地质系主任M.Haneef教授、巴基斯坦西北边界省工程技术大学（NWFP University of Engineering＆Technology，Peshawar）土木工程系Irshad Ahmad教授等巴方研究人员参与了历次项目联合考察与学术研讨会，并提供了地质数据。中科院水利部成都山地灾害与环境研究所葛永刚博士、中国地质调查局武汉地质调查中心裴来政博士参加了2008年9月的中巴联合考查。湖南科技大学韩用顺副教授参与了2011年7月的中巴公路考察工作。特此一并感谢。

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Glacialized Geomorphologcial Geohazard along China-Pakistan International Karakoram Highway

Zhu Yingyan1，2，3，Yang Zhiquan1，2，Liao Liping1，2，Steve Zou3，
Muhammad Waseem4，Ye Chengyin5，Chen Haipeng5and Pang Ming5（1．Key Laboratory of Mountain Hazards and Earth Surface Processes，Chinese Academy of Sciences，Chengdu 610041，China；2．Institute of Mountain Hazards and Environment，Chinese Academy of Sciences and Ministry ofWater Conservancy，Chengdu 61004，China；3．Dept．of Civil Engineering and Resources，Dalhousie University，Canada；4．National Centre of Excellence in Geology，Pakistan；5．The engineering project department of China Road＆Bridge Corporation（CRBC）in Pakistan，Pakistan）

China-Pakistan international Karakoram Highway（KKH）goes through valley floors of glacialized western Karakoram-Himalaya Mountain（Trans-Himalaya），which is characterized by clustering of active surge-type glaciers，conspicuous regional tectonicmovement，marked extremity of slope relief，diversemeteorology varied with altitudes of valley slopes and localized geomorphology.Owing to geo-hazards overwhelming KKH，it is so bad for transportation that it has served only for summer period of a year since it put into use in 1979.The KKH Improvement Project（Thakot Bridge-Khunjerab Pass）entirely aided by Chinese Governmentwas launched in 2008 in order to improve transportation condition and control geo-hazard.Research on geohazard along KKH is seldom documented due to geopolitics restriction on access to field work at Northern Pakistan.By efforts of last five years，geohazards along KKH are outlined as to its geo-environment settings，types，distribution and characteristic.

China-Pakistan international Karakoram Highway（KKH）；geo-hazard；geo-environment settings；distribution；characteristic

P954；P964；X4

A

1000－811X（2014）03－0081－10

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.03.016

朱颖彦，杨志全，廖丽萍，等.中巴喀喇昆仑公路冰川地貌地质灾害［J］.灾害学，2014，29（3）：81－90.［Zhu Yingyan，Yang Zhiquan，Liao Liping，etal.Glacialized geomorphologcial geohazard along China-Pakistan International Karakoram Highway［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（3）：81－90.］*

2013－12－18 修回日期：2014－01－18

交通部西部交通建设科技项目“中巴喀喇昆仑公路环境保护与地质灾害防治关键技术研究”（2008 318 221 56）；国家自然科学基金面上项目“砾石土孔隙水压力临界波动现象与泥石流起动”（41071058）

朱颖彦（1971－），男，双博士，副研究员，研究方向为岩土力学与防灾减灾工程.E－mail：yingyan.z＠dal.ca