S301线托克逊-乌拉斯台段公路崩塌灾害危险性评价

2017-04-16王亚璐

地下水 2017年3期

关键词：岩质阿拉危险性

王亚璐

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐 830091)

S301线托克逊-乌拉斯台段公路崩塌灾害危险性评价

王亚璐

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐 830091)

公路工程地质灾害的发生往往与公路沿线及其周边的复杂的地质环境条件密切相关。本文主要以S301线托克逊-乌拉斯台段公路崩塌灾害为研究对象，对区内崩塌灾害的发育特征、危险性现状和预测进行了评估。研究结果表明：该公路沿线主要发育崩塌、泥石流、潜在地面塌陷，而滑坡、地面沉降和地裂缝等地质灾害不发育；现状评估均为危害程度中等和危险性中等的灾害点；预测评估工程建设引发或加剧崩塌灾害的危险性中等，可能遭受崩塌灾害的危险性中等。

崩塌；发育特征；危险性评估；公路

S301线托克逊-乌拉斯台段公路建设项目主要位于吐鲁番盆地周边的山前砾质平原区和阿拉沟中、低山区。由于该项目的建设标准为二级公路，属重要线路工程建设项目，综合确定S301线托克逊-乌拉斯台段公路建设工程地质灾害危险性评估级别为一级评估。因此，为使该段公路工程建设的顺利进行，减少地质灾害对改建后公路的危害，本文在对研究区地质环境条件全面分析的基础上，结合相关研究成果[1-5]，对研究区内发育的地质灾害类型、特征进行了分析，并对该段公路全段崩塌地质灾害的危险性进行了现状评估和预测评估，进而可以为区内崩塌灾害的防治工程提供设计参数。

1 研究区地质环境分析

1.1 气象水文

研究区位于中纬度亚欧大陆腹地，气候类型属于典型大陆性干旱气候。评估区发育较大的河流有白杨河和阿拉沟河。白杨河发源于博格达山南坡，由西北向东南径流，为常年性河流。

拟建公路K39+295-K104+000段沿托克逊县西北部砾质平原布设。沿线在K49+400-K50+700分布有季节性洪沟2条，冲沟走向350°，1条为白杨河主沟道，另外一条为白杨河支沟红山沟，这些洪沟均由发源于吐鲁番盆地西部周边山地、丘陵区。

1.2 地形地貌

研究区为近东西向的条带形区域，位于吐鲁番盆地西部及其西北部天格尔山和阿拉沟山接合部位地带，受构造控制，区域上总体地势为北高南低，西高东低，整体向吐鲁番盆地中心倾斜。因路线基本沿山前平原区和山区沟谷布设，沿途起伏不大。根据评估区及外围区域地貌单元的划分，按照地貌成因类型将评估区起点至终点地貌大体分为堆积地貌、构造剥蚀地貌、侵蚀构造地貌三个地貌单元，按照形态类型可进一步划分山前冲洪积倾斜平原区、圆顶状低山丘陵区、缓顶状低中山区、尖顶-缓顶状中高山区四个次一级地貌单元。

1.3 地层岩性

研究区除吐鲁番盆地和阿拉沟主沟、支沟或局部山体表层分布有新生界第四系外，大部分地区基岩裸露，主要为下古生界志留系，上古生界泥盆系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系。

1.4 地质构造

研究区在大地构造上隶属于天山褶皱系与准噶尔-北天山褶皱系两个一级构造单元，二级构造单元分属于博罗科努地槽褶皱带与北天山优地槽褶皱带两个二级构造单元，拟建公路沿线穿越吐鲁番-哈密山间坳陷和巴伦台隆起两个三级构造单元。

拟建公路沿线通过的主要断裂为博罗克努-阿其克库都克深断裂及次一级断裂，该断裂为北西-东西-北东向延伸，呈微向南突出的弧形，断层面总的向南倾，倾角50°～80°。由于该断裂活动具有长期性和多期性，因此根据《新疆维吾尔自治区地震震中分布及主要活动构造图》及《新疆维吾尔自治区地震构造图》，博罗克努-阿其克库都克深断裂为活动断裂，有一定的活动性，对拟建公路影响有一定影响。

1.5 工程地质条件

根据《新疆托克逊县地质灾害调查与区划报告》和《新疆和静县地质灾害调查与区划报告》区域岩土体工程地质特征资料，结合研究区调查出露的地层岩性特征，可以将研究区岩土体划分为岩体和土体两大类。按照岩石强度、结构以及建造类型可将岩体划分为：(1)块状坚硬岩浆岩组、(2)层状、块状坚硬-较坚硬火山碎屑岩组、(3)互层状坚硬-较软弱碎屑岩组、(4)互层状较坚硬-软弱的碎屑岩组、(5)层状较软弱-软弱碎屑岩组；此外，按照土体的粒度成分和结构将土体划分为(1)砾类土单层土体、(2)粘性土、砾类土双层土体、(3)砂、粉土多层结构土体、特殊土体-季节冻土、(4)盐渍土。

1.6 水文地质条件

研究区水文地质条件较简单，地下水类型为基岩裂隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水和松散岩类孔隙水。

1.6.1 基岩裂隙水

分布于研究区托克逊县鱼儿沟口至乌拉斯台中高山区(K104+000-K226+011.046)。含水层岩性主要为志留系、泥盆系灰岩、结晶灰岩、凝灰粉砂岩、凝灰砂岩、硅质岩夹钙质砂岩及华力西期花岗岩类，受构造及风化作用的影响，岩石破碎，裂隙发育，具备空间贮水条件，以构造裂隙水为主，风化裂隙水次之。基岩裂隙水水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Na型，矿化度小于1.0 g/L。

1.6.2 碎屑岩类裂隙孔隙水

仅分布于研究区伊拉湖乡西部低山区(K81+000-K94+000)，岩性以泥岩、泥质砾岩为主。上覆第四系细砂，下部为第三系泥岩夹薄层泥质砂岩。单井涌水量2.1 m3/d，水质一般较差。

1.6.3 松散岩类孔隙潜水

分布于研究区拟建公路起点至鱼儿沟口沿线山前冲洪积砾质平原及阿拉沟河谷河床中(K39+295-K226+011.046)，含水层为冰水沉积、冲洪积层，组成岩性以砂砾石为主,孔隙发育，透水性好。水位埋深30～50 m。该层结构单一，渗透性良好。单井涌水量均在1 000～3 000 m3/d，地下水矿化度一般小于1.0 g/L，水化学类型以HCO3·SO4-Ca·Na型或SO4·HCO3-Ca·Na型水为主。

2 地质灾害类型及特征

研究区主要位于吐鲁番盆地周边的山前砾质平原区和阿拉沟中、低山区，通过野外实地调查，发育的地质灾害类型主要为崩塌、泥石流、潜在地面塌陷，而滑坡、地面沉降和地裂缝等地质灾害不发育。本文主要对区内发育的崩塌地质灾害进行危险性评价。

2.2 地质灾害特征

研究区拟建公路山区地段(K104+000-K226+011.046)，除K104+000-K121+000段为避开阿拉沟水库建设工程区沿阿拉沟南侧低山丘陵区布设外，上述其它地段基本沿阿拉沟主沟布设。阿拉沟主沟宽200～1 500 m，中上游一般宽500～1 500 m，中下游一般宽200～500 m。两侧山体海拔高程为780～3 285 m，中上游为拓宽“U”型谷，中下游多为狭窄的“V”型谷，目前沿主沟有老S301省道和南疆铁路沿沟而行。现状条件下，崩塌主要分布在阿拉沟中下游两侧陡峻的山坡处；中上游地段两侧山坡处崩塌灾害不发育。

通过本次野外实地调查，研究区崩塌类型按岩性划分可分为岩质崩塌和堆积层崩塌，其中岩质崩塌11处(含拟挖方段潜在崩塌6处)，堆积层崩塌8处(含拟挖方段潜在崩塌2处)。

根据国土资源部颁发的《<县(市)地质灾害调查与区划基本要求>实施细则(修订稿)》，滑坡、崩塌(危岩体)、泥石流规模级别划分标准可知，研究区内崩塌规模均为小型，主要危害对象为拟建公路、过往行人、车辆和牲畜等。

3 崩塌灾害危险性现状评估

现状评估是指对已有地质灾害的危险性进行评估。在基本查明评估区内已发生的地质灾害形成的地质环境条件、分布、类型、规模和变形活动特征，在引发因素与形成机制的基础上，对其稳定性进行初步评价，对研究区内崩塌灾害危险性和对拟建公路工程危害的范围与程度作出评估。

3.1 岩质崩塌

没有实际效果支撑的战略都是纸上谈兵。因此，恩泽集团通过集成信息系统，自动收集各类运行数据实施战略运营分析，以直观数据驱动法，实现精益医疗战略管理的落地和持续改进。

已发生的基岩崩塌灾害(包括拟挖方段也存在已发生的崩塌灾害)主要分布在拟建公路沿线穿越构造中山地段，因拟建公路绝大部分是在现有老路基础上进行改扩建，老路已进行了道路开挖，现状条件下发育11处岩质崩塌(QB01、QB02、QB05-QB08以及XB01、XB02、XB05-XB07)，用定性、半定量分析的方法对11处岩质崩塌稳定性进行评价，并对研究区内已发生的崩塌的主要特征、稳定性、危害程度和危险性现状进行了评估，评估结果表明其稳定性均为稳定性差。沿线崩塌灾害发育程度为中等发育，危害程度为中等。其危害对象主要是公路和过往行人、车辆、牲畜等。因此，现状评估结果为上述崩塌灾害点危险性中等。

3.2 堆积层崩塌

研究区现状条件下发生的因人工边坡开挖造成的8处崩塌灾害(QB03、QB04、XB03、XB04、XB08-XB11)，在前述崩塌灾害发育特征的基础上，用定性、半定量分析的方法对8处崩塌稳定性进行评价，并对区内已发生的崩塌的主要特征、稳定性、危害程度和危险性现状进行了评估。评估结果表明其稳定性均为稳定性差。沿线崩塌发育程度为中等发育，危害程度为中等。其危害对象主要是公路和过往行人、车辆、牲畜等。因此，现状评估结果为QB03、QB04、XB03、XB04、XB08-XB11崩塌危险性中等。

结合区内发育的岩质崩塌和堆积层两种崩塌类型的现状评估结果，区内已发生的崩塌灾害中，无危害程度大和危险性大灾害点，均为危害程度中等和危险性中等的灾害点。

4 崩塌灾害危险性预测评估

4.1 工程建设引发或加剧崩塌灾害危险性的预测

4.1.1 已有崩塌

根据公路工程建设方案，沿拟建公路K104+000-161+000段分布19处岩质(堆积层)崩塌带(XB01-XB11和QB01-QB08)，因路线紧邻阿拉沟主沟床南侧坡脚现有公路或简易路，在新建公路加宽取直中，局部仍需开挖清理坡脚崩塌堆积体，对崩塌斜坡段的斜坡环境将有所破坏。同时，在工程施工过程中的爆破震动与机械震动，对形成岩质(堆积层)崩塌具有加剧作用。但该路段坡高不高，在道路施工中通过适当放坡，预测形成崩塌的规模不大，一般小于1 000 m3，不易发生中-大型崩塌。因而预测建设工程易加剧已有的岩质崩塌灾害，落石可能会直接崩落至公路，具有砸坏路面、掩埋道路，阻塞交通、威胁过往车辆及行人的危害，危害程度中等，危险性中等。

4.1.2 拟挖方段潜在岩质崩塌

研究区存在六处拟挖方段潜在岩质崩塌QB01、QB02、QB05、QB06、QB07、QB08，均分布在阿拉沟中下游地段。该段沿线地层岩性为凝灰粉砂岩、凝灰砂岩、硅质岩夹钙质砂岩及灰岩透镜体的火山碎屑岩，为块状坚硬-较坚硬的脆性岩石，节理裂隙发育程度较差，天然状态下，斜坡稳定性较差，根据路线方案，路堑边坡高度5～50 m，边坡结构为基岩斜向斜坡，稳定性差，预测形成崩塌规模为小型，体积小于4 000 m3，为小型崩塌，威胁对象主要为过往车辆及行人，不易引发中大型崩塌灾害，对应崩塌稳定性判别标准，引发小型崩塌的可能性中等，危害程度中等，危险性中等。

4.1.3 拟挖方段潜在堆积层崩塌

研究区存在两处拟挖方段潜在堆积层崩塌(QB03、QB04)，分布在阿拉沟中下游地段。该段沿线地层岩性为第四系冰水沉积卵砾石、角砾、砂组成，局部地表有漂砾直接出露。天然状态下，斜坡稳定性较好，根据路线方案，路堑边坡高度5～10 m，边坡结构呈半胶结状态，稳定性差，预测形成崩塌规模为小型，体积小于1 000 m3，为小型崩塌，威胁对象主要为过往车辆及行人，不易引发中大型崩塌灾害，对应崩塌稳定性判别标准，引发小型崩塌的可能性中等，危害程度中等，危险性中等。

拟建公路其它地段，不存在大规模边坡开挖和深挖方工程，岩土体稳定性较好，不易发生崩塌地质灾害，预测工程建设引发或加剧崩塌灾害危险性小。

4.2 工程建设可能遭受崩塌灾害危险性的预测

根据公路工程建设方案，沿拟建公路K104+000-161+000段分布的19处岩质(堆积层)崩塌(XB01-XB11和QB01-QB08)，因路线紧邻阿拉沟主沟床，距斜坡坡脚较近，处于崩塌、落石危害范围之内，落石可能会直接崩落至公路，预测该段易遭受崩塌灾害的危害，威胁拟建公路及过往车辆、行人，危害程度中等，危险性中等。

拟建公路其它地段，现状条件下无崩塌灾害发生，施工过程注意合理削坡，不会引发崩塌地质灾害，预测工程建设可能遭受崩塌灾害危险性小。