广东省海丰县深汕高速公路西段K2766+736处地质灾害(泥石流)危险性评估
2019-11-12王晓娟
王晓娟
摘要:地质灾害严重威胁人民的生命及财产的安全,造成巨大经济损失,本文以广东省海丰县深汕高速公路西段K2766+736处地质灾害(泥石流)为例,对项目进行地质灾害威胁性评估。
关键词:地质灾害;危险性;预测评估;现状评估;建议
深汕高速公路是由中国广东深圳通往中国广东汕头的高速公路,起点于深圳龙岗区荷坳,终点于汕头,深圳终点下接机荷高速公路,汕头方面接汕汾高速公路。深汕高速公路全线分为东、西两段,西段由深圳龙岗荷坳至汕尾陆丰潭西,全长146km,东段由汕尾陆丰潭西至汕头达濠,于1996年12月建成,全长140km,设计时速为100km/h,双向四线行车并有紧急停靠,沿线设有多座出入口,深汕高速公路现已成为国家高速G15(沈海高速)的一部份。
1.深汕高速公路西段K2766+736处工程概况
深汕高速公路西段K2766+736处位于东行圆墩山隧道出口处,出口处路基形式为半路堑,东行为开挖路基,开挖高度1m~5m,坡面已进行土钉挂网喷砼支护;西行为半挖、半填。东行与西行为分离双向四车道,高标相同,均约10m,相邻约23m。圆墩山为丘陵地貌,评估区范围内最高点为137.4m,地形整体较陡,多在36°~42°之间。
2017年5月,受台风暴雨影响,东行圆墩山隧道出口处发生泥石流地灾害,位于东行入口处及东行出口处之间。目前泥石流仅作简易防护工程:在泥石流沟口处作了一道砾石砂包,高约1.5m。据现场调查,简易碎石包工程对泥石流防控能力较弱。
2.地形地貌
评估区位于莲花山脉南西部,属丘陵地貌,标高10m~137.4m,山体走向呈北东向,地形切割强烈,多呈“V”形,山脊狭窄和陡崖较多,坡面坡度30°~50°,多以37°~45°为主。
沟域发育有主沟一条,支沟3条。主沟长约175m,总体上为“V+U”型谷地貌,沟口至沟源沟床坡降为400‰。沟底较为狭窄,一般为1m~5m,纵坡较陡。支沟均为暴雨季节上游滑坡形成泥石流冲刷面形成,地形陡峭。1号支沟,为HP01~HP03滑坡体冲刷形成,平均坡降为461.5‰;2号支沟,为HP11滑坡体冲刷形成,平均坡降为538.5‰;3号支沟,为HP04~HP06滑坡体冲刷形成,平均坡降为555.6‰。评估区高差大,达127.4m,地形切割强烈,多呈“V”字型,坡度30°~50°不等,起伏变化大。综上所述地形地貌条件为复杂。
3.地层岩性
3.1地层
评估区出露地层由老至新为:侏罗系下统金鸡群第二亚群第四系,各地层特征如下。
(1)侏罗系下统金鸡群第二亚群。侏罗系下统金鸡群第二亚群是一套海相及三角洲相砂页岩。中下部以泥质沉积为主,上部以砂质沉积为主;下部为含菊石、瓣鳃类的中厚层灰黑色、黑色泥岩、粉砂质泥岩夹长石石砂岩;中部以薄层、叶层状浅色页岩为主;上部为长石石英砂岩或石英砂岩夹页岩。层厚>2782m。岩层产状85°~95°∠39°~50°。岩石节理裂隙发育,呈网脉状“、X”型等,其中两组较为发育,产状分别为30°∠59°、0°∠65°,节理裂隙多有硅化现象。岩层浅部多呈强风化。
(2)残坡积。灰色粉土夹碎块石及碎屑物质,粉土与碎屑含量约占60%~70%,碎块石含量约20%~30%,主要分布于沟谷两岸缓坡地带,其中坡麓缓段度较大,厚度一般0.5m~2.5m,结构稍密~中密,局部松散。
3.2岩浆岩
评估区未见岩浆岩出露。评估区地层倾角39~50°,较陡;节理裂隙发育,风化程度强,局部破碎。综上所述,地層岩石条件为复杂。
4.地质构造
4.1褶皱
评估区位于海丰向斜南西翼,区内为一单倾地层,产状为85°~95°∠39°~50°。
4.2断层
评估区位于梅陇断裂带内,原岩石叠加了韧性剪切、北东和北西向脆性断裂,加之风化改造,岩石节理裂隙发育,形成网脉状、“X”型等,其中两组产状最为发育,产状分别为30°∠59°、0°∠65°。节理间距2条/米~8条/米,岩层厚者多以2条/米~3条/米,岩层薄者多以5条/米~8条/米为主。评估区节理裂隙发育,有二组以上,间距多<0.4m。综上所述,地质构造条件复杂。
5.岩土类型及工程地质性质
评估区残坡积坡分布于沟谷两岸坡面上,地形较陡,土层较薄,并且中等透水性,暴雨易下渗,破坏岩面上岩土物理参数,易形成滑坡;岩石节理发育,风化强,雨水下渗易形成滑坡或崩塌。综上所述,评估区工程地质条件为复杂。
6.水文地质条件
评估区内地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和层状岩类裂隙水,主要接受大气降雨的渗入补给,地下水随季节变化大。
6.1地下水类型及其富水性
(1)松散岩类孔隙水。松散岩类孔隙水赋存于第四系残坡积砂质粘性土及泥石流堆积物层,接受大气降雨的直接补给和层状基岩风化裂隙水的侧向补给,水量贫乏,分布于坡地表层,严格受大气降雨控制。
(2)层状岩类裂隙水。区内岩性为侏罗系中细粒长石石英砂岩、泥质砂岩及泥岩,岩层受构造挤压强裂,节理、裂隙纵横交错,但多有硅质充填参胶结,赋水性弱,水量贫乏。根据海丰幅区域水文地质普查报告显示,地下迳流模数约3L/s·km2,水位埋深大于11.32m。
6.2地下水的补给、径流及排泄条件
评估区属中丘陵区,地形地貌切割强,山坡陡峻,降雨很快形成地表迳流或以其他形式排走。地下水补给基本靠大气降雨补给。地势西高东低,地形坡度30°~50°,地形条件有利于自然排水。综上所述,评估区主要有松散岩类孔隙水及层状裂隙水两个含水层,受大气降雨影响较大,地下水对建设工程影响不大,水文地质条件中等。
7.人类工程活动的影响
评估区人类工程活动主要为深汕高速公路建设、泥石流简易防治工程等。深汕高速公路建成多年,建设工程活动影较小。暴雨季节,设置木村桩+档板、碎石砂包简易防治工程,人类工程活动中等。评估区内主要有简易泥石流防治工程,人类工程活动中等。
8.地质灾害(泥石流)危险性现状评估
深汕高速公路东行圆墩山出口处沟谷上游存在松散物源1.09×104m3,汇水面积为0.028km2,评估区最大高差达127.4m,地形陡峭,具备泥石流发育条件。通过调查、计算,高速公路东行圆墩山出口处泥石流洪峰期泥石流流量为1.91m3/s,固体物质一次冲出量分别为230m3,泥石流最大冲起高度为0.92m。区内仅设置了简易泥石流防治措施:砾石砂包挡墙,对泥石流地质灾害防控制能力较弱。泥石流地质灾害具有突发性及不确定性,应做好监测和预防措施。
据现状评估,泥石流地质灾害现状威胁人数达100人以上,潜在经济损失大于500万元,危害程度大,发育程度弱,泥石流现状评估危险性中等。
9.结论与建议
9.1结论
评估区发生的泥石流是自然因素引发的地质灾害,具有形成泥石流的完整的物源条件、水源和势能动力条件、流通冲刷路径和淤积区,其爆发具有典型的雨季季节性特征。
治理方案:
(1)泥石流沟口处上游约40m处设置拦挡坝,将泥石流固体物质拦截。
(2)在拦挡坝上游两侧设置排水沟,减少水量往隧道口排放。
(3)在拦挡坝上游约50m设置截水沟,将上游汇水区水流量往高速公路两侧排放,以削弱泥石流水动力条件。
(4)并设置监测系统,及时开展地质灾害防治工作。
(5)禁止在评估区采伐森林,保护植被,减少水土流失。
评估区泥石流地质灾害潜在严重威胁着下游深汕高速公路行车及人员安全,潛在威胁人数100人以上,潜在直接经济损失大于500万元,即使一块块径10cm块石冲进高带公路足可以造成大害危。因此,对泥石流地质灾害的治理,是非常必要的。
9.2建议
(1)建议建立监测系统,密切注意区内泥石流、滑坡等异常情况,出现异常情况时及时汇报,积极采取合理有效防治措施,同时编制防灾避灾应急预案。
(2)建议在物源区禁止采伐森林,破坏植被,以利于固结松散碎屑物,减少泥石流的物质来源,涵养雨水,降低山洪暴发。
(3)评估区泥石流地质灾害危险性大,治理任务较紧迫,应尽早治理工作,另由于泥石流主要由暴雨引发,因此进行工程治理应在汛期前进行。
(4)鉴于本评估区泥石流属自然因素引发的地质灾害,威胁广东主要的交通干线(深汕高速公路)的运营及安全,危险性大、危害性大,威胁人员多,潜在经济损失巨大,建议尽快向政府主管部门申报,纳入地质灾害治理的范围,以避免人民生命财产的损失。
参考文献:
《广东省地质灾害危害性评估实施细则》(2016)
《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T0220-2006)