针对兰合铁路沿线不良地质问题的施工风险控制对策

颉斌

（兰州铁道设计院有限公司，甘肃 兰州 710000）

0 引言

兰合铁路沿线工程项目所在地区地质条件较为复杂，不良地质问题较为严重。因受多期构造运动、强烈风化作用的影响，岩层出现严重的风化和侵蚀问题，存在危岩、落石和崩塌的风险，是泥石流发育的地区，存在施工风险问题。如果不能科学合理地进行风险控制，将会导致工程项目的施工安全受到严重威胁。本文分析兰合铁路沿线地质特征，针对存在的施工风险问题，提出施工风险控制对策，提高工程施工安全性，保证施工质量，为兰合铁路沿线工程项目的安全稳定施工夯实基础。

1 兰合铁路沿线地质特征及不良地质问题

1.1 水文地质特征

1.1.1 地表水分布特征

兰合铁路沿线的沿线地表水是黄河水系，主要河流是大夏河、黄河与支流洮河，洮河自刘家峡东侧区域汇入到黄河刘家峡水库中，大夏河从中山峡谷流出以后汇入黄河刘家峡水库中，是常年性的流水，水流的数量大，水质非常清澈，其他的树枝状小支流多数都是间歇性的河流，在季节变化的情况下水流数量发生改变，多数支流都是泥石流冲谷，夏季的阶段降雨量较高，水位会快速涨落，水体较为浑浊，洪水暴发的季节还会携带碎石或是泥土，在每个支沟的口部位置出现洪积扇[1]。

1.1.2 地下水分布特征

（1）第四系孔隙潜水，含水层主要为冲洪积卵、砾石及砂层，局部为粉土。河谷漫滩及阶地，地下水位埋藏较浅，多在2～10m，地下水补给来源主要为大气降水、河水及农田灌溉水，水量丰富；

（2）基岩裂隙水，地下水分布不均，水量大小由岩层性质及节理裂隙发育程度及风化破碎程度等确定，地下水位埋深不定，随地形及含水岩层的埋藏深度变化，一般在山区埋深较大，山前地带埋藏较浅；

（3）岩溶裂隙水，水量一般较大，岩溶水动态变化较大，与地表水关系密切，能快速地实现相互转化。由于岩性特征、岩层组合和所处地质构造及地貌环境的不同，水文地质差异较大，水文地质条件极为复杂。补给来源主要为大气降水和基岩裂隙水，以泉水等形式出露；

（4）构造裂隙水，补给来源为大气降水、山区侧向径流及基岩裂隙水补给，补给条件相对较好，水量丰富，含水层主要为断层角砾及揉皱严重的破碎岩体[2]。

1.2 不良地质问题

（1）DK46+585～DK46+985段滑坡。这个滑坡的位置是在池沟阴山坡的位置，外部形状和圈椅的形状相似，如图1和图2所示。滑坡体的右侧区域小冲谷沟的位置，有泥岩团块与透镜体层状态的岩石，被砂质黄土所包裹。滑坡前缘的位置呈现次级滑坡发育，滑坡结构的右侧与左侧前缘的位置，滑带存在渗水的问题，左侧的前缘砂质黄土呈潮湿—饱和状。

图1 平面位置图

图2 滑坡全貌图

（2）DYK48+670～DYK47+550 右侧巨型古错落。HDHP-27古错落位于红地沟中游左岸一带，其前缘发育次级巨型滑坡HDHP-27-1，该次级巨型滑坡前缘一带又发育有更次级滑坡HDHP-27-1-1、HDHP-27-1-2。

（3）DYK48+985～DYK49+250 古错落体（HDHP-26）。HDHP-26古错落体及施工的进口段台地均未发现地表裂缝等变形迹象；红地沟左岸平坦台地相对宽阔，厚度较大的冲积台地地层反压于古错落堆积体之上，对古错落体稳定性有利；先期开工黄家岭隧道DK49+033～DK49+150段从该古错落体错动面以下通过，隧道拱顶距错动面最小距离约3m，隧道进口段位于古错落体附近段落于2015年施工完毕，至今无异常变形情况发生，初步判定该错落体目前处于稳定状态，经定量计算，HDHP-26处于稳定状态。

（4）DK77+380～DK78+100 段左侧滑坡（HP-45）。兰合铁路沿线的线路DK77+380～DK78+100 左侧30～57m的斜坡地带发育有一大型滑坡体，滑坡体宽约700m，长度约为400m，滑坡主轴线NW向，主轴线与线路方向垂直，滑坡体主要由砂质黄土、粉质黏土及部分泥岩碎屑等组成，滑床为松散堆积层与下伏基岩的接触面，滑坡体上修建有道路及房屋，这个滑坡体到目前为止还处于稳定状态。虽然工程施工的线路已经绕避该滑坡，但还需要避免在滑坡体上或前部地带选择施工场地，应避免在滑坡前缘开挖、取土，以防局部复活而影响工程安全[3]。

（5）由于工程项目所在地区受到多期构造运动、强烈风化作用的影响，岩体有裂隙和节理发育，山坡的部分、沟谷两侧部分的岩层已经出现严重的风化和侵蚀的问题，有数量较多的碎屑，形成泥石流的物质来源。且大夏河两侧支流沟口的位置，存在较多新洪积扇和老洪积扇，出现了洪积扇群，是泥石流发育的地区。

（6）工程项目所在地区存在危岩、落石和崩塌的风险，主要因为工程项目所在地区的新构造有强烈的运动，在闪长岩、板岩、砂岩、石灰岩及砂岩与泥岩互层分布的陡峻山区，岩体结构在多期构造运动和卸荷作用、物理风化作用的影响下，出现节理发育和裂隙发育的现象，导致结构相对破碎，缺乏整体性，再加上局部的高陡边坡有崩塌和落石，如果不能科学合理进行崩塌事故和落实事故的预防，将会导致工程项目的施工安全受到严重威胁。

2 兰合铁路沿线施工风险控制对策

2.1 泥石流风险控制

工程项目施工部门在泥石流发育的地区，需要按照流域的形态特点、规模特点和物质组成特点等，综合进行选线的分析和处理，所有线路都不宜穿越泥石流堆积的位置。工程施工过程中需要将施工距离与大面积分布的山坡类型泥石流的沟谷、泥石流堵河影响的沟谷拉开，不可以在洪积扇的位置进行挖沟和桥梁施工，也不能设置路堑，需要在泥石流流通的位置设置桥梁通过，确保桥梁的净空和跨度符合要求，合理建设疏导工程，提升泥石流排泄的通畅性。

2.2 路基工程风险控制

由于在本工程项目施工的过程中，线路通过深挖方及顺层边坡地段容易因施工引起边坡失稳，存在滑坡的风险，且沿线砂质黄土具有湿陷性，容易引起基底不均匀沉降等风险，沿线斜坡地段岩体风化严重，施工中在不利结构面的作用下，容易产生坡面坍塌，设计中需加强坡面防护，施工中需做好坡面的防排水措施，加之由软土及软弱地基分布不均匀可能引起路基下沉的风险事件。因此在施工中应按照工程项目的特点和情况，制定完善的路基工程风险控制方案：

（1）沿着桥台、桥墩和路基的位置，在基坑开挖的过程中需要按照规范要求加大支护的力度，预防出现工程滑坡的问题。必要的情况下还需采取加固施工措施，建设地表防水和排水系统，维护施工人员和设备的安全。

（2）工程项目部分路基结构处于陡坡坡脚的位置，因此在施工前应按照实际情况进行路基坡面的加固施工，以免因为防护措施不当出现基坑开挖和路基施工安全风险问题，有效维护路基施工的安全性。

（3）施工之前做好各项调查研究工作，深入调查分析路基工程的施工特点和情况，制定完善的路基施工方案，有效预防风险问题的发生[4]。

3 桥梁工程风险控制

桥梁工程项目施工的过程中，由于多数墩台都是在斜坡的中下位置，很容易出现山坡变形的施工风险，加之部分墩台是在沟谷的底部位置，夏季很容易出现泥石流等事故。另外，施工期间也可能会出现岩块掉落风险、坡面坍塌风险等，因此在施工的过程中，需要按照桥梁工程项目施工风险问题的发生特点和实际情况，科学合理进行工程施工风险的防控和应对。

（1）冲沟、沟谷区域桥梁工程基础施工的过程中，应按照气候变化的特点科学合理进行防汛防洪，有效维护施工人员和设备的安全。

（2）对于危岩和落石等不良地质发育的区域，在施工前期阶段需要清除危岩落石，根据设计要求和规定要求进行边坡加固、仰坡加固处理，合理采用防护措施。与此同时在施工期间需要实时性监控现场情况，如果发现异常问题就要及时进行应对和解决，以免引发施工安全隐患问题。

（3）滑坡周围的桥梁工程施工，需要做好滑坡的避绕工作，修建施工便道，以免在滑坡前缘进行挖土，避免滑坡土体周围的结构被破坏，预防施工安全风险问题[5]。

4 隧道工程风险控制

为避免在施工过程中出现隧道工程风险问题，在实际施工期间需要制定隧道工程的施工风险防控方案和计划，降低风险问题的发生率，提升工程项目施工建设安全性。

（1）沿线隧道的地质结构非常复杂繁琐，具有地质不确定性的风险，因此在施工前期阶段业主、设计和施工部门、监理部门和评估机构等，都必须要深入准确进行隧道工程施工风险的评估识别和处理，制定完善的风险管理技术方案，确保工程项目施工风险的妥善处理和应对。同时还需采用地质调查、超前钻孔、物探等综合方法，做好地质超前预报，降低隧道施工风险问题的发生率。

（2）由于隧道洞口边仰坡很容易出现坍塌失稳的事故，对施工安全带来严重的危害，因此在施工前需要检查和评价山坡稳定性，及时将危岩和悬石清理，做好监测工作，同时在施工期间采用从上到下分层开挖与支护的措施，如果有不良地质就要及时进行边坡和仰坡的稳定处理，增强工程施工结构的稳定性。

（3）在采用超前预报技术的过程中，需要做好掌子面突水和突泥预报、水文地质预报、岩石破碎带和软弱围岩稳定性的预报，开展隧道洞身段落的岩体放射性试验分析工作，明确隧道工程是否存在对施工人员健康产生危害的放射性岩体，并合理进行处理。与此同时，在超前预报的工作中，需合理采用直接预报、物探仪器预报、地质物探综合分析预报等技术，利用现代化的技术为施工安全管理工作提供保障，有效预防出现施工安全风险问题[6]。例如：在采用地质雷达技术进行隧道工程地质超前预报的过程中，雷达通视距离的公式为：

式中：

D——雷达探测距离；

h1——地质高度；

h2——雷达高度。

雷达通视距离可按照公式进行计算分析，准确进行地质距离的探测，为超前探测隧道工程地质特点提供保障。

3 结束语

综上所述，兰合铁路沿线工程地质条件较为复杂，存在不良地质，存在滑坡等施工风险。本文针对不良地质存在的问题，从路基工程风险控制、桥梁工程风险控制、隧道工程风险控制等方面提出相应的施工对策，有效地保证了兰合铁路沿线工程项目的安全稳定施工。具体实践中，不仅深入全面分析地质特征，准确研究地质施工风险问题，根据风险问题的发生原因、发生特点和发生规律，制定完善的地质勘查方案，还按照地质勘查的结果，完善和优化相关的施工风险控制机制和体系，有效地防止了路基施工、隧道施工、桥梁施工过程中的施工风险问题，提升了工程项目施工的安全性，促进了工程的安全稳定施工建设。