乌鲁木齐市西山四道岔一带地质灾害发育特征

尚善宇，曹小红，蔡明明，刘 锴，王童童

（1.新疆工程学院，新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆地质灾害防治重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830000）

新疆幅员辽阔，总体上形成了“三山夹两盆”（阿尔泰山，天山山，昆仑山，塔里木盆地，准噶尔盆地）的地势格局。三大山系地貌变化多样，新构造运动强烈，气候与生态环境错综复杂，在外部与内部动态地质过程与人为因素的综合影响下，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等灾害频发，对区内人民生命财产安全造成了相当大的危害。四道岔地质构造运动强烈、岩体风化破碎、表层多为松散土体，每年春季冰雪融化、夏季降雨时节地质灾害频发[1]。本文以新疆乌鲁木齐四道岔一带为研究区，在对该区域进行地质灾害调查、勘测、分析灾害成因的基础上，探究地质灾害防治适宜的方法，以期达到保障区域内人民生命财产安全的效果。

1 工程地质背景

1.1 地理位置

四道岔一带位于位于乌鲁木齐西山至骑马山路段，所属行政区划及具体位置为新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市沙依巴克区桃源·九点阳光附近（图1）。

图1 四道岔一带遥感影像图

1.2 地层岩性

乌鲁木齐西山地区至骑马山一带主要出露地层为侏罗系（J）和第四系（Q）地层，其中侏罗系地层有下侏罗统八道湾组（J1b）、三工河组（J1s），中侏罗统西山窑组（J2x）、头屯河组（J2t），上侏罗统齐古组（J3q）、喀拉扎组（J3k）6个组[2]，全区2个标志层，见图2。

图2 西山至骑马山地层分布图

（1）西山窑组和头屯河组地质界线为含砾粗砂岩，有冲刷面，西山窑组出露暗色含煤层。头屯河组为红绿色泥岩及厚层砂岩，以红色、绿色、彩色泥岩条带为标志即进入头屯河组，具有透水、冲刷面导水、极易泛碱、盐碱化等特征，对混凝土结构有腐蚀性，其连通性对研究水、油、气赋存均有重大意义。

（2）骑马山区域头屯河下段、西山窑中上段、头屯河组红绿彩色条带和厚层砂岩出露较好；西山窑上段B18煤层(最上部可采煤层)以上可见砂泥韵律，夹煤线；西山窑中段B18 至特厚煤层，特厚煤层和烧变岩为主特征；西山窑下段，底部西山断裂，顶为特厚煤层段，粒度细，且西山窑组下段位于阿凡提物流园，与三工河组断层接触，一定程度上存在安全隐患。

1.3 水文地质情况

整个乌鲁木齐包括四道岔在内的地区水系较为发育，主要补充来源是降雨和冰雪融化。本地降雨季节性较为明显，主要集中在夏季，水系径流量最大主要在6～9 月，该段时间受到降雨和冰雪融化的补充，径流量明显增大，天然水质良好，但由于矿区开采等影响，部分水域受到污染。四道岔地区的地下水埋藏较深，对地质灾害影响不明显，该区地质灾害主要受降雨和冰雪融化影响。地表水通过地面裂缝渗入到地下，使软弱岩土体强度降低，水是导致地质灾害发生的主要因素之一。

1.4 地质构造情况

乌鲁木齐地区地处准噶尔南部活动带与准噶尔板块和博格达两个不同的区域，整体上呈北西向分布，其断裂以西山断裂、清水河子断裂、依连哈比尔尕断裂、红雁池断裂、雅玛里克断裂等为主，以逆冲为主[3]，局部还表现出走滑的特点。

1.5 人类活动影响

工程建设、资源开采等活动同样是导致地质灾害频发的主要原因之一，四道岔地区人类工程活动较为强烈，该地区煤资源等资源储量较为丰富，随着过度开采资源、开挖山体、兴建公路等一系列工程建设活动，导致地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等灾害发生。

2 地质灾害成因分析

四道岔及周边历史上经历了剧烈的地质构造运动，岩石风化破碎，地表以疏松土体为主。在春季冰雪消融和夏季多雨季节，各种地质灾害高发，有链生灾害的特征，而在这些地区人为因素触发斜坡失稳滑动。新疆冻土区地质灾害易发，研究区可见小范围季节性冻土，地质灾害风险较大。在调研过程中发现，四道岔周边车流量大，偶见冻土区及高陡斜坡路段，未能有效治理，致使路基上出现了滑塌、崩落、溜土等现象。在冻土区出现了地裂缝、地面塌陷等现象，春季在四道岔西段还可见翻浆冒泥现象。

2.1 地面塌陷

地面塌陷是西山四道岔具有代表性的地质灾害之一，主要发生在煤田采空区，在降雨、冰雪融化浸润、地震等因素的多重影响下导致岩土陷落，从而形成地面塌陷。地面局部和大面积塌陷会使建筑物发生地基不稳，部分建筑物发生不同程度的不均匀沉降，使建筑物的稳定性下降。四道岔地区部分山体绿化率低、过度开挖，再加上降雨季节雨水冲刷，发生地面坍塌，从而导致斜坡岩土体松软，发生坍塌、塌陷，引发其它地质灾害。塌陷导致生态系统恶化、破坏生态环境、植被成活率降低，还会对地表植被产生难以恢复的破坏。

研究区急需对易发生坍塌区域进行监测，建立醒目标识物并及时进行治理，对欠稳定的斜坡应采取植被护坡、截排水工程、回填采空区或化学充填采空区。常用的不稳定斜坡及塌陷灾害治理方法主要有以下3种：一是在土体斜坡植草、栽种灌木，从而防止水土流失和雨水对坡面的冲刷、减少雨水大面积渗入土体；二是设置排导装置，从而使地表水流通畅，及时排导或用于灌溉；三是开挖回填或化学充填，清除坍塌处的松软岩土体，填充碎石块然后上覆粘土、夯实，对于重要区域的坍塌可将坑底或基底岩石通道处进行堵塞，或开挖回填混凝土，或进行灌浆处理[4]，对坍塌斜坡可采用框格梁+植草+植生袋等生态护坡+工程措施防护。

2.2 崩塌

四道岔地区崩塌大部分为岩体崩塌，少部分为松软土体崩塌，初期表现为滑塌、崩落。在四道岔山区基底岩石受到地质构造影响，经常会发生小规模的岩石崩塌，但由于发生在山区，不会造成大的人员伤亡。但四道岔公路两侧斜坡体存在崩塌，对过往行人和车辆安全存在较大隐患。可通过对道路两侧设置围栏等拦挡工程和设置警示牌提醒车辆、行人，降雨天或冰雪消融季节灾害高发期适当禁止通过，防止小规模崩塌对人民生命健康和财产安全造成威胁。

2.3 滑坡

在四道岔一带不同程度发育滑坡，斜坡上部土层松软、结构疏松、粘聚力小、透水性较强、与下部基岩存在明显差异风化等是导致滑坡发生的自然因素。滑坡形成的人为因素是人为采矿、不合理的工程开挖，且由于在这些区域发生的滑坡规模较小，受地形影响仍存在二次滑坡的可能性。建议对这些区域进行监测，特别是道路两旁的滑坡，对有滑动趋势和已经发生滑坡的区域可采用挡墙支挡、注浆加固、抗滑桩加固、植被+工程措施等综合防护。其中，挡墙法应当慎用，开挖墙基同样容易诱发滑坡。

2.4 泥石流

泥石流在四道岔地区主要发生在6～9 月降雨较多的季节，主要因为矿山不合理开采、尾矿不合理堆积导致的土质滑坡，滑坡体为泥石流发生提供物质来源。泥石流对人类生活造成巨大损失，主要在泥石流形成区和堆积区，因泥石流堆积区一般地质结构疏松、地势平坦、水资源丰富导致植被生长掩盖堆积痕迹，不经考察，又盲目进行工程建设、人类活动频繁，待到雨季降水量剧增会再一次发生灾害。因此，对于发生泥石流的区域应当重点记录、设置标识，在进行工程建设时应当进行专业的地质勘察、实地调查和监测、防治工程。

3 结论

四道岔是乌鲁木齐地质灾害易发区域之一，地质灾害严重威胁人类生命财产安全和破环生态环境。地层岩性、地质构造运动、水文地质条件、人类活动都是影响地质灾害发生的主要因素，区内应当开展多因素综合分析灾害成因，尽量从源头减少灾害的发生。

应当重视该地区的灾害防治，对于人员密集、重要工程集中的区域应当建立完善的灾害监测预警装置、采取多种方式结合的综合治理措施，减少地质灾害发生、及时预测并预报地质灾害发生时间、减少地质灾害发生造成的损失。

四道岔地区主要发生的地质灾害有滑塌、崩塌、塌陷、滑坡、泥石流，对于以上地质灾害应当有针对性的采取适宜的防治措施，雨季是以上地质灾害发生的高峰期，应当注意对地表水的疏通、合理排导地下水，对易发生以上灾害的地段提前进行支挡加固、综合防护。