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摘要:甘肅省某高速公路工程位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣,地處青藏高原東端,甘青交界處,是進(jìn)入藏區(qū)主要交通通道。工程沿線不穩(wěn)定斜坡類、泥石流地質(zhì)災(zāi)害十分發(fā)育。本文對地質(zhì)災(zāi)害類型及特征進(jìn)行分析,進(jìn)而對地質(zhì)災(zāi)害危險性進(jìn)行評估,同時提出了相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議,為工程設(shè)計及建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)災(zāi)害;危險性評估;高速公路工程
1.地質(zhì)災(zāi)害類型及特征
評估區(qū)內(nèi)共發(fā)育不穩(wěn)定斜坡和泥石流災(zāi)害四處,其中不穩(wěn)定斜坡三處,泥石流發(fā)育一條。
1.1不穩(wěn)定斜坡
不穩(wěn)定斜坡類型、分布及發(fā)育特征本次調(diào)查確定不穩(wěn)定斜坡三處,可能的變形破壞方式為滑坡或崩塌。按構(gòu)成斜坡物質(zhì)組成分為巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。各不穩(wěn)定斜坡特征見表1:X1不穩(wěn)定斜坡位于在建公路K13+950~K15+50段西南側(cè)300處,為一自然巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。擬建管線從X1斜坡坡面翻越而過,坡面呈直線狀,坡高80m~100m,坡寬50m~60m,整體坡度30°~40°,坡向210°,斜坡體主要由二疊系板巖構(gòu)成,坡腳基巖出露。巖體風(fēng)化強(qiáng)烈,極為破碎,坡頂裂隙發(fā)育,坡面上偶有溜塌現(xiàn)象。X2不穩(wěn)定斜坡位于在建公路K13+950~K15+50段西南側(cè)150處,為一自然巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。擬建管線從X2斜坡坡面翻越而過,坡面呈直線狀,坡高80m~100m,坡寬70m~80m,整體坡度30°~40°,坡向30°,斜坡體主要由二疊系板巖構(gòu)成,坡腳基巖出露。巖體風(fēng)化強(qiáng)烈,極為破碎,坡面裂隙發(fā)育,坡面上局部有崩塌現(xiàn)象。X3不穩(wěn)定斜坡位于在建公路K11+600~K13+250段西南側(cè)200m處,為一自然巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。坡面呈直線狀,坡高40m~50m,坡寬100m~150m,整體坡度40°~50°,坡向15°,斜坡體主要由二疊系板巖構(gòu)成,坡面基巖出露。巖體風(fēng)化強(qiáng)烈,極為破碎,坡面裂隙發(fā)育,坡腳由于施工開挖導(dǎo)致坡面坡積物出現(xiàn)溜塌現(xiàn)象。
1.2泥石流
(1)泥石流類型與分布特征評估區(qū)內(nèi)發(fā)育1條泥石流—達(dá)麥鄉(xiāng)江陰溝泥石流,分布于在建公路K20+820~K22+800處的侵蝕構(gòu)造山地中,擬建管線從其溝口跨過。泥石流均由暴雨所激發(fā),暴雨多集中于7~9月,泥石流的發(fā)生也集中于此期間,約占全部泥石流爆發(fā)頻率的90%以上。按流域形態(tài)特征,該泥石流為溝谷型;泥石流類型按其規(guī)模劃分均為小型泥石流;按泥石流容重劃分均為稀性泥石流。(2)泥石流的特征N1泥石流(達(dá)麥鄉(xiāng)江陰溝泥石流)位于在建公路K20+820~K22+800北側(cè),擬建天然氣管線從其溝口跨過。流域形態(tài)呈“柳葉”形,流域面積19.1km2,流域相對高差510m,主溝道長7.15km,主溝縱坡降為74.3‰,支溝發(fā)育。溝谷總體上呈南北向展布,地勢北高南低,屬典型的中山溝谷地形。區(qū)內(nèi)地形高差較大,溝坡坡度30°~50°,植被覆蓋率30%。溝道中下游溝谷段較窄,谷底寬15m~30m,呈“U”形。溝口扇形地經(jīng)人類工程活動形態(tài)已改變,完整性較差。擬建天然氣管線從其溝口跨過,主要威脅管線及過往車輛行人。
2.工程建設(shè)可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估
區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境較為脆弱,自然地質(zhì)環(huán)境對人類工程活動較敏感,其環(huán)境改變后可能引發(fā)一些災(zāi)害的發(fā)生。根據(jù)本項目特點(diǎn),工程建設(shè)主要為管溝開挖和穿越工程方面。
2.1管溝開挖可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險性預(yù)測評估
(1)上、下坡地段管溝開挖可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險性預(yù)測評估擬建管線上、下坡段均采用淺埋方式,開挖深度一般為1.5m~3m,最深處達(dá)6m,溝寬1.2m~2.0m,巖性主要為板巖(圖1、2),坡體一般均較陡,坡度在40°左右,因此預(yù)測擬建管道上、下坡地段施工過程中引發(fā)局部崩塌或滑坡災(zāi)害的可能性較大,但規(guī)模一般較?。ū?),主要威脅施工設(shè)備(挖掘機(jī)1~2臺)和施工人員(3~5人),危害方式以壓埋為主,可能造成的損失為小,危險性小。(2)其他地段管溝開挖可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險性預(yù)測評估管線一般地段全部采用溝埋敷設(shè),管溝開挖1.2m~1.5m。在巖石層、礫石等特殊地段時,管溝超挖0.2m,開挖形成的邊坡較陡,坡度一般在70°~80°,局部近乎直立,在地震、降水、機(jī)械振動的影響下,極易使邊坡失穩(wěn)引發(fā)滑坡或崩塌災(zāi)害,預(yù)測管溝開挖引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,但由于規(guī)模有限,威脅范圍較小,主要威脅施工設(shè)備(挖掘機(jī)1~2臺)和施工人員(3~5)人,可能造成的經(jīng)濟(jì)損失小于100萬元,損失小,危險性小。
2.2穿越工程可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險性預(yù)測評估
擬建管道沿線穿越在建王夏高速公路8次,穿越S312省道7次,穿越大夏河12次,穿越方式均采用頂鋼筋混凝土套管穿越,可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,可能造成的經(jīng)濟(jì)損失小,危險性小。
3.工程建設(shè)可能加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估
3.1工程建設(shè)可能加劇不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估
評估區(qū)現(xiàn)狀發(fā)育3處不穩(wěn)定斜坡,其中2處位于擬建線路上,分別為X1和X2,擬建管道在斜坡上埋設(shè);其余1處均位于擬建管線北側(cè),擬建管道均位于近坡腳處。擬建管道均采用溝埋敷設(shè),在經(jīng)過X1和X2不穩(wěn)定斜坡時,需在斜坡上進(jìn)行開挖,開挖深度1.7m~1.9m,對山坡進(jìn)行了不同程度的切坡削方,改變了原始斜坡狀態(tài),破壞了坡體結(jié)構(gòu)面,導(dǎo)致斜坡的穩(wěn)定性降低,在重力和降水等因素的作用下,極易發(fā)生崩塌或滑坡地質(zhì)災(zāi)害;擬建管道在經(jīng)過X3不穩(wěn)定斜坡時,需在近坡腳一帶進(jìn)行管溝開挖,管溝規(guī)模較小,溝寬一般1.0m左右,施工范圍亦較小,開挖過程只需在坡腳局部進(jìn)行小規(guī)模開挖甚至不挖,由于X3三處斜坡的現(xiàn)狀穩(wěn)定性為差,其余2處的現(xiàn)狀穩(wěn)定性為較差,因此,預(yù)測擬建管溝開挖加劇X3不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,加劇其余2處不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大,主要威脅擬建管道、施工設(shè)備和施工人員,威脅管道長度一般在100m~400m,施工設(shè)備(挖掘機(jī))1~2臺,施工人員小于10人,可能造成的經(jīng)濟(jì)損失一般小于100萬元,損失為小,依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估標(biāo)準(zhǔn)表(表3-16),管溝開挖加劇X3不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的危險性為中等,加劇X1、X2不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的危險性為小。
3.2工程建設(shè)可能加劇泥石流地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估
擬建工程會產(chǎn)生棄土,堵塞溝道,因此預(yù)測擬建工程加劇泥石流溝的可能性較大,可能造成的損失中等,危險性中等。
4.地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估
根據(jù)以上評估原則、依據(jù)和方法,將評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)(B)和地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)(C)2個區(qū)。
4.1地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)(B)
該區(qū)主要位于在建高速樁號K12+000~K12+500、K20+820~K22+800段,管道長度475m,占擬建管道總長度的3.82%。現(xiàn)狀評估:區(qū)內(nèi)發(fā)育不穩(wěn)定斜坡和泥石流兩類地質(zhì)災(zāi)害,其中X3不穩(wěn)定斜坡,現(xiàn)狀穩(wěn)定性差,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,可能造成的損失小,危險性中等;泥石流溝1條,為中易發(fā);規(guī)模等級為中型,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害可能性較大,可能造成的損失小,危險性均小。預(yù)測評估:管溝開挖加劇X3不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,可能造成的損失小,危險性中等;工程建設(shè)可能加劇N1泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大,可能造成的損失中等,危險性中等。綜合評估:該區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)
4.2地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)(C)
該區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)以外的其他區(qū)域,管道長度10667m,占擬建管道總長度的96.18%?,F(xiàn)狀評估:區(qū)內(nèi)發(fā)育不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害,其中不穩(wěn)定斜坡2處,分別為X1和X2不穩(wěn)定斜坡,現(xiàn)狀穩(wěn)定性均為較差,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性??;預(yù)測評估:管溝開挖引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性?。淮┰焦こ炭赡芤l(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,可能造成的損失小,危險性小。工程建設(shè)加劇泥石流的可能性小,可能造成的損失小,危險性小;工程建設(shè)加劇X1、X2不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性小。綜合評估:該區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)。
5.地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議
根據(jù)實(shí)際調(diào)查,評估區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定斜坡和泥石流兩種地質(zhì)災(zāi)害,根據(jù)當(dāng)?shù)氐闹卫砗头雷o(hù)經(jīng)驗,結(jié)合本工程和場地的實(shí)際情況,提出相應(yīng)的防治措施如下:
5.1不穩(wěn)定斜坡
區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀發(fā)育3處不穩(wěn)定斜坡,防治措施建議如下:(1)擬建管道在X1和X2上以淺埋方式通過,需在斜坡上進(jìn)行開挖,因此,建議采取坡腳設(shè)置擋土墻、坡面設(shè)置格柵狀漿砌塊(片)石護(hù)面、坡頂設(shè)置截排水溝的綜合防治措施。(2)擬建管道在X3不穩(wěn)定斜坡的近坡腳一帶以淺埋方式通過,只需在坡腳局部進(jìn)行小規(guī)模開挖甚至不挖,因此,采取必要的臨時護(hù)坡即可。
5.2泥石流
(1)對于N1泥石流,擬建管線位于泥石流的堆積區(qū),埋置深度一般1.2m~2.5m,一旦發(fā)生泥石流,對擬建管道的危害程度較輕,泥石流的危害方式以淤埋為主,因此,該區(qū)域內(nèi)泥石流的防治以疏通、排導(dǎo)為主。(2)施工季節(jié)應(yīng)避開雨季,防止施工人員、設(shè)備損失。
6.結(jié)論
評估區(qū)內(nèi)共發(fā)育不穩(wěn)定斜坡和泥石流兩類地質(zhì)災(zāi)害。其中不穩(wěn)定斜坡3處,泥石流溝共發(fā)育1條。管溝開挖引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性小;穿越工程可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,可能造成的損失小,危險性小。評估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)(B)和地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)(C)2個區(qū)。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性及地質(zhì)災(zāi)害防治難度,確定擬建場適宜性為地基本適宜。
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作者:許玉龍 單位:甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院