高速公路工程地質災害危險性評估研究
時間:2022-08-10 11:50:40
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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,是進入藏區主要交通通道。工程沿線不穩定斜坡類、泥石流地質災害十分發育。本文對地質災害類型及特征進行分析,進而對地質災害危險性進行評估,同時提出了相應的地質災害防治措施建議,為工程設計及建設提供可靠的數據支撐。
關鍵詞:地質災害;危險性評估;高速公路工程
1.地質災害類型及特征
評估區內共發育不穩定斜坡和泥石流災害四處,其中不穩定斜坡三處,泥石流發育一條。
1.1不穩定斜坡
不穩定斜坡類型、分布及發育特征本次調查確定不穩定斜坡三處,可能的變形破壞方式為滑坡或崩塌。按構成斜坡物質組成分為巖質不穩定斜坡。各不穩定斜坡特征見表1:X1不穩定斜坡位于在建公路K13+950~K15+50段西南側300處,為一自然巖質不穩定斜坡。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成,坡腳基巖出露。巖體風化強烈,極為破碎,坡頂裂隙發育,坡面上偶有溜塌現象。X2不穩定斜坡位于在建公路K13+950~K15+50段西南側150處,為一自然巖質不穩定斜坡。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成,坡腳基巖出露。巖體風化強烈,極為破碎,坡面裂隙發育,坡面上局部有崩塌現象。X3不穩定斜坡位于在建公路K11+600~K13+250段西南側200m處,為一自然巖質不穩定斜坡。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成,坡面基巖出露。巖體風化強烈,極為破碎,坡面裂隙發育,坡腳由于施工開挖導致坡面坡積物出現溜塌現象。
1.2泥石流
(1)泥石流類型與分布特征評估區內發育1條泥石流—達麥鄉江陰溝泥石流,分布于在建公路K20+820~K22+800處的侵蝕構造山地中,擬建管線從其溝口跨過。泥石流均由暴雨所激發,暴雨多集中于7~9月,泥石流的發生也集中于此期間,約占全部泥石流爆發頻率的90%以上。按流域形態特征,該泥石流為溝谷型;泥石流類型按其規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(達麥鄉江陰溝泥石流)位于在建公路K20+820~K22+800北側,擬建天然氣管線從其溝口跨過。流域形態呈“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。區內地形高差較大,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。溝口扇形地經人類工程活動形態已改變,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.工程建設可能引發地質災害危險性預測評估
區內地質環境較為脆弱,自然地質環境對人類工程活動較敏感,其環境改變后可能引發一些災害的發生。根據本項目特點,工程建設主要為管溝開挖和穿越工程方面。
2.1管溝開挖可能引發地質災害的危險性預測評估
(1)上、下坡地段管溝開挖可能引發地質災害的危險性預測評估擬建管線上、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,因此預測擬建管道上、下坡地段施工過程中引發局部崩塌或滑坡災害的可能性較大,但規模一般較小(表2),主要威脅施工設備(挖掘機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地質災害的危險性預測評估管線一般地段全部采用溝埋敷設,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、機械振動的影響下,極易使邊坡失穩引發滑坡或崩塌災害,預測管溝開挖引發地質災害的可能性小,但由于規模有限,威脅范圍較小,主要威脅施工設備(挖掘機1~2臺)和施工人員(3~5)人,可能造成的經濟損失小于100萬元,損失小,危險性小。
2.2穿越工程可能引發地質災害的危險性預測評估
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,可能引發地質災害的可能性小,可能造成的經濟損失小,危險性小。
3.工程建設可能加劇地質災害危險性預測評估
3.1工程建設可能加劇不穩定斜坡地質災害危險性預測評估
評估區現狀發育3處不穩定斜坡,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;其余1處均位于擬建管線北側,擬建管道均位于近坡腳處。擬建管道均采用溝埋敷設,在經過X1和X2不穩定斜坡時,需在斜坡上進行開挖,開挖深度1.7m~1.9m,對山坡進行了不同程度的切坡削方,改變了原始斜坡狀態,破壞了坡體結構面,導致斜坡的穩定性降低,在重力和降水等因素的作用下,極易發生崩塌或滑坡地質災害;擬建管道在經過X3不穩定斜坡時,需在近坡腳一帶進行管溝開挖,管溝規模較小,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行小規模開挖甚至不挖,由于X3三處斜坡的現狀穩定性為差,其余2處的現狀穩定性為較差,因此,預測擬建管溝開挖加劇X3不穩定斜坡失穩發生地質災害的可能性大,加劇其余2處不穩定斜坡失穩發生地質災害的可能性較大,主要威脅擬建管道、施工設備和施工人員,威脅管道長度一般在100m~400m,施工設備(挖掘機)1~2臺,施工人員小于10人,可能造成的經濟損失一般小于100萬元,損失為小,依據地質災害危險性評估標準表(表3-16),管溝開挖加劇X3不穩定斜坡失穩發生地質災害的危險性為中等,加劇X1、X2不穩定斜坡失穩發生地質災害的危險性為小。
3.2工程建設可能加劇泥石流地質災害危險性預測評估
擬建工程會產生棄土,堵塞溝道,因此預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.地質災害危險性綜合評估
根據以上評估原則、依據和方法,將評估區地質災害危險性綜合分區劃分為地質災害危險性中等區(B)和地質災害危險性小區(C)2個區。
4.1地質災害危險性中等區(B)
該區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%。現狀評估:區內發育不穩定斜坡和泥石流兩類地質災害,其中X3不穩定斜坡,現狀穩定性差,發生地質災害的可能性大,可能造成的損失小,危險性中等;泥石流溝1條,為中易發;規模等級為中型,發生地質災害可能性較大,可能造成的損失小,危險性均小。預測評估:管溝開挖加劇X3不穩定斜坡失穩發生地質災害的可能性大,可能造成的損失小,危險性中等;工程建設可能加劇N1泥石流地質災害的可能性較大,可能造成的損失中等,危險性中等。綜合評估:該區為地質災害危險性中等區。
4.2地質災害危險性小區(C)
該區為地質災害危險性中等區以外的其他區域,管道長度10667m,占擬建管道總長度的96.18%。現狀評估:區內發育不穩定斜坡地質災害,其中不穩定斜坡2處,分別為X1和X2不穩定斜坡,現狀穩定性均為較差,發生地質災害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性小;預測評估:管溝開挖引發地質災害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性小;穿越工程可能引發地質災害的可能性小,可能造成的損失小,危險性小。工程建設加劇泥石流的可能性小,可能造成的損失小,危險性小;工程建設加劇X1、X2不穩定斜坡失穩發生地質災害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性小。綜合評估:該區為地質災害危險性小區。
5.地質災害防治措施建議
根據實際調查,評估區內不穩定斜坡和泥石流兩種地質災害,根據當地的治理和防護經驗,結合本工程和場地的實際情況,提出相應的防治措施如下:
5.1不穩定斜坡
區內現狀發育3處不穩定斜坡,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,需在斜坡上進行開挖,因此,建議采取坡腳設置擋土墻、坡面設置格柵狀漿砌塊(片)石護面、坡頂設置截排水溝的綜合防治措施。(2)擬建管道在X3不穩定斜坡的近坡腳一帶以淺埋方式通過,只需在坡腳局部進行小規模開挖甚至不挖,因此,采取必要的臨時護坡即可。
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,埋置深度一般1.2m~2.5m,一旦發生泥石流,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,該區域內泥石流的防治以疏通、排導為主。(2)施工季節應避開雨季,防止施工人員、設備損失。
6.結論
評估區內共發育不穩定斜坡和泥石流兩類地質災害。其中不穩定斜坡3處,泥石流溝共發育1條。管溝開挖引發地質災害的可能性較大,可能造成的損失小,危險性小;穿越工程可能引發地質災害的可能性小,可能造成的損失小,危險性小。評估區地質災害危險性綜合分區劃分為地質災害危險性中等區(B)和地質災害危險性小區(C)2個區。根據地質災害危險性及地質災害防治難度,確定擬建場適宜性為地基本適宜。
參考文獻:
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作者:許玉龍 單位:甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院
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