湫水河下游东岸滑坡发育区铁路工程地质选线

黄英儒

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

湫水河下游东岸滑坡发育区铁路工程地质选线

黄英儒

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

湫水河下游自山西省临县三交镇至碛口镇汇入黄河段，地质条件复杂，尤其河流东岸滑坡、溜塌等不良地质体集中发育，在此区域修建铁路，选线难度大，地质条件对线路走行方向具控制作用。阐述该区域的地质条件及滑坡发育特征，结合该区域修建铁路的成功选线实例，论述地质工作在山区铁路选线中的重要作用，提出复杂山区铁路工程地质选线的工作思路。

湫水河下游 滑坡 铁路 地质选线

湫水河为黄河支流，发源于兴县黑茶山南麓，其下游自山西省临县三交镇至碛口镇汇入黄河段，长约24 km，河流自北东流向南西。该主河道水系呈羽毛状，NNW、NNE向发育支沟，其中2条支沟长度超过10 km。该范围分布三交滑坡群、李家塔枣疙瘩滑坡群、严家塔滑坡群、羊塔上滑坡群及其他段落大小规模滑坡及溜塌体178处，三交软层、义圪垛软层、胡家圪垛软层等基底软弱层8处。

1 自然条件

湫水河下游地处吕梁山西侧的黄土梁峁区，是吕梁山地向黄河峡谷的延伸部分，地势总体由东向西倾斜。上部覆盖的厚层黄土，受长期水流侵蚀和切割作用，形成以黄土梁、峁和深切冲沟为主的典型黄土丘陵地貌，地形起伏较大且凌乱破碎。

区域内出露典型地层自上而下依次为第四系上更新统新黄土、中更新统老黄土，第三系上新统粉质黏土，二叠系上统砂泥岩(见图1)。

(1)第四系上更新统(Q3)

新黄土：浅黄色，坚硬—硬塑，土质较均匀，大孔隙，垂直节理发育，成分以粉粒为主，地层界面附近黄土含水量局部增大。

(2)第四系中更新统(Q2)

老黄土：褐黄色，坚硬—硬塑，土质不均，局部含钙质结核，成分以黏粒为主，岩心呈土块状。

(3)第三系上新统(N2)

粉质黏土：红褐色，坚硬，含铁锰氧化物、姜石，姜石粒径1～2 cm，岩芯柱状，手搓成条状，切面较光滑。

(4)二叠系上统(P2)

砂岩：灰白色，全—强风化，中厚层状构造。

泥岩：褐红色，全—强风化，中厚—厚层状构造。

图1 湫水河下游典型地层剖面

区内岩层产状330°∠10°，岩层平缓，为缓倾单斜构造。新黄土具湿陷性，黄土陷穴分布较广，粉质黏土、泥岩具膨胀性。

湫水河常年有水，水面宽10～20 m，水深0.1～0.6 m，其支流地表径流受季节影响较大。地下水不丰富，多为上层滞水及潜水，受大气降水补给。

2 湫水河下游东岸滑坡发育特征

有利于斜坡破坏的内在因素，决定着其潜在的不稳定性，外因的作用将促进这种不稳定性不断恶化，最终形成滑坡灾害。

2.1 滑坡形成的内在因素

(1)地形地貌

湫水河下游东岸地形起伏较大且凌乱破碎，黄土梁、峁和深切冲沟发育，具备黄土滑坡形成、发育的物质环境。

(2)地层岩性

黄土层含易溶盐，整体结构疏松，孔隙度大，垂直节理发育，抗剪、抗压强度对水具有敏感性。湫水河下游东岸广泛存在黄土层与砂、泥岩风化残积层接触面，新黄土层与老黄土层接触面，新黄土层与第三系红黏土层接触面等隔水地层界面，这些界面在水的作用下会软化、泥化，抗剪强度降低，成为潜在滑动面。

(3)地质结构构造

湫水河下游东岸地层组合不利，上覆土层与基岩接触面倾向河流、沟谷；基岩岩层产状倾向湫水河，存在顺层、顺坡现象。

2.2 产生滑坡的诱发因素

(1)水的作用

湫水河下游东岸较西岸为阴面坡，对水的蒸发相对较弱，新黄土具大孔隙有利于降水的下渗，即有利于地下水的聚集和储存，易于在隔水地层界面上形成力学性质差、含水量高的土体软弱夹层。此外，湫水河及支沟水流的冲蚀和侧蚀作用强烈，切穿了隔水地层界面，形成了界面暴露的临空面，使得边坡具备剪出的应力集中点和向前滑动的空间。

(2)人为作用

湫水河下游东岸分布很多村庄，人类的生产、生活活动对边坡坡脚的改造和破坏，加剧了边坡的失稳。

湫水河下游东岸边坡具备了形成滑坡的多个内在条件，又在不同外部不利因素的叠加影响下，在“V”形沟遍布的梁峁区，形成了多处滑坡和滑坡群。

3 工程实例

受铁路线形的控制及压覆矿产的影响，铁路必须从地质条件复杂的湫水河下游东岸滑坡发育区通过。由于不可能避开所有不良地质体，因此需要对影响线路的不良地质体进行评价，做到绕有根据，治有措施。经过数次研究和方案比选，线路绕避了几个大型的滑坡群，对于无法绕避的可治理滑坡，结合工点类型选择，从安全风险相对较小的滑坡部位通过并采取相应的支护加固措施。

3.1 三交古滑坡

影响线路里程范围为CK39+800～CK40+420，处于半环形黄土缓坡，区内小型沟谷发育，地形凌乱，堆积新黄土、老黄土、圆砾土、粉质黏土、块石土，下伏砂泥岩，产状305°∠6°、310°∠8°，未见地下水。沿公路民房密集，民房修建时切削山坡，形成高约5～10 m的陡壁，陡壁面见土与块石混杂，坡面浅层滑塌明显。该区域无明显圈椅状后缘、台阶状地貌，坡面未见洼地，滑坡表观特征不明显。经过详细调查及勘探工作，最终定义此处坡体为多期、多块、多级的古滑坡堆积体，现状总体稳定，坡体前缘受人工活动影响，局部发生滑塌。但重载铁路、车站加载、排水、人工活动等因素将影响古滑坡稳定，最终线路绕避到滑坡后缘以外，以隧道形式通过(见图2)。

图2 绕避三交古滑坡

3.2 严家塔滑坡群

影响线路里程范围为MCK46+450～MCK47+050，滑坡群所在区域为黄土梁峁区，地形起伏较大，冲沟发育，地层自上而下为新黄土，砂岩及泥岩。经过详细调查，此段落沿一东西走向的黄土梁向两侧沟谷发育规模不同的4处滑坡，其中山梁北侧严家塔滑坡滑向北西，后缘与前缘落差85 m，轴向长度约400 m，最宽处约300 m，坡体表覆巨厚层新黄土，黄土陷穴发育，坡面冲沟密布，滑坡北侧边缘可见拉张裂缝，滑坡特征明显，滑面为土石界面。山梁南侧严家塔古滑坡滑向向西，后缘与前缘落差70余m，轴向长度约600 m，最宽处约200 m，坡体表覆残留新黄土层8～10 m，滑面为土石分界，出露于前缘坡脚，目前暂时处于稳定状态。另外两处规模较小的滑坡滑向东，滑面均在土体里，为旋转型黄土滑坡。受地形及曲线半径控制，此段落线路无法绕避，最终选择沿黄土梁走行，避开各滑坡的主滑方向，不扰动滑面，从土石分界面以下以隧道形式通过(见图3)。

图3 下穿严家塔滑坡后缘

铁路选线是铁路工程建设的关键，在地质复杂地区(尤其在地质断裂带、滑坡、泥石流等不良地质区域)，做好铁路工程地质选线，是保证工程勘察设计质量的关键，不仅有利于施工的顺利进行，而且对保证铁路运输的长期畅通与安全，更具有突出的作用。

一批具有丰富实践经验的工程技术专家撰文总结研讨了滑坡地区铁路地质选线的经验和教训，总结归纳滑坡地区铁路选线设计的注意事项和基本原则。特别指出铁路选线决策阶段要摆好线路与地质的关系，新线铁路的勘测设计，工程地质是基础，选线是主导，而挡护加固工程的设计，应充分考虑不利因素，并尽早施工。

滑坡对线路有极大危害，勘察工作繁重，防治工程艰巨，所以在选择线路方案时，应把滑坡灾害列为重要问题加以重视，根据地质条件结合线路要求，做出分析评价，然后决定方案取舍。

4 滑坡区地质选线工作思路探讨

山区滑坡等不良地质发育，地质条件对选线工作有控制作用，地质工作的精度和质量对选线工作的成败优劣起到决定性的作用。

(1)地质条件复杂的山区选线工作，应突出地质选线地位，其他相关专业配合。

(2)初测工作开始前，地质专业先行开展与选线有关的区域地质工作，从时间、组织上确保地质工作的主动性和质量。合理运用遥感判释、详细地面调查、工程物探、钻探相结合的综合地质技术，有效提高滑坡的勘察精度。

(3)地质工作应分步骤，分阶段，工作范围从大到小，工作精度从粗到精，依照“绕有根据，治有措施”的原则，稳步推进。

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[5] 周革,时永建,陈远洪.合福客运专线滑坡发育区工程地质选线[J].铁道勘察，2009(5)

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RailwayEngineeringGeologicalLineSelectioninLandslideDevelopedAreaintheEastofLowerReachesofQiushuiRiver

HUANG Ying-ru

2014-07-18

黄英儒(1982—)，男，2009年毕业于西南交通大学地质工程专业，硕士，工程师。

1672-7479(2014)05-0080-03

P642； U212.32

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