邓华阳 熊军平
(1.江西省地矿局九一二大队 2.东乡县国土资源局)
万年县镇垱线珠田至苏桥段公路地质灾害危险性评估及分区
邓华阳1熊军平2
(1.江西省地矿局九一二大队 2.东乡县国土资源局)
万年县镇垱线珠田至苏桥段公路是万年县农村公路建设项目中的县道升级改造项目,北接万年县珠田乡,南连万年县苏桥乡,路线途径侵蚀堆积河谷区及构造剥蚀龙岗区,经实地调查研究发现,沿线部分路段存在滑坡、崩塌类地质灾害,共有地质灾害点16处,为使公路改建工程顺利进行,防止与减轻地质灾害对公路工程的危害,防止与减轻工程建设诱发或加剧地质灾害,本文结合地质环境条件及灾害发育特征对全路段进行地质灾害危险性现状评估及预测评估,根据地质灾害危险性综合值评估结论将全段公路分为四个区段,对各区段分别进行综合评价、防治工程分级、建设场地适宜性分级。经综合评估发现,地质灾害危险性大的区段主要位于工程地质较差的侵蚀构造丘陵地带,危险性小的区段主要分布在地质条件较好的平原及宽缓沟谷两侧。最后就指出目前平原区公路地质灾害危险性评估中的问题。
镇垱线;地质灾害;危险性评估;建设场地适宜性;防治工程措施
万年县镇垱线珠田至苏桥段二级公路新建工程是万年县“十二五”农村公路建设项目中的县道升级改造公路,通过对线路周边地质灾害的现状评估、预测评估及综合评估,对线路进行危险性区划,评价拟建公路本身可能遭受地质灾害的危险性和工程建设可能诱发、加剧地质灾害的可能性,减轻地质灾害对公路工程的危害,并根据建设场地可能发生地质灾害的因素和条件,评价建设场地适宜性,针对性提出防治措施建议。
线路位于万年县珠田乡乡政府至苏桥乡X119镇垱线,路线起点位于珠田乡乡政府门口与现有公路相交的路口处(起点桩号K20+800m),终点位于苏桥乡段县道X119镇垱线K49+200附近(终点桩号K47+ 973.9m),地理位置(北京54坐标系):东径:116°58′43″~117°04′32″,北纬:28°33′15″~28°45′22″,路线全长约27.174km,路基宽度12m,路面宽度10.5m,路线按照双向双车道二级公路标准设计,设计速度60km/h,项目拟计划于2014年6月开工,2015年5月底竣工,建设期12个月。
2.1 气象和水文
线路周边及评估区属亚热带季风气候区,年平均气温17.4℃,极端最低气温-12.8℃,极端最高气温41.2℃,温差较大,四季分明。多年平均降雨量 1852.31mm,最大年降雨量 2879.7mm,最小年份降雨量1230.7mm。3~6月为丰水期,总降雨量1048.59mm,占全年降雨量的56.6%,10~12月为枯水期,月降雨量191.69mm,仅占全年降雨量的10.3%,其他月份为平水期。
区内地表水系属乐安河及信江流域,地表水系较发育,呈树枝状分布,主要地表河流为乐安河及万年河,整个路线区地表及地下水位受珠溪河和万年河水位控制和影响,地表径流主要依靠大气降雨补给,两河水量丰富,但丰而不均,受季节性变化影响大。
2.2 地形地貌
评估区总体地势北低南高,地形起伏较大,北部主要为侵蚀堆积河谷平原,南部主要为构造剥蚀垄岗及侵蚀剥蚀构造丘陵,地形起伏较大。侵蚀剥蚀丘陵地貌区山顶高程一般为100~250m,相对高差一般为50~100m,山顶多呈锯齿状、垅状,山坡坡度一般为15~25°,局部达35~40°。山体切割作用较为强烈,树枝状沟谷较发育,沟谷以“U”形为主,侵蚀作用较强烈,植被较发育,以松杂灌木为主,现状主要为林地;构造剥蚀垄岗区地形标高一般为50~100m,相对高差20~50m,坡度5~15°。岗顶浑圆,垄岗多呈条带状、馒头状,剥蚀较强烈,小冲沟发育,沟谷开阔,植被稀疏;侵蚀堆积河谷平原区沿河沟呈带状分布,标高一般在50m以下,地势平坦开阔,坡度较小,主要由第四系冲积物组成,以农田及村庄为主。
2.3 地质条件
评估区出露地层主要有中元古界凝灰质绢云千枚岩、粉砂质绢云千枚岩、白垩系粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩;第四系中更新统残积层网纹状粘土、亚粘土和全新统冲积层粘土、亚粘土、亚砂土及砂砾石层,二元结构清晰。
评估区区域上位于扬子板块九岭地体东南邻钦—杭结合带(赣中对接带)北侧,萍乐凹陷带中部东端。区内基底褶皱强烈,断裂构造及断陷盆地发育。断裂多呈南西-北东向,构造带内岩石挤压片理,小柔皱发育,岩石挤压片理、揉皱发育,沿片理面见一系列石英脉贯入,脉体呈透镜状,局部见有后期脆性破裂的碎裂岩。评估区处于赣东北掀斜上升区,新构造运动表现为在线路丘陵区、低丘垄岗区和河谷平原区总体趋向间歇上升,上升幅度存在一定的差异性,地貌上表现为珠溪河形成二级阶地。区内地震活动很少,区域地震烈度小于Ⅵ度,地震动峰值加速度小于0.05g,地震活动微弱,区域地壳稳定性较好。
3.1 评估范围确定
评估范围应根据拟建线路的特点、地质环境条件及地质灾害影响范围确定,原则上为拟建线路两侧各外扩1000m,对可能产生以崩塌、滑坡为主要灾害的区段,当在1000m范围内存在地表分水岭时,则调查至分水岭为止,可小于1000m;对泥石流灾点及潜在泥石流沟谷以完整的沟道流域为限。根据上述原则,确定评估范围面积为57.26km2。
3.2 地质灾害类型及分布
通过野外实地调查和资料收集,评估区内主要地质灾害为崩塌、滑坡灾害。评估区范围内共发现崩塌9处、滑坡7处,崩塌、滑坡灾点均分布于侵蚀剥蚀构造丘陵区。灾点规模均为小型,类型多为岩土混合质崩滑,下覆岩性为中元古界双桥山群千枚岩强风化层,节理裂隙发育,软弱夹层不连续;上覆残坡积层厚1.0~2.0m。
3.3 现状评估
根据各类地质灾害的发育条件、规模等级、灾害现状判断灾害体的稳定性,并依据灾点方向及与公路的距离,对地质灾害点的危险性评估,评价结果如下,崩塌9处,稳定性差的2处,稳定性较差的7处,均为危险性小的崩塌点;滑坡7处,稳定性差的3处,稳定性较差的4处,危险性大的2处;泥石流6条,均为危险性小;未见地面塌陷等其他地质灾害。
3.4 预测评估
预测评估主要从工程施工可能诱发、加剧地质灾害和工程建设可能遭受的地质灾害两方面对拟建场地进行危险性评估。工程切坡施工可能导致斜坡失稳,诱发崩塌、滑坡地质灾害;拟建公路穿越河流及山间沟谷地形,桥梁工程受沟谷泥石流及山洪冲刷,可能出现桥头岸坡失稳等危害,桥梁工程建设本身诱发、加剧地质灾害,如桥头、桥基工程切坡失稳等;拟建公路大部分路段经过沟谷平原区,均为填方段,填方边坡可能诱发崩塌、滑坡地质灾害;部分路段软土层发育,可能出现不均匀沉降;开挖路段形成的弃土可能因堆置不当引发边坡失稳,诱发坡面泥石流、滑坡等地质灾害。
综合评估是在地质灾害危险性现状评估和预测评估基础上,依据公路沿线各区段地质环境条件不同、灾害类型与灾情发育程度的不同,综合考虑区段不同灾害发育特征,分段对多灾种的危险性择高进行。
根据现状评估和预测评估结论,考虑公路地质灾害发育特征和危险性评估的特殊性,采用危险性综合值评估法对整个评估区进行危险性综合评估。
4.1 危险性综合值评估法
危险性大的(包括自然斜坡和人工切坡,下同)占段长30%以上的斜坡段或危险性中等的占段长80%以上的斜坡段划分为危险性大区(段);危险性大的占段长30%以下的斜坡段或危险性中等的占段长的40~80%的斜坡段划分为危险性中等区(段);无危险性大的斜坡段且危险性中等的小于40%的斜坡段划分为危险性小区(段)。斜坡危险性综合考虑自然斜坡危险性现状评估结果和人工切坡危险性预测评估结果采用危险性综合值Z确定,Z的计算方法为:
式中:P1、P2分别为危险性大和危险性中等斜坡长度的百分比值(小数表示);a1、a2分别为危险性大和危险性中等斜坡权重值,取a1=3,a2=1。
然后依据Z值,进行危险性分级,即:Z>0.8危险性大,Z=0.4~0.8为危险性中等,Z<0.4为危险性小。
4.2 地质灾害危险性综合评估
地形地貌同属一个单元、岩土类型相同、地质灾害现状或预测危险性等级相近、灾点分布密度相似的划分为一个区段。
依据危险性综合直评估法结论,采用定量分析计算并结合实际工程情况,将评估区可划分为四个区段,地质灾害危险性综合分区结果见表1,由表1可知:Ⅲ区段、Ⅳ区段属于危险性小区,Ⅱ区段属于危险性中等区,Ⅰ区段属于危险性大区。各区段地质灾害发育特征简述如下:
表1 拟建公路地质灾害危险性分段综合评估表
Ⅲ、Ⅳ区主要位于侵蚀堆积沟谷平原区,地形坡度较平缓、开阔,未发现有地质灾害发育,自然斜坡低缓,稳定性好,工程挖方施工较少,多为填方施工,填方边坡高度较小;
Ⅱ区主要位于侵蚀剥蚀构造丘陵与侵蚀堆积沟谷平原地貌交替地貌段,植被较发育,发育2处地质灾害点,其中一处为崩塌、一处为滑坡,规模较小,距公路较远,危险性较小;
Ⅰ区位于侵蚀剥蚀构造丘陵地貌,总体地势较陡,共发育有14处地质灾害,其中崩塌8处,滑坡6处,出露主要为前震旦系双桥山群千枚岩、板岩、凝灰岩,节理发育,存在不连续软弱夹层,强风化层较厚,岩石破碎,岩质较软。
通过对万年县镇垱线珠田至苏桥段二级公路新建工程的地质灾害调查研究,揭示了公路周边地质环境条件及地质灾害发育规律,采用定性、半定量、定量等方法,对拟建公路进行地质灾害现状评估、预测评估及综合评估,将评估区划分为四个区段。对周边地质灾害危险性、建设场地适宜性及防治难易程度等进行分级,为公路建设提供了科学的依据。
近年来,全国南方地区降雨频发,地质灾害发育趋势增长,由于拟建公路部分路段集中为切山修路段,靠山侧切坡众多,切坡地层岩性主要为凝灰质绢云千枚岩、粉砂质绢云千枚岩,岩石力学性质各向异性明显,风化残积物及强风化层松散易滑,岩层中普遍存在有软弱夹层或不连续软弱夹层。高陡斜坡、顺向坡等在降雨等不利因素诱发下易产生岩土质崩滑,部分切坡存在较大隐患。一旦发生灾害,对公路及过往车辆威胁较大,在公路建设过程和以后运营中,为尽可能避免灾害发生,较少损失,地质灾害的预防预报工作将显得尤为重要。针对这种情况,地质灾害调查及评估工作中,气象预警和监测应该成为一个重点,使地质灾害评估工作对于工程施工更加具有指导意义。
[1]江西省交通规划勘察设计院.《X119镇垱线珠田至苏桥段二级公路新建工程(K20+800~K47+973.9)工程可行性研究报告》.
[2]徐小飞,马东涛,孟国才,等.滇藏公路类乌齐-俄洛桥段地质灾害危险性评估及分区[J].中国地质灾害与防治学报,2007,18(3):20~24.
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