新疆乌鲁木齐市地质灾害特征分析及防治措施建议

余会明,曹琛，夏平，刘威

(新疆地矿局第一水文工程地质大队,乌鲁木齐 830091)

新疆乌鲁木齐市地质灾害特征分析及防治措施建议

余会明,曹琛，夏平，刘威

(新疆地矿局第一水文工程地质大队,乌鲁木齐 830091)

在综合把握乌鲁木齐市地质环境的基础上, 进行了详细的野外地质灾害调查, 查明了该地区地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流4类主要地质灾害发育特征、成因及发育规律, 并对形成条件和诱发因素进行了具体分析，提出了防治措施。研究表明:该市地质灾害十分发育、分布较广、危害性强, 严重制约着社会经济发展, 威胁着人民生命财产安全。

地质灾害;地质环境;发育特征;形成条件和诱发因素；防治措施

乌鲁木齐市位于亚欧大陆腹地，地处天山中段北麓、准噶尔盆地南缘，是世界上距离海洋最远的城市。北部与阿勒泰地区福海县接壤，西部和东部与昌吉回族自治州接壤，南部与巴音郭勒蒙古自治州相邻，东南部与吐鲁番地区交界。辖区东以恰克马克塔格至大河沿一线与吐鲁番市接壤；西以头屯河与昌吉市为界；南沿艾维尔沟-鱼儿沟沟口与托克逊县相连。行政区介于东经86°48′～88°58′，北纬42°56′～45°00′之间，总面积13 785 km2。乌鲁木齐市为新疆维吾尔自治区首府，是全疆政治、经济、文化中心，交通十分方便。

1 地质环境概况

1.1 地形地貌

乌鲁木齐市地势起伏大，山地面积大。总体地势南部、东部高，中部、北部低。最高点是东部海拔5 445 m的博格达峰，最低点是北部海拔431.0 m的梧桐沙漠一带，相对高差为5 014 m。全市山地面积占总面积的60%以上，平原面积占总面积不足40%。

依据地貌形态成因，乌鲁木齐市总体上分为山区和平原区2个一级地貌单元。山区分为为冰蚀极高山、高山，侵蚀剥蚀的高山、中山，侵蚀剥蚀中山，侵蚀、剥蚀中低山，侵蚀、剥蚀低山丘陵，黄土斜梁；平原区分为山前冲洪积倾斜平原，山间冲洪积倾斜平原，山间扇缘洼地沼泽湖泊，沙漠。

1.2 气象水文

乌鲁木齐市地处欧亚大陆腹地，属温带大陆性干旱气候，昼夜温差大，寒暑变化剧烈；气候干燥，夏季热而不闷、秋季降温迅速、冬季寒冷漫长等特点。乌鲁木齐市气温的空间分布受地形地貌的影响，各地气温差异明显，形成北部平原夏季炎热，东南谷地较凉爽，南部山区只有暖季而无夏季。

乌鲁木齐行政区水系较发育，有大小河流46条，均系内陆河。根据河流的发源、运移、消散区域划分，主要分为4个水系，即乌鲁木齐河水系、头屯河水系、柴窝堡湖水系和白杨河水系。

1.3 地层岩性

乌鲁木齐地区发育地层有古生界泥盆、石炭、二叠系，中生界三叠、侏罗、白垩系和新生界古近系、新近系以及第四系，岩浆岩不甚发育。山区基岩岩性多为砂岩、泥岩、凝灰岩以及砂岩泥岩互层等，软硬夹层。岩体力学性质不一，导致岩体抗风化剥蚀能力不一，易导致崩塌、滑坡等地质灾害。低山丘陵区还存在第四系地层，岩性多为砂砾石、砂土层，岩体松散、胶结、弱胶结状，暴雨等极端气候下，为泥石流灾害提供物源。

1.4 地质构造

在大地构造上，乌鲁木齐属于哈萨克斯坦-准格尔板块一级构造单元，巴尔喀什-准噶尔-吐哈古陆1个二级构造单元。它包括准格尔中央地块、博格达晚古生代裂陷槽、伊林哈比尔尕晚古生代残余洋盆3个三级构造单元。受构造活动影响，区内次一级褶皱、断裂十分发育，复杂多样，对各类突发性地质灾害的空间分布和发育产生了深远的影响。强烈的构造、新构造运动，使地形地貌更加复杂，山高坡陡，河谷发育，形成了陡坡、悬崖、深切沟谷、基座阶地等地貌景观。加上岩体破碎、解理裂隙发育，为崩塌、滑坡、泥石流的发生提供了条件。

1.5 地震

乌鲁木齐属北天山地震带中段，处于天山褶皱带与准葛尔坳陷带的复合部位，新构造运动较为强烈，且以活动断裂占优，地震发生常与活动断裂有关。根据《中国地震动峰值加速度区划图》，乌鲁木齐地区地震动峰值加速度值为0.05～0.20 g ，地震基本烈度为Ⅵ度～Ⅷ度。以乌鲁木齐即东经87.7°，北纬43.8°为中心，半径100 km范围内，3级以上地震平均每年5次以上，5级以上地震为3～4 a即发生一次。由此可见，多发的地震是该区突发性地质灾害发生的重要激发因素之一。

2 地质灾害现状

乌鲁木齐市境内地质构造复杂，岩体破碎，软弱岩层分布广泛，山高坡陡，侵蚀切割强烈，降水集中和地震频发等为地质灾害的发生创造了自然条件，人类大量的生产活动如：矿产开采、削坡建房、修筑道路等为地质灾害的发生创造了人为条件。使乌鲁木齐市成为地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的高发地区。

乌鲁木齐市境内发育的地质灾害类型以地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流为主，地裂缝、地面沉降不发育。各类地质灾害隐患点共计265处。其中地面塌陷最为发育，合计100处；其次为崩塌、滑坡、泥石流，其中：崩塌合计92处，滑坡合计45处，泥石流合计37处。

行政区域上乌鲁木齐市管辖7区1县，地质灾害发育较多的区县有乌鲁木齐县、米东区、水磨沟区以及达坂城区，分别为110处、66处、41处、22处。以上区县共计发育239处；除头屯河区地质灾害不发育外，其余地质灾害主要发育在中心城区的沙依巴克区(15处)、新市区(8处)以及天山区(3处)。全市地质灾害点分布密度1.92处/100 km2。如图1。

图1 调查区地质灾害行政区域分布对比图

3 地质灾害特征分析

研究区内分布的地质灾害主要有地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流，因地质灾害的类型、内外因素以及运动方式的不同，其规模、形态、物质组成等特征各不相同。

3.1 地面塌陷

煤田采空区地面塌陷是调查区发育最多的地质灾害类型，其分布与煤田采空区的分布有关。地面塌陷形态受采掘煤层厚度、产状、顶板埋深、岩土体坚硬程度、采煤方法等诸多因素的控制与影响，区内塌陷坑形状为不规则形、串珠状圆形以及长条形,塌陷坑一般长15～30 m，最大可达2.0 km，宽窄不一，从宽不足1 m至宽1.4 k m均有分布，深度从几十厘米至几十米，最深达60 m。煤田采空区型地面塌陷100处中规模以小型为主71处，中型21处，大型6处。

3.2 崩塌

调查区崩塌地质灾害92处，其中岩质崩塌86处，堆积层崩塌6处。92处崩塌中规模小型72处，中型17处，大型崩塌2处，特大型1处。依据崩塌形成机理划分标准，倾倒式崩塌55处，滑移式崩塌32处，拉裂式崩塌3处，错断式崩塌1处，鼓胀式崩塌1处。

区内岩质崩塌所处微地貌以陡坡、陡崖为主，崩塌体坡度大于70°、高度在20 m居多,坡面凹凸不平的陡崖处，坡体稳定性差，岩性多为砂岩、泥岩，因人为爆破或风化、构造作用等形成的节理裂隙较为发育，岩体较为破碎，部分岩块处于临空、半临空状态,详见崩塌特征统计表1。

表1 崩塌特征统计表 单位：处

3.3 滑坡

调查区内已发生的45处滑坡，其类型可分为基岩滑坡和堆积层滑坡。其中，基岩滑坡分布相对独立,仅有5处；其余均为堆积层滑坡。45处滑坡中无巨型滑坡，1处特大型滑坡，2处大型滑坡，1处中型滑坡，其余41处均为小型滑坡。

区内堆积层滑坡所处斜坡微地貌大多为缓坡-陡坡，坡度在20°～50°，坡高在10～100 m，坡面形态以凸形为主(21处)，其次为直线形(10处)、凹形(8处)、和阶形(6处)。主要为粘性土和碎石土，结构疏松，粘结力小，透水性强，与下部基岩差异明显，拉张裂缝沿坡体后缘上部呈弧形单条或多条平行状分布，坡脚受人为切坡，多导致局部出现小型表层滑动或在斜坡两侧出现坠落现象。滑坡基本特征汇总统计见表2。

表2 滑坡特征统计表

3.4 泥石流

调查区内泥石流共计为37处，多发生在低山丘陵区，流域面积较小，多在在0.1～1.5 km2之间，沟谷平均沟床比降在100‰～300‰之间，形成区和流通区无明显界限。泥石流灾害发生与暴雨的年内分布一致，大多在6～9月发生。具有突发性强、来势迅猛、能量大、破坏性强的特点。受区内降雨的分布所控制，在同地段有时又具有群发性特点。危害地段多为山口后的堆积区，危险区范围一般局限在几十米到几百米之内。

37处泥石流多数属暴雨型、沟谷型、稀性泥石流，堆积体体积均小于v<2×104m3，规模均为小型。通过对区内泥石流易发程度进行数量化综合评判，易发程度为中易发的有26条，低易发的有11条。

4 地质灾害形成条件和诱发因素

4.1 地面塌陷

由于煤炭资源的开采形成大面积的采空区，在地震、人工振动或降雨、融雪水浸渗影响下，以及保安煤柱累进性破坏，使上方岩土体失去支撑或支撑力减弱，导致地表岩土坍落，形成地面塌陷。

4.2 崩塌、滑坡

两者形成条件和诱发因素大多相同。主要受地形地貌、地层岩性、地质构造、自然因素和人为因素五个方面影响。

(1) 地形坡度大，陡峻切割，悬崖临空高耸，坡度多在55°以上容易发生崩塌，30°～50°之间多为是滑坡发生的有利地段。

(2) 硬质岩层中夹软弱层或破碎带地段。

(3) 地质构造条件：构造及新构造运动控制着地形地貌形态，为崩塌、滑坡的发生提供了地形地貌基础。活动构造带，新构造运动强烈区，地震常发区，岩石破碎，堆积层结构松散。

(4) 自然因素：昼夜的温差、季节的温度变化，促使岩层风化，产生大量节理裂隙，影响着控滑结构面形成；降雨和融雪水沿节理裂隙下渗至较弱层，使其抗剪强度降低而发生滑坡；降雨和融雪水渗入土体孔隙或土体与岩体接触面，起到增重和降低土体抗剪强度的作用而导致灾害产生。

(5) 人为因素：露天采矿、依山修路、建房、建厂等工程，人为开挖坡脚，使斜坡下部失去支撑部分，形成人工陡坎，造成崩塌、滑坡的发生。

4.3 泥石流

泥石流灾害主要受地形控制，主要分布在天山低山丘陵处，中低基岩山区也发育。该范围内沟谷发育，沟床纵坡降大，具有泥石流形成的地形条件；同时风化破碎强烈裸露基岩和松散的碎石土层，以及谷坡坡面、坡脚及沟床内存有大量松散碎屑物质，为泥石流提供了丰富的物源条件；在每年的5～9月份遇有持续大雨或暴雨极易可能发生泥石流。

5 地质灾害防治措施与建议

地质灾害防治工作应突出“以防为主，防治结合”的防治方针，依靠人民群众，在政府的统一领导指引下，提高群众防灾救灾意识，合理控制和规范人类生产活动，采取综合措施防止地质环境恶化和破坏，最大限度地减少和避免各类地质灾害的发生。

5.1 防灾预案

为了有效减轻地质灾害损失，针对地质灾害威胁对象发放防灾预案及两卡，而且以灾害片区为单位，进行防灾预案的编制，预案结合地质灾害类型、主要诱发因素及其危害程度，进行地质灾害发展趋势预测，确定地质灾害监测预防重点、威胁对象、范围；落实监测责任人；地质灾害危险区范围设立明显标志，明确预警信号、人员和财产转移路线。

5.2 群测群防

建立地质灾害的预警监测网。地质灾害的预警监测应本着“群测群防，群专结合”的原则，整个监测体系由市级、区县级、乡镇级、村级四级监测组成，各负其责，责任到人，层层签订责任状。新增的地质灾害点纳入全市的地质灾害监测网络，不断完善地质灾害群测群防网络体系，为乌鲁木齐市防灾减灾工作发挥作用。

5.3 主要工程防治措施

5.3.1 地面塌陷

采用回填塌陷坑、采空体灌浆、采空体强制放顶回填等治理措施。主要是针对存在的地面塌陷灾害及隐患，通过稳定性评价进行危险性分级，在不进行治理的情况下，将危险性大区和中等区采取封闭措施，对其中的居住人员及生产设施进行搬迁，同时设置铁丝网围栏及警示标志进行封闭和预警。近期对塌陷坑体进行回填处理，中期采用强制放顶回填措施，远期对塌陷采空区采用灌浆处理。

5.3.2 崩塌

(1) 简易加固

对区内国、省道、县道上的稳定性差较易清除的危岩块体可采用爆破、机械及人工清理，对稳定性较好但后缘发育有裂缝，可采取砂浆回灌填补裂缝。

(2) 锚索加固

宜采用预应力锚索，锚固段须进入稳定岩体中风化长度不大于5 m，锚固角度与危岩壁垂直或略向下倾。锚索钢绞线根数及直径须计算后确定。

(3) 主动防护网

区内危岩分布面积较大，危岩较多的区域可采用主动防护网进行支护。主动防护网主要由柔性钢绳锚杆、支撑绳和钢绳网构成，是通过锚杆和支撑绳对各网块施加的预张力使各网块在坡面上张紧后对坡面危岩落石施以一定的预紧压力，从而提高危岩稳定性，阻止危岩落石的发生。

5.3.3 泥石流

(1) 拦挡

拦挡工程有重力坝和格栅坝，主要设置在泥石流形成区或流通区。

(2) 排导

排导工程可疏通流路、定向输移，主要有渡槽、排导沟、倒流堤等。

(3) 绕避

泥石流冲击强，破坏力大，知险见让、避重就轻是泥石流防治的主要方法，工程建设可通过平面绕避或渡槽、高桥、隧洞等方式避免泥石流危害。

5.3.4 滑坡

(1) 截、排水

首先应针对地表水、地下水开展工作。可在滑坡边界外设置地表水截流沟，防止区外地表径流进入滑坡体内。滑坡面积较大或坡面地表径流排泄不畅可考虑在滑坡表面设置排水沟。

(2) 坡面减载、坡脚反压

根据滑坡动力特性分析，对于中、后部为主滑段，前部为阻滑段的滑坡，可拆除滑坡体中、后部房屋等构筑物以及部分凸出的松散堆积体，减小滑动推力，在滑坡前缘加载，增加抗滑阻力。

(3) 抗滑桩

根据滑坡体特征，针对滑坡体体积较大、滑动带埋藏较深时可采用抗滑桩进行支护，抗滑桩应嵌入滑床并深入稳定岩土体中，为了防止滑体从桩间挤出，应在桩间设置浆砌石挡墙或钢筋砼连系梁，以增强整体稳定性。

[1] 余会明．新疆乌鲁木齐市地质灾害详细调查报告[R].乌鲁木齐：新疆地矿局第一水文工程地质大队，2014.

[2] 滑坡崩塌泥石流详细调查规范(1∶50000)(DD2008-02)[S].中国地质调查局，2007.

[3] 地质灾害危险性评估技术规范(试行)[S].北京:中华人民共和国国土资源部,2008.

[4] 滑坡防治工程勘查规范(DZ/T0218-2006)[S].北京:中华人 民共和国国土资源部,2006.

[5] 泥石流灾害防治工程勘查规范(DZ/T0220-2006)[S].北京: 中华人民共和国国土资源部，2006.

[6] 廖兴发.监测评估防治技术地质勘察与地质灾害实用手册[M].世图音像电子出版社,2004.

[7] 六种地质灾害勘查技术指南与治理工程设计方案[M].国土资源电子出版社,2002.

ANALYSIS OF GEOLOGICAL HAZARDS IN URUMQI CITY OF XINJIANG AND SUGGESTIONS ON PREVENTIVE MEASURES

YU Hui-ming,CAO Chen，XIA Ping,LIU Wei

(The Fist Hydrological Brigade of Xinjiang Mine Bureau,Xinjiang,Urumchi 830091,China)

Based on the comprehensive grasp of the geological environment of Urumqi, a detailed field geological hazard investigation was carried out to identify the characteristics, causes and development of the main types of geological disasters such as ground subsidence, collapse, landslide and debris flow in the area. Formation conditions and predisposing factors were analyzed, and preventive measures were put forward. The study shows that the city's geological disasters are very developed, widely distributed and harmful, which seriously restricts the social and economic development and threatens the safety of people's lives and property.

geological disaster; geological environment; developmental characteristics; formation conditions and predisposing factors; prevention and control measures

任赞松(1993- ),男 ,四川南充人，在读硕士，从事地质灾害防治研究工作。E-mail：275134478@qq.com

1006-4362(2017)01-0020-05

2016-12-06 改回日期： 2017-01-17

X43;X141

A