樂西高速地質災害發育特征研究

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樂西高速地質災害發育特征研究

摘要:樂西高速美姑至昭覺段位于四川省涼山州境內,公路區域內地質條件復雜,地質災害類型多,成因復雜。為了充分體現地質選線作用,對全線地質災害進行分析總結。研究表明,該高速公路沿線地質災害類型主要為滑坡、泥石流和危巖,分別占76%,8%和16%。其中滑坡對擬建高速公路影響最大。同時認為地震活動、地形地貌、氣候條件和地層巖性是導致調查區地質災害發生的重要影響因素。

關鍵詞:樂西高速,地質災害,發育特征

0引言

四川省樂西高速美姑至昭覺段長約51km,是穿越四川省大涼山彝族腹地的一條扶貧高速公路,海拔在2000m左右。該條高速公路位于高原中山區,沿線復雜的地質環境、多變的高原高寒氣候使高速公路線位走廊中發育了眾多的地質災害[1,2],給高速公路選線帶來極大的困難。目前,有關高速公路沿線地質災害的研究成果較多[3-6],但均已建成的高速公路作為研究對象,而未見到勘察設計階段的高速公路沿線的地質災害研究。鑒于此,筆者在該高速公路詳細勘察階段對全線地質災害發育特征開展研究,在此基礎上,分析災害規模、危險等級及成因。此項研究為大涼山地區高速公路的修建及防災減災提供借鑒。

1區域地質背景

1.1地形地貌。研究區地處四川盆地向西南山地過渡地帶,介于四川盆地和云貴高原之間,地形起伏,為中切割中山~高山,境內海拔最高3000m,最低1500m,相對高差約1500m。山脈走向NE—SE,多見單面山。

1.2氣象。地處低緯度高海拔的中山和山原,氣候具有高原氣候特點:冬季干寒而漫長,夏季暖和濕潤,按四川氣候分區,屬川西高原雅礱江溫帶氣候區。域內冬寒少雨,夏不炎熱雨水多,1月平均氣溫1.6℃,雨量7.4mm,之后氣溫升高,水增多;7月平均氣溫19.2℃,雨量194.9mm;7月后氣溫下降,雨水減少。一年中各月雨量以7月最多,為162.5mm;1月最少,為11.9mm(多年平均值)。年際間雨量變化大,多年年均降雨量846.1mm,年最多1054mm,年最少616.2mm,兩極相差400多毫米。

1.3地層巖性。研究區域地層巖性復雜多變,覆蓋層主要以崩坡積和滑坡堆積層的碎塊石及沖洪積的卵石、黏土等為主,一般在5m~50m之間,局部厚度大于100m。下伏基巖從中生界侏羅系紅色砂泥巖一直到古生界志留系泥巖,分別為沙溪廟組砂泥巖、自流井組砂泥巖、須家河組含煤砂泥巖、雷口坡組+嘉陵江組灰巖與泥灰巖、飛仙關組砂泥巖、玄武巖組泥巖夾黏土巖、峨眉山玄武巖、陽新組灰巖、志留系石門坎組泥巖。

1.4地質構造及新構造運動。區域上位于揚子江準地臺西部的二級構造單元上揚子臺褶帶西北側,西鄰康滇地軸,東接四川臺坳,構造類型以NE向和NS向的斷裂、褶皺為主,褶皺及斷裂構造均較為發育。漢源—甘洛大斷裂和小江斷裂北延段從場地通過,其中漢源—甘洛大斷裂在場地分為三支,分別為洪溪—美姑斷裂、三河斷裂和美姑大橋斷裂。工作區挾持于西部安寧河—則木河強地震帶和東部馬邊—鹽津—大關強地震帶之間,據有地震記載以來,區內并無強震發生(M>6級),屬外圍兩強震帶的影響波及區。

2公路沿線地質災害主要特征及規律

公路沿線地質災害主要為滑坡、泥石流、危巖等(地質災害分布圖見圖1),其中滑坡災害具有分布廣泛、規模大等特點,泥石流、危巖等災害局部或零星分布。高速公路沿線地質災害統計結果見表1。

2.1滑坡。在擬建高速公路走廊中,滑坡是威脅最大的地質災害[7]。集中發育在美姑縣城過境段、慶恒鄉過境段、昭覺縣城過境段。其統計結果見表2。場地滑坡滑體多為第四系松散層碎塊石土,局部滑體碎塊石解體不充分,可見原巖結構面特點,俗稱“假基巖”,滑動面多為下覆基巖頂面,滑動面多見有光滑鏡面或滑面,滑坡體積多在2.4×104m3~400×104m3,全部為大型~巨型滑坡,均為推移式滑坡。經現場調查及分析,其中僅有一個滑坡處于欠穩定狀態,其余均處于穩定狀態。ZK97+730~ZK97+910段滑坡為典型的滑坡災害(見圖1),位于美姑縣城過境段?;露逊e體前緣寬度約220m,沿滑動方向長160m,面積約3.7×104m2,鉆探揭露滑體厚度3.45m~36.0m,平均厚度約21.5m,估算方量約8×105m3,屬大型滑坡?;氯矆D見圖2?;麦w主滑方向約340°,平面上呈扇形,后緣具明顯圈椅狀,前緣壓迫河道,使河流改道,形成大于90°的轉角?;麦w后緣位于斜坡上,地表多被覆蓋,呈上陡下緩之勢,左側以溝為界,地形上下錯明顯,右側邊界因后期堆積改造形態不明顯。地面橫坡陡緩不均,總體地面坡度約20°,植被較發育,平緩地帶多被墾為耕地,局部有民房分布。前緣壓迫河道,滑坡堆積體與河床接觸,滑坡堆積體左右兩側均有T3xj基巖裸露。滑體主要由碎石、塊石組成,滑體前緣壓迫河床,覆蓋于沖洪積卵石層上,滑床斷面整體呈下凹狀(見圖3)?;碌乇矶酁榱值兀植烤徠碌囟伪粔楦?,局部有民房分布,局部種植果樹,據調查,現狀條件下滑坡地表未見拉裂、變形等跡象,且經過計算后得知滑坡現處于穩定狀態。

2.2泥石流。泥石流災害在路線分布范圍與線位相關的僅有一處,位于K98+450~K98+590之間勒布村溝(見圖4),勒布村溝流域面積4.96km2,主溝長5.27km,溝床平均縱比降為160.5‰;流域內物源較為豐富,物源總量達37.0×104m3,動儲量達10.5×104m3;類型為溝谷暴雨型中頻稀性中型泥石流溝。擬建線位于流域下游,屬于泥石流堆積區,百年一遇泥石流危險區寬度28m,建議擬建橋梁適當調整橋墩位置,使其處于低危險區,同時在進行高速公路橋梁設計時應充分保證橋梁的凈高、防沖等設計參數,對橋墩進行加固處理。同時為了保證擬建高速公路工程建設和運行的安全,建議加強勒布村溝泥石流活動的監測,同時需對堆積區溝道大石塊進行清理。

2.3危巖。崩塌危巖在線位走廊中發育不多,僅分布有5處,影響路線長度僅200m左右。崩塌危巖主要發育在溝谷側的斜坡上,斜坡橫坡在70°以上,大部分多陡立。根據巖性組合可分為兩種類型:Ⅰ類:陡坡全部為硬質巖,風化強烈,節理裂隙發育,巖體多被節理切割成碎塊狀,形成危巖,在重力、雨水等一些因素影響下,發生崩塌,見圖5;Ⅱ類:陡坡巖體為軟硬交替,由于巖體的差異風化,往往在硬巖底下形成凹腔,硬質巖巖體多被節理切割成碎塊狀,故凹腔上的危巖在重力、節理裂隙切割下形成危巖,在一些極端天氣、地震等不利因素影響下形成崩塌,見圖6。

3地質災害的成因

影響地質災害形成的原因是多方面的,其中主要包含地形地貌、氣候水文、地質構造等因素,下面就各類地質災害的成因進行簡單的論述。

3.1滑坡災害。擬建公路沿線滑坡區出露的為砂泥巖夾頁巖或黏土巖,由于泥巖和頁巖夾在砂巖之間,為相對隔水層,場地巖性軟硬相夾的地層特點是構造滑坡的控制因素。斷層活動控制斜坡的結構的演化,使巖體破碎程度高,巖土力學性質差,同時公路沿線5月~10月為集中降雨區,在降雨的影響下,滑坡體內平衡狀態被打破,迫使滑坡產生滑坡,故集中降雨是滑坡發生的主要誘發因素。

3.2泥石流。泥石流的爆發與當地的地形、降雨和物源等有關,場地公路沿線泥石流位于山體斜坡上溝谷處,物源區和堆積區高差較大(一般大于200m),致使流通區縱坡大,造成物質流速快,沖擊力大;物源區位于斜坡之上,面積較大,造成匯水面積大、物源物質多。公路沿線5月~10月為集中降雨區,最大日降雨為124.9mm,最大1h降雨為66.9mm,為泥石流的爆發提供了動力條件。

3.3危巖。危巖的產生與地形、降雨、地震等影響相關。沿線公路危巖均發育在陡坡上,高度大,巖性均為硬質巖。在重力或地震作用下,巖體裂隙寬張,受降雨、地震及工程擾動作用易發生崩落現象。

4結語

1)擬建四川省樂西高速美姑至昭覺段地質災害以滑坡、泥石流和危巖為主,尤其是滑坡災害。2)公路沿線巖性復雜、地質構造發育、地形陡峻和集中降雨是地質災害頻發的主要原因。

作者:蘇玉杰 吳事貴 單位:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司

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