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摘要:成都至兰州高速公路汶川至川主寺段主要沿岷江两岸布线,大部分路段傍山临河,地质灾害十分发育,摸清线路地质灾害规律具有重大的意义。笔者借助遥感技术结合野外实地调查,对线路走廊带地质灾害进行了分析研究,找出了地质灾害主控因素和发育分布规律,对地质灾害的发展趋势与可能造成的危害进行了评价预测,提出了防治对策及建议,为走廊带内公路建设与规划提供了科学依据。
关键词:工程地质;走廊带;地质灾害;防治
1.概述
汶川“5.12地震”后,阿坝州全州公路受到了严重破坏。现有州到县公路和乡乡公路等级相对较低,缺少高等级快速干道。为了适应社会经济快速发展的需要,必须大力发展公路网建设,提高道路等级。成都至兰州高速公路汶川至川主寺段为新建项目,是为了提高现有公路的通行能力而建的高等级快速干道。
线路位于阿坝藏族羌族自治州境内,是阿坝藏族羌族自治州各县南下通往四川省会成都市的最主要通道,也是通往著名旅游景区九寨沟、黄龙寺、若尔盖大草原等的主要公路通道。线路起于汶川县,顺岷江河谷而行,茂县之前向北东40°向延伸,茂县之后转而向近正北向延伸,止于川主寺两河(东源漳腊河、西源潘州河)合流处,途径汶川县、茂县、松潘县,路线全长176.7KM。
路线区地理位置与构造位置独特,以高山峡谷地貌和山原地貌为主,地形条件差,气候恶劣,地质构造复杂,崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡等不良地质十分发育。
2.地质灾害与地貌
2.1地貌类型分类
线路走廊带所处地区受地质构造及高原气候的控制,地形复杂,地势变化多端,相对高差悬殊。地貌以构造侵蚀地形占主体部分,大体以镇江关为界,以北为山原地貌,包括川主寺、松潘到镇江关;以南为高山峡谷地貌,包括汶川县、茂县,总体趋势北西高、南东低。
1)山原区地貌
大致东起松潘的镇江关,经黑水理县一线之西北,是高原向高山峡谷区的过渡地带。地势高亢,丘原绵延,岭平谷宽,谷底仰望成山,山顶环顾如原。古冰川作用遗迹多,冰川地貌明显,现代流水作用较强烈,气候条件较好,是山原区的种植业地带。
2)高山峡谷区地貌
镇江关以南,属四川盆地向青藏高原过渡的中、高山地带,山高谷深,河流深切,峰峦叠嶂,沟壑纵横,岭谷高差悬殊,谷坡陡峻,阶地不甚发育。
2.2地质灾害与地貌的关系
线路走廊带地质灾害主要集中分布在高、中、低山地貌中,崩塌主要分布于高中山地貌区,岷江两岸及其支沟。其中岷江西岸有崩塌8处,东岸崩塌15处,且西岸崩塌规模大于东岸崩塌的规模。本次发现的52处滑坡(群),大型滑坡17处,中型27处,小型8条,高中山地貌区滑坡以大中型滑坡为主。经详细解译及实地调查共有泥石流沟17条,坡面泥石流9条,沟谷泥石流8条,坡面泥石流主要在汶川至茂县段高山峡谷区发育。
3.地质灾害与岩性
3.1 线路走廊带岩组类型
根据公路沿线地层出露情况及其岩土体工程地质特征、成因类型、力学性质等,将区内岩土体分为三大类、八个工程地质岩组(见表1)。
3.2 地质灾害与岩组类型
地质灾害的发生跟岩组类型有很大的关系。崩塌常发生在坚硬性脆的岩石构成的斜坡及由软硬互层(如砂页岩互层、灰岩与泥灰岩互层、石英岩与千枚岩互层等)构成的陡峻山坡,为崩塌的形成提供了空间和背景条件。
泥岩、页岩、构造破碎岩层以及坡积物发育区容易形成滑坡。极易风化的软弱岩层和厚层坡积物,冰积物,冲洪积物等形成的滑坡及新的活动滑坡,主要分布在汶川至茂县段,以及岷江谷坡地带,滑坡数量多,规模大,裂隙发育的较软弱岩层以及厚层崩坡积物组成的滑坡及基岩古滑坡,此类滑坡主要分布在以两河口为中心的大片地带,危害相当严重。较坚硬砂岩,板岩及其坡积物,洪积物滑坡,此类滑坡体的坡度较缓,此类滑坡基本稳定,滑坡前缘常有小规模崩塌、泥石流等存在。
危岩体一般存在于高陡边坡及陡崖上,由坚硬半坚硬岩组成,节理裂隙发育,破碎,受到外力影响极容易滑落造成灾害。
泥石流多分布在岩石破碎,植被稀少的地区,这些区域为泥石流提供丰富的固体物质,一般岩石物理风化强烈,大量风化碎屑堆积于山坡,遇到集中降水,极易激发成泥石流。
4.地质灾害分布规律
4.1地质灾害与地质构造
线路走廊带处于秦岭东西向构造带、龙门山北东向构造与马尔康北西向构造带间的三角地块内。线路在汶川~茂县段主要受九顶山北东向构造体系中的茂汶断裂控制。茂县以北至叠溪海子以北段主要受石大关弧形构造以及较场山字型构造控制。叠溪海子以北至川主寺段主要在受岷江南北向构造控制。
线路走廊带褶皱发育,褶皱被断层破坏严重,岩石破碎。部分褶皱受较场”山“字型构造影响,褶曲紧密,次级同斜倒转及尖棱小褶曲发育。崩塌、滑坡地质灾害十分发为育。
断裂构造在区内亦十分发育,其中茂汶断裂,为压扭性逆冲断层,断裂挤压破碎带宽达100余米,并发育 多条北东向分支小断裂。形成疊瓦状构造,崩塌、滑坡地质灾害发育;九顶山断裂,下盘灰岩比较破碎,上盘拖拉小
褶皱发育,坡面泥石流及滑坡发育;石大关断裂,位于较场“山”字形构造搌布前弧,冲断裂构造形成的逆断层,中部向南突出的弧形褶断带,灾害密布区,崩塌、滑坡、危岩等地质灾害发育;岷江断裂,为一条活动性断裂,新构造运动强烈。线路在黑水河口以北大致沿岷江断裂南北搌布,与岷江断裂平行或者斜交,发育有小型滑坡和泥石流,局部地段有危岩发育。
4.2 地质灾害与地震
线路走廊带属地震强烈和邻区强震波及区,自有记载的1948年至今,大于4.5级的地震就达七次,走廊带地震烈度8度。
地震是滑坡、崩塌的最主要的触发因素之一,往往在烈度为Ⅶ度(或震级为6级)以上地震活动地区,尤其在坡度大于25°的斜坡地带,地震诱发的滑坡、崩塌灾害特别严重。线路走廊带地震稳定区在汶川至茂县段,属欠稳定区外,其余路段属基本稳定区。 地震波引起的纵向、横向地质体振动,使松散体及岩体不稳定斜坡,高耸山峰等在惯性力作用下脱离母体发生崩塌、滑坡。同时也为泥石流发生创造了物质条件。堵沟蓄水、溃决,形成低频率、高危害的特大泥石流灾害,危险性极大。另一方面地震作用使山体开裂、塌陷形成易滑面、形成不穩斜坡,在一定条件下再次形成灾害。
5.地质灾害水文地质条件
线路走廊带气候具有川西高原气候区的特点,水文地质条件复杂,对地质灾害影响较大的主要为大气降水。5-10月为雨季,多年平均降雨量60.8毫米,月平均最大降雨量12.8毫米,夏季暴雨频繁,强度大、历时短。地质灾害多发生在此期间,与降雨量呈明显的正相关。
暴雨或融雪深入地下,使岩土软化,降低岩土的抗剪和粘结强度,潜蚀岩土,增大岩土容重,产生动水压力、孔隙水压力和对透水岩石产生托力等,是产生滑坡、泥石流的重要催发因素,尤其在持续降雨时表现更为明显。
6.结论
汶川至川主寺段高速公路主要沿岷江两岸布线,大部分路段傍山临河,山高、坡陡,切割深,为地质灾害的产生提供了势能和临空条件,地质灾害集中分布在高、中山地貌区。岩组类型和地质构造对地质灾害起到明显的控制作用,走廊带内整体地质构造条件复杂,工程地质条件较差。地质构造发育区地质灾害亦发育,褶皱强烈、断裂发育,岩石破碎,剪裂隙发育,岸坡岩体极不稳定滑坡、崩塌、危岩等地质灾害发育,成群成带性明显,是滑坡、崩塌活跃区。大气降水以及地震,是地质灾害发生的主要诱导因素。
线路走廊带不良地质滑坡、崩塌、泥石流特别发育,主要系“5.12大地震”引发,特别是汶川至茂县段。加之工作区特殊的地形地貌、区域地质条件、岩体风化等因素,山体地表特别疏松,后期道路修建应尽量减少对山体开挖,对隧道工程进出口段的滑坡、崩塌边坡应采用合理工艺,在公路工程建设过程中,应尽力保护植被,把对生态环境的破坏降到最低程度,以防生态环境恶化。
参考文献
[1] 四川省志.地质志,四川省地矿厅 1996年
[2] 茂汶幅、灌县幅区域地质调查报告(1:20万) 四川省地质局 1975年
[3] 国道213线川主寺至汉川段公路改造工程可行性研究 西南交通大学研究生学位论文 罗海涛 2008年7月
[4] 都江堰至汶川高速公路映秀至汶川段遥感工程地质解译报告 西安煤航信息产业有限公司2008年8月
[5] 川西山区公路边坡地质灾害研究 煤炭工业出版社 2001年4月
关键词:工程地质;走廊带;地质灾害;防治
1.概述
汶川“5.12地震”后,阿坝州全州公路受到了严重破坏。现有州到县公路和乡乡公路等级相对较低,缺少高等级快速干道。为了适应社会经济快速发展的需要,必须大力发展公路网建设,提高道路等级。成都至兰州高速公路汶川至川主寺段为新建项目,是为了提高现有公路的通行能力而建的高等级快速干道。
线路位于阿坝藏族羌族自治州境内,是阿坝藏族羌族自治州各县南下通往四川省会成都市的最主要通道,也是通往著名旅游景区九寨沟、黄龙寺、若尔盖大草原等的主要公路通道。线路起于汶川县,顺岷江河谷而行,茂县之前向北东40°向延伸,茂县之后转而向近正北向延伸,止于川主寺两河(东源漳腊河、西源潘州河)合流处,途径汶川县、茂县、松潘县,路线全长176.7KM。
路线区地理位置与构造位置独特,以高山峡谷地貌和山原地貌为主,地形条件差,气候恶劣,地质构造复杂,崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡等不良地质十分发育。
2.地质灾害与地貌
2.1地貌类型分类
线路走廊带所处地区受地质构造及高原气候的控制,地形复杂,地势变化多端,相对高差悬殊。地貌以构造侵蚀地形占主体部分,大体以镇江关为界,以北为山原地貌,包括川主寺、松潘到镇江关;以南为高山峡谷地貌,包括汶川县、茂县,总体趋势北西高、南东低。
1)山原区地貌
大致东起松潘的镇江关,经黑水理县一线之西北,是高原向高山峡谷区的过渡地带。地势高亢,丘原绵延,岭平谷宽,谷底仰望成山,山顶环顾如原。古冰川作用遗迹多,冰川地貌明显,现代流水作用较强烈,气候条件较好,是山原区的种植业地带。
2)高山峡谷区地貌
镇江关以南,属四川盆地向青藏高原过渡的中、高山地带,山高谷深,河流深切,峰峦叠嶂,沟壑纵横,岭谷高差悬殊,谷坡陡峻,阶地不甚发育。
2.2地质灾害与地貌的关系
线路走廊带地质灾害主要集中分布在高、中、低山地貌中,崩塌主要分布于高中山地貌区,岷江两岸及其支沟。其中岷江西岸有崩塌8处,东岸崩塌15处,且西岸崩塌规模大于东岸崩塌的规模。本次发现的52处滑坡(群),大型滑坡17处,中型27处,小型8条,高中山地貌区滑坡以大中型滑坡为主。经详细解译及实地调查共有泥石流沟17条,坡面泥石流9条,沟谷泥石流8条,坡面泥石流主要在汶川至茂县段高山峡谷区发育。
3.地质灾害与岩性
3.1 线路走廊带岩组类型
根据公路沿线地层出露情况及其岩土体工程地质特征、成因类型、力学性质等,将区内岩土体分为三大类、八个工程地质岩组(见表1)。
3.2 地质灾害与岩组类型
地质灾害的发生跟岩组类型有很大的关系。崩塌常发生在坚硬性脆的岩石构成的斜坡及由软硬互层(如砂页岩互层、灰岩与泥灰岩互层、石英岩与千枚岩互层等)构成的陡峻山坡,为崩塌的形成提供了空间和背景条件。
泥岩、页岩、构造破碎岩层以及坡积物发育区容易形成滑坡。极易风化的软弱岩层和厚层坡积物,冰积物,冲洪积物等形成的滑坡及新的活动滑坡,主要分布在汶川至茂县段,以及岷江谷坡地带,滑坡数量多,规模大,裂隙发育的较软弱岩层以及厚层崩坡积物组成的滑坡及基岩古滑坡,此类滑坡主要分布在以两河口为中心的大片地带,危害相当严重。较坚硬砂岩,板岩及其坡积物,洪积物滑坡,此类滑坡体的坡度较缓,此类滑坡基本稳定,滑坡前缘常有小规模崩塌、泥石流等存在。
危岩体一般存在于高陡边坡及陡崖上,由坚硬半坚硬岩组成,节理裂隙发育,破碎,受到外力影响极容易滑落造成灾害。
泥石流多分布在岩石破碎,植被稀少的地区,这些区域为泥石流提供丰富的固体物质,一般岩石物理风化强烈,大量风化碎屑堆积于山坡,遇到集中降水,极易激发成泥石流。
4.地质灾害分布规律
4.1地质灾害与地质构造
线路走廊带处于秦岭东西向构造带、龙门山北东向构造与马尔康北西向构造带间的三角地块内。线路在汶川~茂县段主要受九顶山北东向构造体系中的茂汶断裂控制。茂县以北至叠溪海子以北段主要受石大关弧形构造以及较场山字型构造控制。叠溪海子以北至川主寺段主要在受岷江南北向构造控制。
线路走廊带褶皱发育,褶皱被断层破坏严重,岩石破碎。部分褶皱受较场”山“字型构造影响,褶曲紧密,次级同斜倒转及尖棱小褶曲发育。崩塌、滑坡地质灾害十分发为育。
断裂构造在区内亦十分发育,其中茂汶断裂,为压扭性逆冲断层,断裂挤压破碎带宽达100余米,并发育 多条北东向分支小断裂。形成疊瓦状构造,崩塌、滑坡地质灾害发育;九顶山断裂,下盘灰岩比较破碎,上盘拖拉小
褶皱发育,坡面泥石流及滑坡发育;石大关断裂,位于较场“山”字形构造搌布前弧,冲断裂构造形成的逆断层,中部向南突出的弧形褶断带,灾害密布区,崩塌、滑坡、危岩等地质灾害发育;岷江断裂,为一条活动性断裂,新构造运动强烈。线路在黑水河口以北大致沿岷江断裂南北搌布,与岷江断裂平行或者斜交,发育有小型滑坡和泥石流,局部地段有危岩发育。
4.2 地质灾害与地震
线路走廊带属地震强烈和邻区强震波及区,自有记载的1948年至今,大于4.5级的地震就达七次,走廊带地震烈度8度。
地震是滑坡、崩塌的最主要的触发因素之一,往往在烈度为Ⅶ度(或震级为6级)以上地震活动地区,尤其在坡度大于25°的斜坡地带,地震诱发的滑坡、崩塌灾害特别严重。线路走廊带地震稳定区在汶川至茂县段,属欠稳定区外,其余路段属基本稳定区。 地震波引起的纵向、横向地质体振动,使松散体及岩体不稳定斜坡,高耸山峰等在惯性力作用下脱离母体发生崩塌、滑坡。同时也为泥石流发生创造了物质条件。堵沟蓄水、溃决,形成低频率、高危害的特大泥石流灾害,危险性极大。另一方面地震作用使山体开裂、塌陷形成易滑面、形成不穩斜坡,在一定条件下再次形成灾害。
5.地质灾害水文地质条件
线路走廊带气候具有川西高原气候区的特点,水文地质条件复杂,对地质灾害影响较大的主要为大气降水。5-10月为雨季,多年平均降雨量60.8毫米,月平均最大降雨量12.8毫米,夏季暴雨频繁,强度大、历时短。地质灾害多发生在此期间,与降雨量呈明显的正相关。
暴雨或融雪深入地下,使岩土软化,降低岩土的抗剪和粘结强度,潜蚀岩土,增大岩土容重,产生动水压力、孔隙水压力和对透水岩石产生托力等,是产生滑坡、泥石流的重要催发因素,尤其在持续降雨时表现更为明显。
6.结论
汶川至川主寺段高速公路主要沿岷江两岸布线,大部分路段傍山临河,山高、坡陡,切割深,为地质灾害的产生提供了势能和临空条件,地质灾害集中分布在高、中山地貌区。岩组类型和地质构造对地质灾害起到明显的控制作用,走廊带内整体地质构造条件复杂,工程地质条件较差。地质构造发育区地质灾害亦发育,褶皱强烈、断裂发育,岩石破碎,剪裂隙发育,岸坡岩体极不稳定滑坡、崩塌、危岩等地质灾害发育,成群成带性明显,是滑坡、崩塌活跃区。大气降水以及地震,是地质灾害发生的主要诱导因素。
线路走廊带不良地质滑坡、崩塌、泥石流特别发育,主要系“5.12大地震”引发,特别是汶川至茂县段。加之工作区特殊的地形地貌、区域地质条件、岩体风化等因素,山体地表特别疏松,后期道路修建应尽量减少对山体开挖,对隧道工程进出口段的滑坡、崩塌边坡应采用合理工艺,在公路工程建设过程中,应尽力保护植被,把对生态环境的破坏降到最低程度,以防生态环境恶化。
参考文献
[1] 四川省志.地质志,四川省地矿厅 1996年
[2] 茂汶幅、灌县幅区域地质调查报告(1:20万) 四川省地质局 1975年
[3] 国道213线川主寺至汉川段公路改造工程可行性研究 西南交通大学研究生学位论文 罗海涛 2008年7月
[4] 都江堰至汶川高速公路映秀至汶川段遥感工程地质解译报告 西安煤航信息产业有限公司2008年8月
[5] 川西山区公路边坡地质灾害研究 煤炭工业出版社 2001年4月