姬怡微,李永紅,向茂西,賀衛(wèi)中,劉海南,李 輝
(陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,陜西 西安 710054)
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陜西秦嶺南麓316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害防治對策研究*
姬怡微,李永紅,向茂西,賀衛(wèi)中,劉海南,李輝
(陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,陜西 西安 710054)
摘要:穿越于秦嶺南麓漢臺區(qū)北部中低山區(qū)的316國道沿線地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害類型多樣。每年汛期地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),數(shù)百至數(shù)萬方的危巖體常將路面掩埋,少則堵塞交通數(shù)小時,多則數(shù)天,過往車輛及行人的財產(chǎn)受到嚴重威脅。由于316國道為我國南北運輸?shù)闹匾ǖ?,社會影響較大。為此,該文在漢臺區(qū)1:50 000地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查項目的基礎(chǔ)上,將316國道作為重點地段進行專題研究,分析316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害的類型、發(fā)育特征、成因,并提出了相應(yīng)的防治對策。調(diào)查分析認為316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害類型主要為崩塌、滑坡和泥石流;孕育地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的不穩(wěn)定邊坡坡型、坡向、坡高、寬度和厚度等決定地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征;降雨和人類工程活動是地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素。最后,提出了以監(jiān)測預(yù)警和卸荷減載、鋪設(shè)柔性防護網(wǎng)、設(shè)置抗滑樁等為主的防治對策,為漢中市國土資源局漢臺分局等相關(guān)部門地質(zhì)災(zāi)害的防范提供決策與依據(jù),也為公路沿線地質(zhì)災(zāi)害的防治提供技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞:316國道沿線;地質(zhì)災(zāi)害類型;防治對策;秦嶺南麓;陜西
316國道是我國南北運輸?shù)闹匾ǖ?,起點福建福州國貨東路連潘,終點甘肅蘭州,總里程2 951km。途經(jīng)福建、江西、湖北、陜西和甘肅5個省份,陜西省內(nèi)總長653km。316國道從河?xùn)|店鎮(zhèn)北之萬年橋附近進入陜西漢中市漢臺境,于鑫源街道辦與108國道并線,由西向東從漢臺區(qū)東部鋪鎮(zhèn)附近出境。漢中境內(nèi)316國道長度87km,改線后從北部中低山區(qū)線路穿越長度約20km,老316國道長度約15km。
316國道在漢中市漢臺區(qū)乃至我國公路網(wǎng)骨架中占有舉足輕重的地位。近20年來,隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,我國道路建設(shè)加快,316國道也經(jīng)過多次加寬和改造,雖然通行能力得到了一定的改善,但是道路建設(shè)不可避免要開挖坡體,引發(fā)了嚴重地質(zhì)災(zāi)害如滑坡、崩塌和泥石流等,這在一定程度上又嚴重影響道路的運行能力,同時威脅過往車輛和行人生命財產(chǎn)安全。
如2013年7月2日,316國道漢臺段K2181+600m處(河?xùn)|店鎮(zhèn)光明村HT0087)發(fā)生崩塌[1],方量約900m3,堵塞交通近2h;2013年7月4日,該段北側(cè)K2191km+800m處(河?xùn)|店鎮(zhèn)麻坪寺村HT0037)再次發(fā)生崩塌,方量約1.7×104m3,此次崩塌體巨石較多,其中最大的一塊約有500t,堵塞交通近4d。
為了盡可能避免316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,最大限度地保護過往車輛和行人生命財產(chǎn)安全,作者在漢臺區(qū)1:50 000地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查的基礎(chǔ)上,將316國道沿線作為重點地段進行了地質(zhì)災(zāi)害專題研究,為漢臺區(qū)國土資源分局等部門對公路沿線地質(zhì)災(zāi)害的防范提供決策與依據(jù)。
1地質(zhì)環(huán)境條件
1.1地形地貌
漢臺區(qū)境秦嶺南麓316國道沿線為中低山地貌,褒河由北向南通過,主河及其支溝老丈溝、沙河溝、蔣家溝、潘家河、瀝水溝呈“V”字型溝谷,切割深度大,一般在200~400m,山坡陡峻,坡度角一般在35°~50°之間,山背狹長,陡坡處基巖裸露,緩坡處殘坡積土覆蓋。區(qū)內(nèi)植被較發(fā)育,但在人類活動強烈的地區(qū),如316國道沿線或礦山開采區(qū)植被欠發(fā)育。
1.2地層巖性
國道沿線出露震旦系和寒武系地層,第四系地層廣布于地表。震旦系地層分布于老莊基—土罐子溝一帶,呈NEE向展布,巖性為絹云綠泥石片巖、千枚巖夾灰?guī)r;其余大部分區(qū)域為寒武系地層,與震旦系呈沉積不整合接觸關(guān)系,受復(fù)式褶皺構(gòu)造與震旦系呈南北向間隔出現(xiàn),巖性主要為黑云母石英片巖、二母云石英片巖夾大理巖。分布于河道或溝道第四系物質(zhì)為沖洪積物,斜坡體上為坡殘積碎石土;漢臺境萬年橋附近316國道沿線兩側(cè)有萬年橋花崗巖枝出露,屬印支期中?;◢弾r,巖石塊狀構(gòu)造,侵入于寒武系地層中。
1.3地質(zhì)構(gòu)造
國道沿線位于揚子板塊與秦嶺板塊結(jié)合帶之秦嶺板塊之上,屬康縣—略陽—勉縣華力西褶皺帶。褶皺、斷裂及次級節(jié)理裂隙構(gòu)造發(fā)育。褶皺構(gòu)造總體為軸向北東東的復(fù)式緊閉褶皺,可進一步分為沙河溝口次級向斜和老莊基次級背斜,地層傾角大,50°~80°,褶皺緊閉,軸面劈理發(fā)育。斷層主要為次級順層走向斷層,規(guī)模較大的老丈溝斷層展布于寒武系地層內(nèi)部。
1.4巖土體類型
地層巖性決定了區(qū)內(nèi)巖土體類型。巖體主要為堅硬塊狀花崗巖類;較堅硬中厚層狀碳酸鹽類;較堅硬—較軟黑云母石英片巖類、較軟中淺變質(zhì)巖類等;土體為坡殘積碎石土和沖洪積粘性土等。
1.5人類工程活動
國道沿線與地質(zhì)災(zāi)害有關(guān)的人類工程活動主要有道路建設(shè)、礦產(chǎn)開發(fā)、削坡建房。
(1)秦嶺南麓漢臺境316國道沿褒河左岸前行,工程建設(shè)對原始坡體進行了大面積的開挖、削坡,致使基巖邊坡穩(wěn)定性較差。
另外,區(qū)內(nèi)近年來通村公路基本建成,開挖的邊坡大都沒有防護,不穩(wěn)定邊坡在降水、自重作用下常常發(fā)生滑塌等。
(2)漢臺區(qū)礦產(chǎn)豐富,目前沿線正在開采礦種有石英礦、磷礦,涉及6個礦權(quán)。礦產(chǎn)資源礦的開發(fā)利用破壞了大量的土地資源,同時形成大量的棄渣,部分棄渣沿溝道散布,前緣未做有效的攔擋,成為泥石流隱患,一方面威脅礦山自身的安全,另一方面威脅下游耕地、國道的安全。
(3)受地形條件的限制,北部中低山區(qū)削坡建房現(xiàn)象普遍存在,村民一般在屋后坡體前緣用石頭碼坎砌筑,不穩(wěn)定邊坡大都得不到有效的防治。區(qū)內(nèi)降水充沛,坡體臨時空失穩(wěn)后,形成滑坡,威脅村民的安全。
2地質(zhì)災(zāi)害類型
2.1地質(zhì)災(zāi)害概況
根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查,316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌、滑坡和泥石流災(zāi)害(圖1、表1),其中崩塌數(shù)量最多,為23處;其次為滑坡13處;泥石流隱患4處。威脅最嚴重的災(zāi)害類型為崩塌。
圖1 316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害點分布圖
災(zāi)害類型規(guī)模穩(wěn)定性 險情等級中型小型[2]差較差穩(wěn)定小型崩塌167111223滑坡495813泥石流4224
2.2地質(zhì)災(zāi)害類型
2.2.1崩塌
316國道工程建設(shè)過程中,對原始坡體進行了開挖,大部分地段未進行工程治理,形成不穩(wěn)定邊坡,近乎直立或負坡,開挖地段植被覆蓋率低,在各類誘發(fā)因素的作用下,極易發(fā)生崩塌。
(1)分布特征
崩塌是指受重力作用的巖土體從高陡邊坡突然加速崩落或滾落(跳躍)的現(xiàn)象[3]。崩塌的往往突發(fā)性強、危害大,特別是在公路沿線頻發(fā)。漢臺境316國道沿線崩塌主要發(fā)育在褒河左岸斜坡體中上部,多因構(gòu)造抬升、河流下切和人類工程活動相互作用形成陡崖,加之巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,在暴雨等作用下易形成崩塌,對道路的安全暢通造成極大隱患。另外公路邊坡開挖形成的高陡斜坡,由于巖體差異風(fēng)化,下部軟弱巖層抗風(fēng)化能力弱,形成凹巖型,使上部堅硬巖石突然失去支撐,在重力作用下,也易形成崩塌。
316國道沿線共發(fā)育23處崩塌,均為巖質(zhì)崩塌。其中,中型崩塌居多,共16處,占崩塌總數(shù)的69.6%,其余7處均為小型崩塌,占崩塌總數(shù)的30.4%。按穩(wěn)定狀態(tài)分,目前穩(wěn)定性差的12處,其余11處為穩(wěn)定性較差。
(2)發(fā)育特征
①斜坡類型
通過調(diào)查分析,316國道沿線崩塌發(fā)育的坡面形態(tài)可分為三類:直立型、凹型和凸型,其中直立型和凸型屬于正向類,而凹型屬于負向類[4]。
發(fā)育的23處崩塌中,直立型15處,占崩塌總數(shù)的65.2%;凹型5處,占21.7%;凸型3處,占崩塌總數(shù)的13.1%。
②斜坡坡度
斜坡的坡度是影響崩塌發(fā)育的一個重要的因子。23處崩塌坡度均大于60°(表2),隨道地形坡度的增大,崩塌的數(shù)量也隨之增多,當(dāng)坡度達到80°~90°時,崩塌的數(shù)量達到10處,這主要是因為坡度變陡,臨空面變大,巖土體內(nèi)的應(yīng)力就越集中于坡腳或軟弱結(jié)構(gòu)面部位,使邊坡的穩(wěn)定性大大降低,容易產(chǎn)生邊坡變形破壞,崩塌發(fā)生的數(shù)量也就越多。
表2 不同坡度范圍區(qū)內(nèi)的崩塌數(shù)量
③斜坡厚度崩塌厚度分布范圍為1~5 m,主要集中在3 m和5 m(見圖2)。23處崩塌中有10處厚度約3 m,8處厚度為5 m,而厚度為1 m和2 m的崩塌個數(shù)分別為3處和2處。由此說明:漢臺境秦嶺南麓316國道沿線基巖理裂隙切割塊體深度或厚度介于3~5 m間。
圖2 不同厚度分布的崩塌個數(shù)
④斜坡坡高
斜坡坡高也是影響崩塌發(fā)生的一個重要因素。坡高不能改變斜坡應(yīng)力分布狀態(tài),但隨著坡高的增大,坡體內(nèi)應(yīng)力大小將發(fā)生變化。對316國道沿線發(fā)育的崩塌的坡高進行統(tǒng)計(見圖3),由圖3可以看出:坡高在10~20 m區(qū)間的僅發(fā)育1處崩塌,占崩塌總數(shù)4.34%;而20~30 m和30~40 m這兩個區(qū)間均發(fā)育崩塌9處,分別占崩塌總數(shù)39.13%,共占78.26%;40~50 m區(qū)間內(nèi)發(fā)育3處崩塌,占總數(shù)13.06%;坡高大于50 m有崩塌1處,占崩塌總數(shù)4.34%。由此可知:崩塌主要發(fā)育在坡高為20~40 m區(qū)間內(nèi),隨著坡高的增大,崩塌的數(shù)量有所減少。
圖3 不同斜坡坡高崩塌數(shù)量
⑤斜坡寬度
崩塌寬度分布于50~400 m間。寬度在100~150 m的崩塌最多,有10處,占崩塌總數(shù)43.50%(見圖4);其次是50~100 m的有6處,占崩塌總數(shù)26.08%;200~250 m的有4處,占崩塌總數(shù)17.40%;250~300 m、300~350 m和350~400 m這三個區(qū)間內(nèi)都僅發(fā)育崩塌災(zāi)害1處,分別占崩塌總數(shù)4.34%。由此可知:該段發(fā)育的崩塌寬度主要在50~150 m之間。崩塌的寬度受人類工程活動的影響,說明工程建設(shè)過程中邊坡開挖的長度集中分布于50~150 m間。
圖4 不同寬度范圍區(qū)間內(nèi)分布的崩塌個數(shù)
⑥斜坡坡向
斜坡坡向也是影響崩塌發(fā)育的一個因素。通過對調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(表3)可以看出:發(fā)育于0°~90°坡向的崩塌數(shù)量1處,占崩塌總數(shù)的4.35%;發(fā)育于90°~180°坡向的崩塌數(shù)量6處,占崩塌總數(shù)的26.08%;發(fā)育于180°~270°坡向的崩塌最多,為12處,占崩塌總數(shù)的52.17%,而發(fā)育在270°~360°坡向的崩塌數(shù)量為4處,占17.40%。這里把90°~270°坡向的坡稱為陽坡,把270°~90°坡向的坡稱為陰坡,可以看出陽坡發(fā)育的18處崩塌數(shù)量遠大于陰坡發(fā)育的5處崩塌,造成這種現(xiàn)象的主要原因是:由于朝向的不同,山坡的氣候和溫差可能存在差異變化等。陽坡比陰坡受日照時間長,氣溫與巖土體溫度在白天的溫度比較高,所以在同等條件下,陽坡的晝夜溫差比陰坡大,同時陽坡一般都是人類居住地,工程活動比較強烈,這也是造成陽坡崩塌災(zāi)害發(fā)育的原因。
表3 不同原始坡向區(qū)間崩塌所占數(shù)量
2.2.2滑坡
漢臺境秦嶺南麓316國道位于中低山區(qū),第四系坡殘積層廣布,厚度一般3~5 m,下伏寒武系和震旦系片巖灰?guī)r,由于地形陡峻,汛期土巖接觸面含水量較大,在自重作用下發(fā)生滑動,個別地段由于國道或通村公路建設(shè)開挖,坡腳臨空失穩(wěn),上覆土體發(fā)生滑動?;乱话沩樒孪蜷L20~50 m,垂直于坡向?qū)挾?0~100 m,厚度與坡積層等厚,一般3~5 m,滑坡后壁周界不清,拉張裂縫大都斷續(xù)出露,長度、深度、寬度不等,滑體上常見粒徑不等的塊石散布,前緣剪出口附近可見地下水呈點滴狀滲出。
316國道沿線共發(fā)育13處滑坡,均為殘坡積層滑坡。小型滑坡9處,中型滑坡4處;按穩(wěn)定狀態(tài)分,穩(wěn)定性差5處,其余8處穩(wěn)定性較差。
2.2.3泥石流
316國道沿線溝谷為褒河水系,其支溝為“V”字型溝谷,溝谷縱坡降大,兩岸谷坡坡度較陡,開采石英礦在溝腦形成大量廢渣,具備泥石流的形成物源和地形條件,在降水作用下發(fā)生泥石流災(zāi)害,沖洪積物所到之處如有重要設(shè)施必致災(zāi),即對老316國道已造成影響。有些泥石流溝短,形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)界線不清,沖洪積物沿整個溝道散布,最終堆積于褒河支溝潘家河內(nèi);而有些泥石流溝較長,形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)界線可辨,如大東溝和小東溝泥石流隱患,形成區(qū)位于溝腦的礦區(qū)集中開采區(qū),如圖4所示,廢渣規(guī)模較大,流通區(qū)位于溝的中游,狹窄且長,下游主溝與支溝交匯處為堆積區(qū),對316國道和耕地形成威脅。
綜上,316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害以滑坡、崩塌、泥石流為主。崩塌以中型基巖為主,穩(wěn)定性較差;滑坡以小型殘坡積層滑坡為主,穩(wěn)定性較差;泥石流以小型中~低溝谷型泥石流為主。
3地質(zhì)災(zāi)害成因
漢臺區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多分布在公路、居民區(qū)、礦山企業(yè)附近,而人口稀少的高山或深山處,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率相對較低。這種分布并不是偶然的,而是因為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與人類生產(chǎn)、生活活動密不可分,人類活動往往使已經(jīng)應(yīng)力平衡的坡體發(fā)生應(yīng)力集中和應(yīng)力重分布現(xiàn)象,必然導(dǎo)致穩(wěn)定的坡體向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展,從而產(chǎn)生崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。對316國道沿線災(zāi)害多發(fā)的原因,從以下幾個方面進行論述。
3.1陡峻的地形地貌是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前提
316國道地貌單元為中低山區(qū),“V”字形溝谷發(fā)育,切割深度大,一般在200~400 m,山坡陡峻,坡度角一般在35°~50°之間,山背狹長,陡坡處基巖裸露,緩坡處殘坡積土覆蓋,植被較發(fā)育,一般在人類活動強的地區(qū),地形坡度較大,植被欠發(fā)育,在降雨充沛時上覆松散層易沿下伏基巖面發(fā)生滑動;在坡腳遭開挖的中上部地段,因存在臨空面易發(fā)生崩塌災(zāi)害;而在深切的溝谷中且上游有采礦活動的可能形成泥石流。316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害均與這些地形地貌條件有關(guān),因此陡峻的地形地貌是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前提。
3.2地層巖性及其巖土體是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)
通過現(xiàn)場調(diào)查并結(jié)合前人的研究成果,得出316國道地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在構(gòu)造活動強烈、巖性軟弱、巖體破碎的順向結(jié)構(gòu)邊坡的千枚巖、片巖地層中。尤其在316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)段,由于修路、人工開挖切坡形成具有一定高度差的臨空面,導(dǎo)致邊坡體內(nèi)的應(yīng)力差異及應(yīng)力重分布,造成局部應(yīng)力超過巖體自穩(wěn)條件,發(fā)生邊坡失穩(wěn)破壞。而這個區(qū)域出露的主要是寒武系和震旦系軟弱變質(zhì)巖,變質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)由于在巖漿巖和沉積巖,甚至是原有變質(zhì)巖的基礎(chǔ)上經(jīng)歷了高溫、高壓下的變質(zhì)-變形過程[5],形成了定向的劈理結(jié)構(gòu),并且在形成后還不斷受構(gòu)造活動改造,以至于巖體相對比較破碎,體內(nèi)存在大量的節(jié)理裂隙,巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面極為發(fā)育,使其強度降低,表層巖體在雨水、溫度等影響下易發(fā)生風(fēng)化,邊坡內(nèi)、外巖體的風(fēng)化程度和巖體力學(xué)性質(zhì)也存在較大差異,當(dāng)風(fēng)化層不能滿足自身穩(wěn)定時也會出現(xiàn)失穩(wěn),發(fā)生崩滑現(xiàn)象;而316國道沿線災(zāi)害發(fā)生不僅具有發(fā)生數(shù)量多、范圍廣的特點,而且具有連帶性,如316國道周邊崩塌群,主要是由于一定范圍內(nèi)的邊坡結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、應(yīng)力分布基本相同,加之已滑(崩)邊坡對相鄰邊坡不但起不到支撐作用,反而會產(chǎn)生向下拖拽等不良影響,所以地質(zhì)災(zāi)害易成群、成片發(fā)育。
根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點的巖性分析,316國道沿線崩塌堆積體除有2處災(zāi)點發(fā)生在萬年橋附近的花崗巖出露區(qū)外,其他多為堅硬—較軟黑云母石英片巖類。
由此可見,地層巖性及其巖土體是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。
3.3降水、地震和人類工程活動是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)因素
降水是316國道沿線各類地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素。大氣降水尤其連陰雨季,遇殘坡積層下滲在土巖接觸面形成浸潤面,進而產(chǎn)生滑坡;當(dāng)遇暴雨時段時,雨水在地表形成匯水,對表層浸潤沖刷,在動水壓力的作用下產(chǎn)生崩滑,而深切溝谷中上游廢渣在遇暴雨后易形成集水盆地向下游傾瀉形成泥石流。因此每年汛期,316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。
地震本身是一種破壞性極強的災(zāi)害,而且還可以誘發(fā)滑坡、崩塌等次生災(zāi)害[6]。而地震對邊坡穩(wěn)定性的影響主要是[7]:①直接破壞公路設(shè)施;②地震的發(fā)生使得坡體裂隙增多,對災(zāi)害的發(fā)生起到加速的作用。本次調(diào)查表明2008年汶川8.0級大地震對本區(qū)的影響較嚴重,導(dǎo)致本區(qū)域山體松動、巖體破碎[8],造成多處滑坡活動加劇,出現(xiàn)新的裂縫等現(xiàn)象,部分房屋開裂,地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)。
人類工程活動都不同程度地改變了(或正在改變)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境,已經(jīng)成為地殼表面(含淺部)不可忽視的巨大營力,而各種地質(zhì)災(zāi)害是人為營力反饋效應(yīng)的直接體現(xiàn)[9]。316國道沿線溝谷與兩側(cè)斜坡人類工程活動頻繁。如褒河左岸及其主要支溝老丈溝左岸、沙河溝右岸、蔣家溝左右岸、潘家河左岸、瀝水溝左岸等切坡建房、斬坡修路等人類活動強烈,削坡挖腳,一方面改變坡形和坡角,使斜坡應(yīng)力重分布并出現(xiàn)應(yīng)力集中;另一方面,坡腳開挖,使坡體前緣臨空,同時邊坡開挖時,采用不合理爆破方式,使得巖體結(jié)構(gòu)破碎,地質(zhì)環(huán)境惡化,從而導(dǎo)致斜坡的變形與破壞,易產(chǎn)生崩滑災(zāi)害,另外公路上車輛運輸對坡體也起到一定的振動作用,也加劇了災(zāi)害的發(fā)生;另外采礦活動為泥石流的了發(fā)生提供了豐富的物源。316國道沿線發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害皆與人類工程活動有關(guān)。
4地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢和防治對策
4.1地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢
研究316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害類型、發(fā)育特征、成因型等,對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展趨勢進行預(yù)測,以便提前防范,避免人員傷亡和財產(chǎn)損失是地質(zhì)災(zāi)害防治之根本[10]。316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢為:夏秋季節(jié)因降雨集中,崩塌、滑坡、泥石流發(fā)生的概率增大,而冬春季節(jié)因降雨量較少,災(zāi)害發(fā)生的概率較??;非雨季過往車輛較多,震動對沿線的危巖體有一定的影響,崩塌發(fā)生的概率較大;陽坡比陰坡發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率較大。公路沿線應(yīng)禁止開挖、采礦等有人類工程活動,從誘發(fā)因素上減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
4.2防治對策
地質(zhì)災(zāi)害的防治應(yīng)本著“以防為主、避讓與防治相結(jié)合”的原則,掌握時機,及早治理,強調(diào)災(zāi)前以防為主,而不是等災(zāi)害發(fā)生以后再治[11],目標是減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,通過采取各種措施,實現(xiàn)因災(zāi)傷亡人數(shù)減少[12],把災(zāi)害損失降到最低,保證現(xiàn)行公路的安全運行等。
316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害的防治主要從三個方面著手:加強地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報、阻止地質(zhì)災(zāi)害作用與受災(zāi)對象相遇,即避繞措施[13];致災(zāi)地質(zhì)作用的防治,即防止災(zāi)害發(fā)生、減少其災(zāi)害損失,進行工程治理。
4.2.1監(jiān)測預(yù)警
地質(zhì)災(zāi)害防治相關(guān)部門建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系。
(1)對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害點和不穩(wěn)定邊坡,建立地質(zhì)災(zāi)害避險工作明白卡,落實監(jiān)測人、責(zé)任人、監(jiān)測方法及監(jiān)測時間、防搶撤預(yù)案等,發(fā)現(xiàn)災(zāi)險情即時采取相應(yīng)的防治措施。
(2)對崩塌、滑坡災(zāi)害重點監(jiān)測后緣裂縫和前緣是否有小崩小落現(xiàn)象,如K2191 km+800 m處(河?xùn)|店鎮(zhèn)麻坪寺村)麻坪寺崩塌目前后緣山體上仍有一條4 m多長、30 cm寬、2 m深的裂縫,汛期雨水入滲貫通裂縫后,很有可能再次發(fā)生災(zāi)險情。對類似的地質(zhì)災(zāi)害要落實 “汛前排查、汛中檢查、汛后核查”制度;對沿線泥石流隱患的采礦活動應(yīng)限制開采,已經(jīng)形成礦山地質(zhì)環(huán)境問題的按相關(guān)的制度加強恢復(fù)治理[14],防患于未然, 進一步開展氣象預(yù)警等[15]。
(3)立警示牌
對地質(zhì)災(zāi)害危險情大的區(qū)域,不能及時采取防治措施的,分段立警示牌,提醒過往行人及車輛注意安全。
4.2.2搬遷避讓[16]
盡可能避免致災(zāi)體與受災(zāi)對象相遇,主要方法是搬遷與避讓。
(1)對國道坡腳附近的村民,如平安村三組王二灣滑坡等坡腳的村民,應(yīng)結(jié)合陜南移民搬遷政策[17]盡快實施搬遷避讓。
(2)密切關(guān)注天氣變化情況,尤其是在汛期,前期降水量充沛時,沿線坡腳如有規(guī)模不等的松散堆積體,應(yīng)采取兩端禁止通行或繞行。
4.2.3工程治理
沿線地質(zhì)災(zāi)害和工程地質(zhì)問題類型多,成因復(fù)雜。針對崩塌、滑坡和泥石流災(zāi)害的特征,采取不同的工程防治措施。
(1)崩塌的防治措施
對于表層巖體破碎且容易發(fā)生墜落的高陡邊坡地段,應(yīng)對其表層破碎物質(zhì)進行清理,邊坡削方減載后利于坡體的穩(wěn)定;對節(jié)理裂隙發(fā)育且危巖體相對較大,或者存在負地形的高陡邊坡地段,應(yīng)對坡面進行防護,坡面防護是保護坡體不受水軟化的重要措施[18],如安裝柔性防護網(wǎng)等。同時,應(yīng)在危巖區(qū)域外側(cè)修建截排水溝,將地表水和地下水排出崩塌危巖區(qū)以外。
(2)滑坡的防治措施
在滑坡的后緣設(shè)置截水溝,在前緣和兩側(cè)設(shè)置排水溝,減小或者消除地表水誘發(fā)滑坡的可能;316國道沿線滑坡為殘坡積層滑坡,對于中小型滑坡實行削方減載,使坡體趨于穩(wěn)定;對于滑動面積較大、危害較多的大型滑坡,先清理坡體的殘坡積層,然后設(shè)置抗滑樁、修筑擋墻、格構(gòu)加植被防護等。
(3)泥石流的防治措施
316國道沿線4處泥石流均為采礦棄渣引發(fā)。建議地質(zhì)災(zāi)害防治管理部門規(guī)范沿線的采礦活動,限制地表開采,已經(jīng)形成礦山地質(zhì)環(huán)境問題的加強恢復(fù)治理;同時礦產(chǎn)開發(fā)應(yīng)遵循“誰開發(fā)誰治理”的原則,對廢渣的堆放提出嚴格的治理要求;對已存在于溝內(nèi)的廢渣必須進行有效的攔擋;從治理泥石流的長遠角度考慮,工程措施應(yīng)與生物措施相結(jié)合。
目前,316國道運行多年以來,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),公路管理門已經(jīng)投入了大量的人力、財力,在部分危險地段已經(jīng)設(shè)立警示牌,不穩(wěn)定的崩塌、滑坡邊坡已經(jīng)采取了不同的治理工程。由于地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)變化,地質(zhì)災(zāi)害防治的壓力尤其汛期十分嚴峻,新近增加的隱患地段應(yīng)盡快實施切實可行的防范措施,保證過往車輛和行人的安全,確保316國道南北大通道時刻暢通,促進我國南北地方經(jīng)濟的快速發(fā)展。
5結(jié)論
(1)316國道沿線地質(zhì)災(zāi)害以滑坡、崩塌、泥石流為主。崩塌以中型基巖為主,穩(wěn)定性較差;滑坡以小型殘坡積層滑坡為主,穩(wěn)定性較差;泥石流以小型中~低溝谷型泥石流為主;孕育地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的不穩(wěn)定邊坡坡型、坡向、坡高、寬度和厚度等決定地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征。
(2)陡峻的地形地貌是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前提、地層巖性及其巖土體是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)、降水和人類工程活動是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)因素。
(3)316國道沿線,夏秋季節(jié)因降雨集中,崩塌、滑坡、泥石流發(fā)生的概率增大,而冬春季節(jié)因降雨量較少,災(zāi)害發(fā)生的概率較?。环怯昙具^往車輛較多,震動可能誘發(fā)崩塌發(fā)生;陽坡比陰坡發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率較大。
(4)目前316國道沿線已經(jīng)采取一定的防治措施,但由于地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)變化,地質(zhì)災(zāi)害防治壓力十分巨大,防治措施以卸荷減載、鋪設(shè)柔性防護網(wǎng)、設(shè)置抗滑樁、監(jiān)測預(yù)警等為主。
(5)此文章依托于漢臺區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查項目,項目的實施與應(yīng)用為漢臺區(qū)國土資源分局等部門對地質(zhì)災(zāi)害的防范提供了決策與依據(jù)。
感謝:本研究項目在實施過程中得到了漢中市國土資源局、漢中市國土資源局漢臺分局及其相關(guān)部門的大力支持與幫助,在此表示衷心感謝!
參考文獻:
[1]李永紅,向茂西,賀衛(wèi)中,等.陜西省漢中市漢臺區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查報告[R].西安:陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,2013.
[2]陜西省地質(zhì)調(diào)查院.陜西省地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查技術(shù)要求(1:50000)[R].西安:陜西省地質(zhì)調(diào)查院,2012.
[3]蘇勝忠.邊坡工程勘察中崩塌落石運動模式及軌跡分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報,2011,19(4):577-581.
[4]袁志輝.延長縣崩塌的數(shù)值模擬和運動機理研究[D].西安:長安大學(xué),2008.
[5]賀匯文. 秦嶺變質(zhì)巖區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特征及公路邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 西安:長安大學(xué),2009.
[6]成良霞,蘇生瑞,李松,等.山區(qū)公路強震災(zāi)害鏈影響與控制[J].災(zāi)害學(xué),2012,27(2):82-91.
[7]王福恒.基于GIS的區(qū)域公路邊坡災(zāi)害評價與預(yù)測研究[D]. 西安:長安大學(xué),2011.
[8]劉傳正,苗天寶,陳紅旗,等.甘肅舟曲2010年8月8日特大山洪泥石流災(zāi)害的基本特征及成因[J].地質(zhì)通報,2011,30(1):141-150.
[9]齊洪亮,田偉平,李家春.干線公路災(zāi)害防治試點工程災(zāi)害特征及治理[J].廣西大學(xué)學(xué)報,2011,36(4):611-615.
[10]馬東濤,崔鵬,楊坤.新疆公路(新疆段)沿線道路病害及成因分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2003,12(3):93-98.
[11]陳遠川,陳洪凱.山區(qū)沿河公路地質(zhì)風(fēng)險形成機制[J]. 災(zāi)害學(xué),2012,27(3):6-11.
[12]劉傳正.論地質(zhì)環(huán)境變化與地質(zhì)災(zāi)害減輕戰(zhàn)略[J].地質(zhì)通報,2005,24(7):597-602.
[13]李彩俠,馬煜.四川東俄洛至爐霍段公路沿線地質(zhì)災(zāi)害類型及其成因[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報,2013,24(3):105-110.
[14]中華人民共和國國土資源部. DZ/T 0223-2011礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理工程方案編制規(guī)范[S]. 北京:中國標準出版社,2011.
[15]劉傳正,溫銘生,唐燦.中國地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警初步研究[J].地質(zhì)通報,2004,23(4):303-309.
[16]范立民,何進軍,李存購.秦巴山區(qū)滑坡發(fā)育規(guī)律研究[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報.2004,15(1):44-47.
[17]陜西省人民政府辦公廳.陜南地區(qū)移民搬遷安置工作實施辦法(暫行)[EB/OL].(2013-07-22)[2014-01-08]. baike.baidu.com/view/6865298.htm.
[18]賀匯文,蘇生瑞.G316陜西段地質(zhì)災(zāi)害及對策分析[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報,2008,19(3):109-111.
Control Measures on Geological Disasters along No.316 NationalRoad in the South of Qinling Mountains in Shaanxi
Ji Yiwei, Li Yonghong, Xiang Maoxi, He Weizhong, Liu Hainan and Li Hui
(ShaanxiInstituteofGeo-EnvironmentMonitoring,Xi’an710054,China)
Abstract:Hantai section of No. 316 National Road is located in middle-low mountain areas of the southern Qinling piedmont, along which there are complex geological conditions and abundant geohazard types. Geohazards occurred frequently during flood seasons every year, so the roads are often buried by unstable rocks which have a volume of hundreds to tens of thousands of cubic meters. As a result, traffics are blocked for several hours and even several days. Also, passing vehicles and pedestrians are under great threat. Due to the fact that No. 316 National Road is a major channel of China's north-south transport and has an important social influence, types and characteristics of geohazards along Hantai section of No. 316 National Road are analyzed and prevention countermeasures are proposed based on geohazard investigation of Hantai District at a scale of 1:50000. Field investigation reveals that collapse, landslides and debris flows are the main geohazards. Slope shape, aspect, height, width and thickness of slope body etc. are main inherent factors that determine development characteristics of geohazards along the road. And, rainfall and human activity are main external factors that induce geohazards in the study area. At last, prevention countermeasures including monitoring and early warning, load shedding, flexible support networks and anti-slide piles are proposed, providing decision basis for geohazard prevention of Hanzhong City Land Resources Bureau and other relevant departments, and also providing technical support for prevention of geohazards along highways.
Key words:along No. 316 National Road; types of geohazards; control measure; Shaanxi
doi:10.3969/j.issn.1000-811X.2015.02.038
中圖分類號:U412;X43
文獻標志碼:A
文章編號:1000-811X(2015)02-0199-06
作者簡介:姬怡微(1989-),女,陜西榆林人,碩士,主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治工作.E-mail:1519394087@qq.com
基金項目:《陜西省地質(zhì)調(diào)查院關(guān)于下達地質(zhì)災(zāi)害詳調(diào)查任務(wù)的通知》(陜國土資發(fā)[2013]16號文)
收稿日期:2014-10-19修回日期:2014-11-19