青藏鐵路沿線地質災害分布及特征

青藏鐵路地處青藏高原腹地，起點在青海省省會西寧市，終點西藏自治區首府拉薩，全長1 956 km。青藏鐵路格爾木—拉薩段北起青海省格爾木市，沿途經納赤臺、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山，再經西藏自治區安多、納曲、當雄、羊八井、西藏自治區首府拉薩市，全長1 142 km。長期以來，青藏鐵路沿線地質災害調查研究停滯不前，為水工環地質工作程度極低區，與青海、西藏經濟的快速發展極不協調。而該地區特有的環境地質問題仍不為人所詳知。因此，對青藏鐵路沿線的地質災害及環境問題的研究顯得尤為重要。

1 自然地理

青藏鐵路格爾木—唐古拉山口段除格爾木—南山口段為柴達木盆地南緣外，大部分地處青藏高原腹地，地勢高峻;江源水系縱橫，沼澤濕地連片，湖泊星羅棋布。高峻陡峭、溝壑幽深的昆侖山雄居于南部，近東西向綿延起伏，成為長江源區與柴達木盆地內陸水系的分水嶺。最高峰玉珠峰雪山海拔6 178．6 m，一般在5 300 m以上;唐古拉山聳立于研究區南部，近東西向展布，最高峰各拉丹冬雪山海拔6 621 m，山脈兩側高原平均海拔5 000 m左右。區內山地切割強烈，相對高差達千米以上，區內海拔5 200 m以上山區常有現代冰川分布，寒凍風化巖屑坡遍布;平原區海拔多在4 500 m左右，地勢相對平緩，起伏高度300 m～600 m，且多被第四紀地層覆蓋;在楚瑪爾河谷等地區的中上游地段，分布有新月形移動沙丘，最高達十幾米，風蝕荒漠化強烈。研究區位于青海省西南部，北起格爾木市，南至唐古拉山口，地理坐標介于東經90°33'～95°20'，北緯 32°26'～35°46'間，總面積 2．44 ×104km2。研究區交通條件較為方便，青藏公路、青藏鐵路自北東至南西貫穿整個研究區。

2 地質災害的分布及特征

在整個研究區內，按照地質災害的分布規律、發育程度，可分為山區地質災害區和平原區地質災害區。

2．1 山區地質災害區

山區是以寒凍作用引起的凍融災害及斜坡侵蝕引起的巖土侵蝕等災害為主的地質災害區。按其分布特征和災害類型可劃分為海拔4 700 m以上因寒凍作用引起的寒凍風化巖屑坡亞區和海拔4 700 m下因水力、風力、重力和凍融復合作用引起的巖土侵蝕亞區。

寒凍風化巖屑坡:分布在海拔4 700 m以上的昆侖山山脈一帶。寒凍風化破碎的巖塊、碎石在風力、重力、凍脹等作用下，形成碎石巖屑坡，從山脊向山谷延伸，圍繞山峰呈環帶狀分布，上部植被非常稀少。其最大的危害在于破壞植被，加速了山地巖土侵蝕。

石川、石海:分布在巖屑坡以下的斜坡溝谷中，系巖屑坡塊石在凍融蠕移、季節性水流及重力作用向下運移。它們在向下運移過程中破壞植被，減少草場的有效面積，使地表粗糙化。

融凍泥流與熱融滑塌:廣泛分布在昆侖山區斜坡—坡麓地帶或溝谷的谷肩帶以及無常年性流水的溝谷中;在粘性土組成的平緩山坡且有多年凍土層分布的地方最為發育。在活動過程中，因上部土壤層滑移剝離，向下運移壓覆，造成土壤、植被以成倍的面積破壞，是山地巖土侵蝕的一種主要災害類型。

2．2 平原區地質災害區

平原區的地質災害主要表現為岸坡侵蝕、斜坡失穩、人工采挖等引起的滑坡、崩塌、泥石流以及風蝕、風積等引起的沙漠化和河湖淤積等災害，此外還有局部由凍脹融沉作用引起的凍脹丘、熱融塌陷等凍融地質災害。

2．2．1 岸坡侵蝕

由河流侵蝕作用引起的岸坡坍塌、滑坡、崩塌。主要分布在昆侖河兩岸，集中發育在雪水河至南山口河流兩岸高臺地上，本區高臺地以亞砂土和卵礫石互層為主，具有水平層理，半膠結，坡腳多受流水侵蝕作用。

2．2．2 泥石流、崩塌、滑坡

昆侖山一帶多發育互層狀砂巖、板巖及千枚巖，且地質構造發育，節理裂隙密集、物理風化盛行，巖體表部的結構完整性差，新構造活動性導致斜坡體遭受強烈的流水侵蝕后，崩塌、滑坡、泥石流多發，具有范圍大、頻度低、分區性、群發性和周期性強等特點。

1)泥石流。

格爾木—昆侖山口青藏鐵、公路沿線區域地質災害發育一般，破壞性相對較輕。但類型多樣，成因相對較復雜。區內泥石流災害分布較廣，對鐵、公路沿線危害較大。泥石流種類齊全，分為泥流、石流和泥石流三類。廣泛發育于本區，根據調查從南山口—昆侖山口，威脅青藏鐵的泥石流有11處，在昆侖山附近發育的石流以融凍作用為主，從三岔河大橋至南山口發育的泥石流以水蝕作用為主。

研究區內泥石流形成特征(見圖1):形成區，具有足夠數量的巖屑風化重力和冰雪供給;流通區，河谷橫斷面窄而深，縱向坡降多巖坎，有利于泥石流加速，一旦松散碎屑物被水飽和，摩擦力減小，在重力及其他因素下，發生泥石流;堆積區，由巨礫和粘土混雜堆積組成，分選差，與冰漬物相似，泥石流堆積物礫石含量高于冰漬物，而粉砂含量低于冰漬物，堆積物中5 cm～20 cm礫石礫向呈疊瓦式排列逆指向上游趨勢，泥石流堆積物無明顯層理，并常有泥包礫結構，有時有泥球、壓楔等構造，0．5 cm以上礫石上有碰擊紡捶狀碰坑或擦痕。

圖1 泥石流形成示意圖

對鐵路有危害的泥石流、洪積扇主要分布于干溝、雪水河水、納赤臺附近、昆侖山隧道進口。泥石流發育區山坡風化嚴重，植被稀少，巖體破碎，山坡一般陡峻，泥石流物質來源豐富，泥石流呈壟狀、扇狀堆積地貌。

2)崩塌。

研究區崩塌體規模一般較小，以重力卸載和寒凍風化作用為主，分布于昆侖河(含蓋野牛溝)、南溝、雪水河河流兩岸和昆侖山、納赤臺等山體巖質陡坡帶及一些陡峭懸壁附近，多由半膠結的第四紀沖洪堆積物以及脆性的巖石組成。山區以巖體崩塌為主，河谷兩岸以松散巖類坍塌為主。研究區崩塌具有分布面積廣，形式多樣，對鐵路危害程度不一等特點，可以大體分為以下三種形式:

a．危巖、落石。

研究區內地勢比較平緩，對鐵路線路有影響的危巖、落石主要分布于納赤臺附近昆侖河南岸和位于納赤臺公路段轄內昆侖河南岸之山前坡腳。本段鐵路以路堤形式通過。落石地段地形陡峻，風化作用強烈，巖體構造節理發育，多呈碎石狀、棋盤狀。臨空面多發育危巖，落石山體坡度為70°～80°，地層巖性為古生界石灰巖，層理產狀約為 N80°E/60°N，層理厚度 0．5 m ～1．0 m。節理裂隙發育，發育五組節理，其產狀分別為 N82°E/74°N，SN/75°N，N85°W/71°N，N20°E/31°S，N12°W/70°S，節理間距0．1 m ～0．3 m，節理密度4條/m2～7條/m2，延伸長度多為1 m～3 m，五組節理縱橫交錯，巖體被切割成碎塊體，風化作用使得裂隙擴大張開，裂隙一般寬度1 cm～5 cm，另見有多條裂隙寬達20 cm。巖石塊體處于臨界狀態，形成危巖，有個別落石越過線路10 m開外滾入對面沖溝。

b．巖堆。

巖堆主要分布于昆侖山隧道亂石溝東西兩側，地處西大灘斷裂和昆侖山埡口斷裂兩條逆沖斷層間的隆起盤中，擠壓褶皺強烈，節理、裂隙發育，加之山坡陡峻，因而巖堆較為發育。巖堆大小不一，多分布在陡坡中下部及較大型沖溝兩側山坡，物質成分為板巖、片巖碎塊，松散。昆侖山埡口采取了長隧道方案，線路避開了巖堆發育區。

c．坍塌。

河岸坍塌主要分布在格爾木河(上游稱昆侖河)、雪水河的少部分河段。河谷深切，造成岸坎陡立，邊坡多不穩定，有坍塌現象，邊坡坡頂多有裂縫發育。河岸地層為砂類土及碎石類土，顆粒之間無聯結，抗沖刷能力差。河流下切作用強烈，岸坎陡立，高度10 m～40 m;凹岸側蝕掏空，坡頂出現平行河流的裂縫。水庫坍岸主要位于大干溝水電站水庫蓄水河道段。該河段岸坎陡立，河床下切深達40 m。受河水側蝕沖刷及庫水浪沖影響，圓礫土松散層構成的河岸邊坡不穩定，有坍塌現象。

3)滑坡。

滑坡主要分巖質和土質滑坡，巖質滑坡多見于山地丘陵地區，研究區內滑坡分布較少，多分布在深切割山谷處，多以融凍破壞為主，滑坡多伴隨著融凍泥流同時發生(見圖2)。土質滑坡極不發育，在研究區內僅有幾處土方量較少的滑坡。

圖2 昆侖山北麓山間溝谷滑坡

2．2．3 凍脹丘和熱融塌陷

凍脹丘和熱融塌陷在研究區內分布較少，只是在昆侖山北麓山間寬谷平原地區發育。凍脹丘多呈半圓～橢圓形丘狀，直徑1 m～3 m，高0．5 m～2 m，表部凍脹裂縫發育。一般為一年或多年生，冬季凍脹隆起，次年4月份～5月份開始融化，7月份～8月份消融塌陷。熱融塌陷多與凍脹丘伴生，常見于多年凍土下限附近的溝谷底部、山前傾斜平原或河床兩側。熱融塌陷地表形態呈圓形和不規則橢圓形～條形，直徑數十米至數百米，周邊同心環狀拉張～彎曲裂縫發育。

研究區凍脹融陷引起的地面變形主要分布于昆侖山山前凍土斜坡濕地。凍土地區由于季節融化層的存在，在多年凍土上限與季節融化層往往形成軟弱結構面，在斜坡地段就是潛在的滑動面。凍土斜坡濕地處多發育地下冰，斜坡濕地段也就成為融凍泥流、熱融滑坍的發育區和潛在的發育區。凍土斜坡濕地上游多有不凍的水源也是冰椎形成區或潛在形成區。部分斜坡濕地發育段為深季節凍土區，凍結深度在1．13 m～3．50 m，冷季季節凍結層形成后與下伏地層接觸帶間產生不穩定結構面，在重力作用下成為潛在滑動面。

2．2．4 土地荒漠化

土地荒漠化廣泛分布于平原地區，受氣候影響因素，植被多以高寒草本植物為主，且生長周期較短，土壤受風力侵蝕作用嚴重，多發育以礫石土為主的荒漠化裸地。在西大灘北山前冰水平原、野牛溝陽坡及山前平原及大甘溝—南出口廣泛平原地區還發育有大面積風積沙丘，形成一種雄壯的高原沙漠景觀。

2．3 地震災害

青藏高原是我國大陸現今地殼構造運動最為強烈的地區，以活動斷層規模大、分布密集，地震活動頻繁、震級高、地表破裂帶長，同震位移量大為主要特點。

2001年11月14日昆侖山南麓發生的M=8．1級地震，是近50年來我國大陸內部震級最大的一次地震。地震發生后的5 min，“蘭—西—拉”光纜“納赤臺—五道梁”段中斷。同時對青藏鐵路南山口到沱沱河400 km的建設工地及生活設施均造成不同程度的影響，房屋出現裂縫，圍墻倒塌，設備被砸，正在施工中的青藏鐵路格拉段受到破壞。

3 結語

為了更好保證青藏鐵路的暢通運輸，保護青藏高原的生態環境，預防各種自然災害對青藏鐵路運輸的威脅，創造良好的人為工程與自然環境相互和諧，促進青海、西藏兩省的經濟發展，對青藏鐵路沿線的地質災害問題進行綜合系統地調查分析評價是很有必要的，為保障交通干線安全運行和地質環境保護提供地質依據。

［1］程國棟，趙 林．青藏高原開發中的凍土問題［J］．第四紀研究，2000，20(6):28-29．

［2］Cheng G D，Dramis F．Distribution of mountain permafrost and slimate［J］．Permafrost and periglacial processes，1992，3(2):83-91．

［3］李 新，程國棟，陳賢章，等．GIS支持下的高海拔凍土對氣候變化的響應模型［J］．中國科學(D 輯)，1998，42(1):72-79．

［4］李述訓，程國棟，郭東信，等．氣候變暖條件下青藏高原凍土變化的數值模擬［J］．中國科學(D 輯)，1996，26(4):342-347．

［5］程國棟，王根緒，王學定，等．江河源區生態環境變化與成因分析［J］．地球科學進展，1998，13(sup):24-31．

［6］張森琦，王永貴，辛元紅，等．黃河源區生態環境地質調查研究報告［R］．2002．

［7］焦克勤，沈永平．唐古拉山地區第四紀冰川作用與冰川特征［J］．冰川凍土，2003，25(1):93-94．

［8］李吉均，鄭本興，楊錫金，等．西藏冰川［M］．北京:科學出版社，1989:238-242．

［9］鄭本興，焦克勤，李世杰，等．青藏高原第四紀冰期年代研究的新進展［J］．科學通報，1990(7):533-537．

［10］崔之久，伍永秋，劉耕年，等．青藏公路昆侖山埡口天然剖面記錄［M］．廣州:廣東科技出版社，1998:81-111．

［11］孫 麗，徐衛東．江西省安遠縣滑坡災害發育特征與形式條件［J］．山西建筑，2010，36(5):95-96．