G217線獨(dú)山子至喬爾瑪段泥石流災(zāi)害特征及防治

郝永剛，陳 源，陳 超

（新疆地礦局第二、三水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

G217線是一條溝通新疆南北疆的大通道，是新疆“兩縱三橫”公路主骨架中的一縱，又是國家邊防公路網(wǎng)絡(luò)中的一條重要組成線路。獨(dú)山子-庫車公路（簡稱獨(dú)-庫公路）縱貫天山，是G217線最險(xiǎn)要的路段，70年代修筑后，公路沿線泥石流災(zāi)害連年發(fā)生，經(jīng)常沖毀橋梁，堵塞涵洞，埋沒路面，阻斷交通，2001年以來，獨(dú)-庫公路沿線已發(fā)生上百起泥石流,獨(dú)庫公路已成為我國地質(zhì)災(zāi)害最為發(fā)育的交通干線之一，被譽(yù)為新疆地質(zhì)災(zāi)害“倉庫”。獨(dú)-庫公路多修建在半山腰，公路沿線泥石流溝谷極其發(fā)育，溝谷流域內(nèi)松散物質(zhì)豐富，加上山區(qū)降水豐富，泥石流頻繁發(fā)生，泥石流一旦發(fā)生時(shí)常阻斷交通，已成為制約公路運(yùn)營的老大難問題。2001年6月，在K631+600路段，山區(qū)持續(xù)降雨后引發(fā)巨型泥石流的發(fā)生，所形成的泥石流堆積體厚度10m多，泥石流堆積總方量50×10km3多，掩埋公路達(dá)500m余，泥石流堆積體進(jìn)入奎屯河后形成“堰塞湖”，給奎屯河下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了巨大威脅；2007年7月，K637路段發(fā)生泥石流，約有3×10km3泥石流從溝內(nèi)沖出，堆積高度達(dá)8m，導(dǎo)致140m余長的路段被掩埋，150多輛車及300多人受困天山深處。20世紀(jì)90年以來，國內(nèi)學(xué)者從水文、地質(zhì)等諸多方面對(duì)獨(dú)-庫公路沿線泥石流災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行了較為廣泛的研究，本文選取獨(dú)山子至喬爾瑪段公路作為研究對(duì)象，主要考慮該段公路沿線地勢(shì)險(xiǎn)峻，泥石流不僅發(fā)育，而且多起大型泥石流均發(fā)生在該路段，泥石流災(zāi)害具有一定代表性。本文是在對(duì)獨(dú)山子至喬爾瑪段公路泥石流災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合了地形地貌，氣象水文、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及人類活動(dòng)等影響因素，對(duì)公路沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征、危險(xiǎn)性等進(jìn)行了深入分析，并在此基礎(chǔ)上，提出了防治措施建議。

1 研究區(qū)概況

本文研究對(duì)象為獨(dú)山子至喬爾瑪段公路，公路起點(diǎn)位于獨(dú)山子巴音溝(K577+000），路線由北向南行，穿過哈希勒根隧道后進(jìn)入喀什河谷的喬爾瑪，路線終點(diǎn)為G217線與S315線交匯處（K687+085），公路全長108.744km。公路沿線位于北天山中段，屬溫帶內(nèi)陸干旱區(qū)山地氣候，年降雨量300～800mm，山區(qū)夏季常連降大雨，積雪厚度最大可達(dá)5m。公路沿線橫穿依連哈比爾尕山南北坡，山高谷深，地貌形態(tài)多樣，地勢(shì)起伏大，多形成陡峭懸崖，植被覆蓋較少，為泥石流災(zāi)害集中發(fā)育路段。公路沿線地質(zhì)情況極其復(fù)雜，巖體主要為砂巖、粉砂巖、礫巖、凝灰?guī)r、板巖、千枚巖、玄武玢巖等，侵入巖多為花崗巖，土體以風(fēng)積黃土及砂卵礫石為主，巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，風(fēng)化破碎，為泥石流災(zāi)害發(fā)生提供了物質(zhì)來源。公路沿線構(gòu)造極其發(fā)育，褶皺主要有依連哈比爾尕復(fù)向斜及博羅霍洛復(fù)背斜，斷裂主要有天山北緣大斷裂（準(zhǔn)噶爾南緣斷裂）、亞馬特大斷裂、吉爾格勒廷薩依-克扎依達(dá)坂斷裂（博羅科努斷裂）、喀什河斷裂及阿拉斯坦-烏代肯達(dá)坂斷裂，這些斷裂構(gòu)造多次穿越公路，對(duì)公路沿線地形地貌起著主要控制作用。公路沿線第四系松散巖類孔隙水主要賦存于公路沿線溝谷內(nèi)，基巖裂隙水主要賦存于基巖山區(qū)，凍結(jié)層水主要分布于哈希勒根達(dá)坂前后約15km路段。一般性土主要分布于公路沿線的河谷和山間溝谷內(nèi)，土體工程地質(zhì)性質(zhì)較好，公路沿線路基均處于季節(jié)性凍土地區(qū)，哈希勒根達(dá)坂前后約15km為多年凍土區(qū),土體工程性質(zhì)較差。公路沿線人煙稀少，僅在養(yǎng)路段及路線周邊有少量常住居民及牧民，人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)為筑路、養(yǎng)護(hù)等對(duì)公路切坡的開挖取土以及牧民放牧對(duì)草場(chǎng)的破壞，破壞強(qiáng)度有限，人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響程度較小。

2 泥石流災(zāi)害發(fā)育特征

該段公路沿線泥石流十分發(fā)育，共計(jì) 30處，其中 K577+000-K594+000路段發(fā)育 2處，K594+000-K611+800路段發(fā)育3處，K611+800-K684+000路段發(fā)育25處，為泥石流集中發(fā)育路段。

表1 泥石流發(fā)育特征一覽表

泥石流主要分布于公路沿線的跨越溝谷處，以哈希勒根達(dá)坂以北分布最多，共計(jì)29處，占泥石流總數(shù)的 96.67%。公路沿線均為溝谷型泥石流，泥石流溝谷三面環(huán)山，一面出口，溝槽橫斷面呈 “V”型,切割深度多大于40m，溝長大于500m，溝寬2～20m，溝床縱坡>12°，溝谷兩側(cè)有崩塌、滑坡發(fā)生，堆積區(qū)形態(tài)呈扇形，擴(kuò)散角30°～70°，扇面較平整，堆積物厚度一般小于3m，累積堆積物體積一般小于3500m3，堆積物大小混雜，巖性以碎塊石和砂為主，礫徑多在3～30cm不等。泥石流補(bǔ)給途徑長度大，徑流區(qū)相對(duì)較短，受泥石流物源控制，規(guī)模多較小。公路沿線泥石流物源主要由溝谷兩側(cè)的松散堆積物、溝底松散物以及溝谷流域上的第四系松散堆積物所組成，在暴雨和冰雪消融季節(jié)，以洪水為動(dòng)力攜帶塊石、碎石進(jìn)而形成泥石流。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，公路沿線地形高差大，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，沖溝發(fā)育，巖體風(fēng)化破碎，碎屑物質(zhì)來源廣，雨量較為充沛等影響，易發(fā)生泥石流災(zāi)害。公路沿線泥石流均為中易發(fā)，規(guī)模小型26處，中型3處，巨型1處。因公路多從泥石流堆積體上通過，部分路面有水流沖刷和堆積痕跡，擋石墻及導(dǎo)水涵洞均有不同程度的損壞，泥石流對(duì)公路及行車安全危害較大，危險(xiǎn)性中等26處，危險(xiǎn)性大4處。

3 形成機(jī)制分析

1）地質(zhì)構(gòu)造控制著地貌格局，決定了公路沿線泥石流呈帶狀分布的特點(diǎn)。同時(shí)，公路沿線構(gòu)造變形強(qiáng)烈，斷裂、褶皺發(fā)育，構(gòu)造活動(dòng)造成巖石破碎，松散物質(zhì)極為豐富，為泥石流的發(fā)生提供了充足的物源，導(dǎo)致公路沿線泥石流不僅分布密度大，而且出現(xiàn)頻率高。

2）通過對(duì)公路沿線泥石流的活動(dòng)狀況、表現(xiàn)形式及與植被發(fā)育關(guān)系的分析，公路沿線的泥石流分布和形成與植被覆蓋率關(guān)系密切。公路起點(diǎn)至哈希勒根達(dá)坂，海拔高度由1680m上升到3440m，海拔升高降水量明顯增大，植被狀況亦雖之改變。公路沿線30處泥石流中，有29處泥石流分布在植被發(fā)育不良的哈希勒根達(dá)坂以北。在調(diào)查的30處泥石流溝的坡面和溝床中，幾乎無植被或植被發(fā)育極少，因此，一旦受暴雨作用，泥石流易發(fā)程度較高。

3）公路沿線年降雨量300～800mm，從已有的30處泥石流所處位置及降水關(guān)系分析，公路沿線泥石流的發(fā)生與降水之間存在顯著的對(duì)應(yīng)關(guān)系，降水量較為豐富的中高山區(qū)分布有24處泥石流，占總泥石流數(shù)的80%，公路沿線的泥石流的發(fā)生發(fā)育分布與降水的大小關(guān)系密切，降水越大，誘發(fā)泥石流的概率越高。

4 防治措施建議

1）對(duì)于中大型泥石流可優(yōu)先采用橋梁跨越，直接避開泥石流危害；

2）對(duì)中小型泥石流溝可修建數(shù)道梯級(jí)攔砂壩，攔截固體物質(zhì)，避免公路遭到掩埋；

3）對(duì)小型泥石流溝斜坡坡面可修建漿砌片石護(hù)坡，溝底修建谷坊，減少泥石流物源產(chǎn)生量；

4）對(duì)于溝口位于斜坡上方且緊鄰公路的泥石流溝，可采用混凝土廊道防護(hù)，將泥石流直接排泄到奎屯河；

5）對(duì)于溝口緊鄰公路的泥石流溝，路面采用過水路面，底部修建涵洞將泥石流排泄到奎屯河。

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