崔英明
(重慶 400063)
G4218雅葉高速公路是《國家公路網規劃(2013~2030年)》連接線中的一條,屬于遠期展望線,由四川省雅安至新疆葉城,線路主要經過雅安、天全、瀘定、康定、理塘、芒康、八宿、林芝、拉薩、日喀則、噶爾、葉城。其中四川境內雅安至瀘定已經建成通車,瀘定至新都橋段正在施工,西藏境內G4218林芝至拉薩正全面開工建設,部分路段已通車,其于路段也均逐步開展前期工作研究。文章通過對左貢至林芝段的地質災害研究,提出川藏高等級公路避災選線的思路。
研究區總的地形屬于高山峽谷區,局部路段為高原臺地。沿線主要山脈或河流的走向在橫斷山區以南北向為主。地貌特征是山間河川深切、峽谷眾多,山體與湖盆相間,峰嶺與峽谷并列,山體高大、雄偉。河流坡降大,水流湍急。
按板塊構造的觀點,研究區為滇藏板塊(Ⅳ)、印度板塊(Ⅴ)兩個一級構造單元。研究區以板塊縫合帶、地殼拼接帶等深大活動斷裂為構造格架,與其他活動斷裂一起,構成了與公路關系最為密切的地質構造。研究區主要的板塊縫合帶斷裂有雅魯藏布江斷裂,地殼拼接帶斷裂有怒江斷裂,此外還發育八宿斷裂、嘉黎斷裂等其他活動斷裂[1]。
研究區處于藏東南橫斷山高山峽谷區和藏南谷地區,新構造運動十分強烈,且具明顯的繼存性。印度板塊在漸新世——中新世完成在雅魯藏布江縫合帶的拼合和西亞利克A型俯沖帶形成后,仍在向北運動,全區仍作整體抬升、斜掀和差異性的上升運動,主要表現為高原的隆升、活動構造、地熱顯示及地震活動。
根據泥石流的形成條件和發生機制,主要類型劃分為暴雨型泥石流、冰水混合型泥石流和冰湖潰決型泥石流3大類。但由于研究區山地災害類型多樣、暴發頻率高、規模大等特點,當一種災害規模超過一定閾值,往往轉化形成另一種災害,形成災害鏈,進而在時間和空間上進一步延展,加劇災害損失。如崩塌滑坡→泥石流、溜砂坡→泥石流、冰崩→滑坡→碎屑流(泥石流)→堰塞湖→潰決洪、崩塌滑坡→泥石流→堰塞湖→潰決洪水、泥石流→堰塞湖→潰決洪水、(冰崩)→冰湖潰決→泥石流→堰塞湖→洪水、冰崩→堵塞潰決→泥石流→堰塞湖→洪水等。
泥石流主要危害有:沖毀路基、橋梁、涵洞;淤埋路基、路面;淤塞橋梁、涵洞;沖刷侵蝕路基;彎道超高和漫流改道危害;壓頂磨蝕危害;堰塞湖淹沒破壞;泥石流堰塞湖潰決洪水沖刷破壞。
研究區地域遼闊,地質環境條件、地貌類型復雜多樣,在氣候上干濕季分明、降雨集中,加上人類工程活動,滑坡、崩塌、溜砂坡災害廣布全區。崩塌災害主要分布于藏東的“三江流域”、雅魯藏布江中下游地區的深切峽谷及喜馬拉雅山脈南坡,而G318線然烏至中壩路段,是溜砂坡發育的主要地段。
滑坡、崩塌、溜砂災害發生突然,隨機性強。如崩塌、溜砂可在滿足崩落坍塌條件的邊坡中發生。而滑坡運動受水的影響,一般在夏秋季節,大氣降水充沛,地下水活動加強的時段發育較多,往往具有“大雨大滑、小雨小滑”的特點[2]。
滑坡、崩塌、溜砂坡對公路的危害可分為二種類型:直接危害和誘發次生災害(泥石流、洪水),誘發次生災害往往會加重災害的危害程度。
滑坡發生后直接摧毀公路,斷道時間長,滑坡剪出口在公路以上,則滑體大量碎石、塊石堆積掩埋公路,不但清理土石方工作量大、耗費時間長,而且坡腳被清理后還會進一步引發上級滑體進一步下滑;滑坡剪出口在公路下邊坡則連公路一起被推移使公路完全被毀壞。如通麥段加馬其美溝處大型滑坡發生后原有公路摧毀1.3km,斷道達數月之久,給運輸帶來巨大的經濟損失。
崩塌是全線影響行車安全和危害長度較嚴重的山地災害之一,大部分公路段都有間斷性的點或帶狀分布,形成巖錐,倒石錐及坡積裙。
溜砂坡以自然休止角作為邊坡的穩定角度,但坡面山體未砂化的大石塊常飛、滾而下砸傷車輛和行人。在外力作用下,如風力、水力、震動和人為開挖等作用下,溜砂坡的穩定坡角極易發生改變,因此溜砂坡經常失穩運動。
然烏湖至通麥段帕隆藏布流域內發育了我國境內最大的海洋性冰川群,冰湖星羅棋布,是遭受冰湖潰決危害的典型區域。遙感解譯結果顯示:帕隆藏布然至烏通麥段面積大于0.1km2的冰湖共有23個。由于這些冰湖位于溝道的上游或中游,所處位置較高,擁有的勢能很大,一旦潰決極有可能形成冰湖潰決型泥石流,并且泥石流沖入帕隆藏布江后可能堵塞主河形成泥石流壩,進而泥石流壩潰決,在帕隆藏布江形成超常洪水,摧毀沿河公路、村寨、橋梁、通訊及輸電等各種設施,并可能造成人員傷亡。
有防災意識地開展地質選線,是泥石流地區等級公路設計的首要環節。把握住這個關鍵和要害,即使泥石流極其嚴重與集中發育,亦可避免和減輕其危害程度。如若選線不當,輕則造成很多泥石流工點病害,并將在工程補救措施上付出相當高的代價,還可能為運營管理留下長期的后患;重則導致整段線路無法正常使用,以致廢棄造成巨大的經濟損失和不良的影響。從這個意義上講,用“預則立,不預則廢”的精神來選好線路。以防、避、治的原則來處置工程,將是防止泥石流災害發生發展的最佳決策和有效舉措。
高位崩塌對結構物影響大,危及營運安全,應以避讓為主,小型有崩塌風險的危巖可采用清除、設置被動防護網等工程措施處理;巨型滑坡,如著名的102滑坡群、海通溝滑坡這種根本沒有辦法治理的,均應饒避;流沙坡常年均有砂石落,危害雖然不大,但始終持續不斷,且由于其結構松散,若在下部切坡,隨時會演變為巨型滑坡,引起極大的工程地質災害,應根據規模情況予以避讓、設置明洞等方式通過。
冰湖潰決由于從高處沖下,有大量勢能需要釋放,同時瞬間流量大,冰水混合物夾帶大量泥沙,破壞力、危害極大。因此對于有冰湖潰決路段的路線選線應嚴格控制路線標高、留出足夠通道,橋梁宜采用大跨徑橋梁單跨跨越,避免在冰湖潰決通道內設置隧道進出口。
綜上所述,得出以下結論:
(1)川藏高等級公路特大型、巨型冰湖潰決和冰水混合型泥石流非常發育,由于研究區泥石流形成條件的復雜性,在未來強震和極端氣候條件下,存在較大不確定性,應總結古鄉溝、天摩溝、米堆溝等典型泥石流溝的爆發規律和情況,進而研究其它泥石流可能暴發規模、危害形式等。
(2)川藏高等級公路公路八宿段的滑坡威脅應予以重視,初步調查發現八宿段冷曲河谷發育有多處古滑坡變形體,如高等級公路線路從滑坡堆積體上通過,一旦滑坡復活則會對公路造成直接的危害,因此風險較高,可有針對性地組織研究。
(3)重大橋梁工程選址,怒江特大橋設計標高距離怒江水面800m,橋位選擇受橋址處工程地質、水文地質、環境地質、地形及河勢條件、行洪及同行條件的綜合影響,應進行多橋址方案比選。[1]肖洪春.公路地質災害治理與措施[J].信息記錄材料,2017(09):38~40.[2]吳維義,龍萬學.山區公路邊坡地質災害排查要點探討[J].路基工程,2017(09):238~242.