王曉娟
摘要:地質災害嚴重威脅人民的生命及財產的安全,造成巨大經濟損失,本文以廣東省海豐縣深汕高速公路西段K2766+736處地質災害(泥石流)為例,對項目進行地質災害威脅性評估。
關鍵詞:地質災害;危險性;預測評估;現狀評估;建議
深汕高速公路是由中國廣東深圳通往中國廣東汕頭的高速公路,起點于深圳龍崗區荷坳,終點于汕頭,深圳終點下接機荷高速公路,汕頭方面接汕汾高速公路。深汕高速公路全線分為東、西兩段,西段由深圳龍崗荷坳至汕尾陸豐潭西,全長146km,東段由汕尾陸豐潭西至汕頭達濠,于1996年12月建成,全長140km,設計時速為100km/h,雙向四線行車并有緊急停靠,沿線設有多座出入口,深汕高速公路現已成為國家高速G15(沈海高速)的一部份。
1.深汕高速公路西段K2766+736處工程概況
深汕高速公路西段K2766+736處位于東行圓墩山隧道出口處,出口處路基形式為半路塹,東行為開挖路基,開挖高度1m~5m,坡面已進行土釘掛網噴砼支護;西行為半挖、半填。東行與西行為分離雙向四車道,高標相同,均約10m,相鄰約23m。圓墩山為丘陵地貌,評估區范圍內最高點為137.4m,地形整體較陡,多在36°~42°之間。
2017年5月,受臺風暴雨影響,東行圓墩山隧道出口處發生泥石流地災害,位于東行入口處及東行出口處之間。目前泥石流僅作簡易防護工程:在泥石流溝口處作了一道礫石砂包,高約1.5m。據現場調查,簡易碎石包工程對泥石流防控能力較弱。
2.地形地貌
評估區位于蓮花山脈南西部,屬丘陵地貌,標高10m~137.4m,山體走向呈北東向,地形切割強烈,多呈“V”形,山脊狹窄和陡崖較多,坡面坡度30°~50°,多以37°~45°為主。
溝域發育有主溝一條,支溝3條。主溝長約175m,總體上為“V+U”型谷地貌,溝口至溝源溝床坡降為400‰。溝底較為狹窄,一般為1m~5m,縱坡較陡。支溝均為暴雨季節上游滑坡形成泥石流沖刷面形成,地形陡峭。1號支溝,為HP01~HP03滑坡體沖刷形成,平均坡降為461.5‰;2號支溝,為HP11滑坡體沖刷形成,平均坡降為538.5‰;3號支溝,為HP04~HP06滑坡體沖刷形成,平均坡降為555.6‰。評估區高差大,達127.4m,地形切割強烈,多呈“V”字型,坡度30°~50°不等,起伏變化大。綜上所述地形地貌條件為復雜。
3.地層巖性
3.1地層
評估區出露地層由老至新為:侏羅系下統金雞群第二亞群第四系,各地層特征如下。
(1)侏羅系下統金雞群第二亞群。侏羅系下統金雞群第二亞群是一套海相及三角洲相砂頁巖。中下部以泥質沉積為主,上部以砂質沉積為主;下部為含菊石、瓣鰓類的中厚層灰黑色、黑色泥巖、粉砂質泥巖夾長石石砂巖;中部以薄層、葉層狀淺色頁巖為主;上部為長石石英砂巖或石英砂巖夾頁巖。層厚>2782m。巖層產狀85°~95°∠39°~50°。巖石節理裂隙發育,呈網脈狀“、X”型等,其中兩組較為發育,產狀分別為30°∠59°、0°∠65°,節理裂隙多有硅化現象。巖層淺部多呈強風化。
(2)殘坡積。灰色粉土夾碎塊石及碎屑物質,粉土與碎屑含量約占60%~70%,碎塊石含量約20%~30%,主要分布于溝谷兩岸緩坡地帶,其中坡麓緩段度較大,厚度一般0.5m~2.5m,結構稍密~中密,局部松散。
3.2巖漿巖
評估區未見巖漿巖出露。評估區地層傾角39~50°,較陡;節理裂隙發育,風化程度強,局部破碎。綜上所述,地層巖石條件為復雜。
4.地質構造
4.1褶皺
評估區位于海豐向斜南西翼,區內為一單傾地層,產狀為85°~95°∠39°~50°。
4.2斷層
評估區位于梅隴斷裂帶內,原巖石疊加了韌性剪切、北東和北西向脆性斷裂,加之風化改造,巖石節理裂隙發育,形成網脈狀、“X”型等,其中兩組產狀最為發育,產狀分別為30°∠59°、0°∠65°。節理間距2條/米~8條/米,巖層厚者多以2條/米~3條/米,巖層薄者多以5條/米~8條/米為主。評估區節理裂隙發育,有二組以上,間距多<0.4m。綜上所述,地質構造條件復雜。
5.巖土類型及工程地質性質
評估區殘坡積坡分布于溝谷兩岸坡面上,地形較陡,土層較薄,并且中等透水性,暴雨易下滲,破壞巖面上巖土物理參數,易形成滑坡;巖石節理發育,風化強,雨水下滲易形成滑坡或崩塌。綜上所述,評估區工程地質條件為復雜。
6.水文地質條件
評估區內地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水和層狀巖類裂隙水,主要接受大氣降雨的滲入補給,地下水隨季節變化大。
6.1地下水類型及其富水性
(1)松散巖類孔隙水。松散巖類孔隙水賦存于第四系殘坡積砂質粘性土及泥石流堆積物層,接受大氣降雨的直接補給和層狀基巖風化裂隙水的側向補給,水量貧乏,分布于坡地表層,嚴格受大氣降雨控制。
(2)層狀巖類裂隙水。區內巖性為侏羅系中細粒長石石英砂巖、泥質砂巖及泥巖,巖層受構造擠壓強裂,節理、裂隙縱橫交錯,但多有硅質充填參膠結,賦水性弱,水量貧乏。根據海豐幅區域水文地質普查報告顯示,地下逕流模數約3L/s·km2,水位埋深大于11.32m。
6.2地下水的補給、徑流及排泄條件
評估區屬中丘陵區,地形地貌切割強,山坡陡峻,降雨很快形成地表逕流或以其他形式排走。地下水補給基本靠大氣降雨補給。地勢西高東低,地形坡度30°~50°,地形條件有利于自然排水。綜上所述,評估區主要有松散巖類孔隙水及層狀裂隙水兩個含水層,受大氣降雨影響較大,地下水對建設工程影響不大,水文地質條件中等。
7.人類工程活動的影響
評估區人類工程活動主要為深汕高速公路建設、泥石流簡易防治工程等。深汕高速公路建成多年,建設工程活動影較小。暴雨季節,設置木村樁+檔板、碎石砂包簡易防治工程,人類工程活動中等。評估區內主要有簡易泥石流防治工程,人類工程活動中等。
8.地質災害(泥石流)危險性現狀評估
深汕高速公路東行圓墩山出口處溝谷上游存在松散物源1.09×104m3,匯水面積為0.028km2,評估區最大高差達127.4m,地形陡峭,具備泥石流發育條件。通過調查、計算,高速公路東行圓墩山出口處泥石流洪峰期泥石流流量為1.91m3/s,固體物質一次沖出量分別為230m3,泥石流最大沖起高度為0.92m。區內僅設置了簡易泥石流防治措施:礫石砂包擋墻,對泥石流地質災害防控制能力較弱。泥石流地質災害具有突發性及不確定性,應做好監測和預防措施。
據現狀評估,泥石流地質災害現狀威脅人數達100人以上,潛在經濟損失大于500萬元,危害程度大,發育程度弱,泥石流現狀評估危險性中等。
9.結論與建議
9.1結論
評估區發生的泥石流是自然因素引發的地質災害,具有形成泥石流的完整的物源條件、水源和勢能動力條件、流通沖刷路徑和淤積區,其爆發具有典型的雨季季節性特征。
治理方案:
(1)泥石流溝口處上游約40m處設置攔擋壩,將泥石流固體物質攔截。
(2)在攔擋壩上游兩側設置排水溝,減少水量往隧道口排放。
(3)在攔擋壩上游約50m設置截水溝,將上游匯水區水流量往高速公路兩側排放,以削弱泥石流水動力條件。
(4)并設置監測系統,及時開展地質災害防治工作。
(5)禁止在評估區采伐森林,保護植被,減少水土流失。
評估區泥石流地質災害潛在嚴重威脅著下游深汕高速公路行車及人員安全,潛在威脅人數100人以上,潛在直接經濟損失大于500萬元,即使一塊塊徑10cm塊石沖進高帶公路足可以造成大害危。因此,對泥石流地質災害的治理,是非常必要的。
9.2建議
(1)建議建立監測系統,密切注意區內泥石流、滑坡等異常情況,出現異常情況時及時匯報,積極采取合理有效防治措施,同時編制防災避災應急預案。
(2)建議在物源區禁止采伐森林,破壞植被,以利于固結松散碎屑物,減少泥石流的物質來源,涵養雨水,降低山洪暴發。
(3)評估區泥石流地質災害危險性大,治理任務較緊迫,應盡早治理工作,另由于泥石流主要由暴雨引發,因此進行工程治理應在汛期前進行。
(4)鑒于本評估區泥石流屬自然因素引發的地質災害,威脅廣東主要的交通干線(深汕高速公路)的運營及安全,危險性大、危害性大,威脅人員多,潛在經濟損失巨大,建議盡快向政府主管部門申報,納入地質災害治理的范圍,以避免人民生命財產的損失。
參考文獻:
《廣東省地質災害危害性評估實施細則》(2016)
《泥石流災害防治工程勘查規范》(DZ/T0220-2006)