內蒙古某化工園區鐵路線工程地質災害危險性評估及防治措施

王澤波

摘要：某化工園區鐵路線工程項目位于內蒙古鄂爾多斯市西南部，鐵路參照國鐵Ⅱ級設計，建線路基本為填方路基。該項目是新建鐵路工程，屬重要建設項目。評估區內地質環境條件中等。評估區內部分地段存在地面塌陷地質災害，鐵路位于采空區范圍內，危害程度大，中等發育，現狀評估其地質災害危險性中等。本文針對地質災害危險性進行了分類評估，并提出了相應的地質災害防治措施，為有效保護建設項目的安全運行，最大限度避免或減輕地質災害危害提供重要指導。

關鍵詞：鐵路線工程；地質災害；危險性評估；防治措施

1.地質災害類型及特征

評估區內崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂縫、風蝕沙埋及不穩定邊坡等地質災害不發育，僅在部分地段存在地面塌陷地質災害。地面塌陷，擬建鐵路專用線位于上海廟礦區，評估區東部有長城一號井田，中部有長城六號井田，北部有長城五號井田，長城三號井田和紅一煤礦。沿線及影響范圍內只有長城一號井田生產范圍到了評估區內，根據長城一號煤礦采空區分布及野外調查，在擬建鐵路線CK10+486段—CK11+351段長城一號井田已形成采空區，采空區面積0.5975km2，其中位于評估區范圍內的面積為0.3985km2，采空區開采時間2007年～2016年，開采深度153m～350m左右，開采厚度2.97m～12.53m左右，采深采厚比24.24～59.60。其中，CK10+486—CK10+709和CK11+ 105—CK11+351段位于地面沉陷區，CK10+709—CK11+105位于地面塌陷區域。經調查發現現狀塌陷災害不明顯，以地面沉陷為主，主要表現形式為地表整體下沉，下沉量為0.5m～1.5m，長城五號井田采空區位于鐵路東側，采空區面積0.0071km2，不在評估區內，現狀無塌陷災害發生。故評估區范圍內目前已形成采空區面積總共為0.3985km2，可能會發生地面塌陷（沉陷）災害，據調查，采空區上部偶有裂縫發生，但已回填處理完成。現狀條件下地面塌陷趨于穩定。

2.地質災害危險性現狀評估

據野外調查及相關資料，評估區內在擬建鐵路線CK10+486～CK11+351段有長城一礦的采空塌陷區存在，塌陷區面積0.3985km2，其中，CK10+486—CK10+709和CK11+ 105—CK11+351段位于地面沉陷區，CK10+709—CK11+105位于地面塌陷區域。長城一號井田采空區CK10+486～CK11+351段地面塌陷區破壞草原植被，破壞道路，危害當地居民及路過人員安全。鐵路位于采空區范圍內，危害程度大，中等發育，現狀評估其地質災害危險性中等。

3.地質災害危險性預測評估

3.1工程建設中、建設后可能引發或加劇地質災害危險性預測評估

擬建鐵路線工程填方路段較多，而挖方路段較少，切坡段也較少，其中大于6m的挖方路段有一處，位于CK25+ 183—CK25+817段，線路長度634m，占總線路的2.46%；大于8m的填方路段有兩處，一處位于CK0+526—CK1+128段，一處位于CK23+342—CK24+104段，兩處線路總長度為1364m，占擬建線路專用線總長的5.28%。擬建鐵路專用線在建設過程中，挖方路段有可能導致邊坡失穩，地表巖性為風積砂，故可能引發滑塌地質災害；填方路段因地表附加應力發生變化，有可能使建成的高路堤發生滑塌地質災害。綜上所述，預測擬建鐵路專用線在建設過程中，可能引發的地質災害類型為滑塌地質災害。

（1）挖方

由線路縱斷面可以看出，挖方形成的坡面巖性以風積砂為主，確定挖方高度以6m為界定值，并以此進行地質災害危險性的劃分判定。即挖方深度小于等于6m的路段在挖方過程中不容易引起邊坡失穩，一般不會引發滑塌地質災害；反之，挖方深度大于6m的路段即存在引發崩塌（滑坡）地質災害的可能。擬建鐵路專用線大于6m的挖方有一處，位于CK25+183—CK25+817段，長度為634，最大挖方深度為15.6m。其危險性小。

（2）填方

根據擬建鐵路線縱斷面，填方路段回填物比較松散，在雨水入滲和未來行車重力等因素下，有形成滑坡災害的可能，填方高度以8m為界定值，即填方深度小于等于8m的路段一般不容易引起邊坡失穩；反之，填方深度大于8m的路段即存在引發滑坡災害的可能。擬建鐵路填方大于8m的有兩處，一處位于CK0+526—CK1+128段，長度為602m，最大填方深度為10m；一處位于CK23+342—CK24+104段，長度為762m，最大填方深度為11.8m。對填方路段以15m、25m為界定值劃分判定。由此判定該兩段高填方地段危險性小。災害成災對象主要為施工人員、施工機械、路基和行車運營安全等。

3.2工程建設中、建設后可能加劇地質災害危險性預測評估

評估區范圍內現有采空區面積為0.3985km2，鐵路專用線的CK10+486～CK11+351段正處于采空區上方，受工程建設活動和未來行車重力等因素影響，還存在加劇原有地面塌陷地質災害的可能。在工程建設活動及未來行車重力影響下，可能會加劇該路段原有塌陷災害的發生。其危害對象主要為施工人員、施工機械、路基及車輛正常通行等，預測評估加劇的地面塌陷地質災害可能造成的直接經濟損失大，對擬建鐵路專用線危害程度大，危險性大。

3.3建設工程自身可能遭受地質災害危險性預測評估

（1）滑塌地質災害

根據上述分析，線路CK0+526—CK1+128段、CK23+ 342—CK24+104段和CK25+183—CK25+817段因鐵路建設可能引發滑塌地質災害。主要位于挖方大于6m，填方大于8m的路段，危害對象為鐵路路基及行車運營安全。預測其造成的損失小，危險性小。

（2）地面塌陷（沉陷）地質災害

根據野外調查和煤礦相關開采，預測評估區內煤礦分布地段會發生地面塌陷（沉陷）災害，根據采深采厚比等值線，可知CK10+709—CK11+105段位于地面塌陷區范圍，采深采厚比小于30，危險性大；CK6+842至CK12+065段、CK12+065至CK15+274段和CK22+612至終點CK25+817段位于煤礦地面沉陷區范圍內，采深采厚比大于30，主要以沉陷為主，其造成的損失中等，危險性中等；CK6+652至CK6+ 842段、CK15+274至CK15+567段、CK16+443至CK18+136段、CK22+051至CK22+612段不在煤礦開采范圍內，但位于煤礦地面沉陷影響范圍內，其造成的損失小，危險性小。

4.地質災害危險性綜合分段評估

4.1地質災害危險性大區（段）WD

該區（段）內的地質災害類型主要為地面塌陷。該區段位于CK10+709—CK11+105段，鐵路專用線建設主要遭受的地質災害類型為地面塌陷，采深采厚比小于30，長度396m，占線路總長度的1.53%。承災對象主要為煤礦生產人員、設備及擬建鐵路施工人員、施工機械、路基和行車運營安全等，災害發生的可能性大，影響程度強烈，可能造成的損失大，地質災害危險性指數為1，綜合評估地質災害危險性大。

4.2地質災害危險性中等區（段）WZ

該區（段）位于CK6+842至CK10+709、CK11+105至CK15+274段和CK22+612至終點CK25+817段，預測鐵路專用線工程可能遭受的地質災害主要是地面塌陷和滑塌災害，采深采厚比一般大于30，大部分小于120，綜合評估認為地質災害危險性中等，為危險性中等區（其中CK23+342—CK24+104段和CK25+183—CK25+817段存在滑塌地質災害）。區段線長度計11241m，占擬建鐵路的43.54%。此區（段）內，災害危害對象主要是鐵路路基、橋梁及行車運營安全。其次是近線的居民和農田等。綜合評估認為對擬建鐵路危害程度中等，造成直接經濟損失中等，其危險性中等。

4.3地質災害危險性小區（段）WX

該區（段）內的地質災害類型主要為地面沉陷和滑塌。CK0+526—CK1+128段為滑塌地段，CK6+652至CK6+842段、CK15+274至CK15+567段、CK16+443至CK18+136段和CK22+051至CK22+612段位于煤礦地面塌陷影響范圍內，現狀條件下不存在地質災害，鐵路在煤礦開采形成的地面沉陷影響范圍內，預測鐵路專用線工程可能遭受的地質災害主要是地面沉陷地質災害，本區（段）內地下煤層的采深采厚比大于30，具體表現為地面沉陷。綜合評估認為：發生地面沉陷災害的可能性中等，影響程度較強烈，地面沉陷和滑塌災害發生后的可能損失小，為地質災害危險性小區（段）。本區（段）線長度計3339m，占擬建鐵路總長度的12.94%。此區（段）內，災害危害對象主要是鐵路路基、橋梁及行車運營安全。其次是近線的居民和農田等。綜合評估認為對擬建鐵路危害程度中等，造成直接經濟損失小，其危險性小。

4.4地質災害不發育區（段）

擬建鐵路的其他區段4處，CK0+000至CK0+526段、CK1+128至CK6+652段、CK15+567至CK16+443段和CK18+136至CK22+051段，為地質災害不發育區，合計長度10841m，占擬建鐵路總長度的41.99%。綜合評估擬建鐵路專用線在該段不受地質災害的侵害。

5.建設場地適宜性分段評估

根據地質災害危險性、防治難易程度和防治效益，對擬建鐵路專用線沿線建設場地的適宜性進行評估，按適宜性差SC、基本適宜JS、適宜SY三級劃分，分別與綜合評估危險性大、危險性中等、危險性小等級區段相對應。

5.1適宜性差區SC

為地質災害危險性大區段，共1段，地質災害類型地面塌陷，其作為建設場地適宜性差。本區段長度共396m，占評估區段總長度的1.53%。

5.2基本適宜區JS

為地質災害危險性中等區段，共3段，地質災害類型為地面沉陷和滑塌，作為建設用地基本適宜。本區段長度11241m，占評估區段總長度的43.54%。

5.3適宜區SY

為地質災害危險性小區段和地質災害不發育區段，地質災害危險性小區共5段，災害類型為滑塌和地面沉陷，地質災害危險性小，作為建設場地適宜；地質災害不發育區段共4段，無地質災害分布，作為建設場地適宜。適宜區段長度共14180m，占評估區段總長度的54.93%。

6.防治措施

6.1采空區地面塌陷地質災害防治

擬建鐵路穿越的地方目前已形成采空區的地段，對線路區已有的地面塌陷的治理，首先應該通過必要的勘察手段，進行進一步探明采空區具體分布范圍、位置、尺寸等情況，然后綜合考慮勘察結果、設計結論、地方處理經驗、工程施工難度、處治效果、工程造價等因素，確定對采空區應采取回填或鉆孔灌漿等措施。目前有采礦證而未開采的煤田地段，在煤田開采時，應在路基兩側范圍內按要求留保安煤柱。此外，還應配合監測預警措施，對采空區范進行長期監測，以最大限度的防患于未然。

6.2滑塌地質災害防治

挖方路基的設計應充分考慮巖體特征，邊坡高及坡度設計應通過穩定性驗算后確定，對形成的邊坡應采取生物措施和工程措施相結合的護坡措施。工程措施應進行坡面加固防護以及坡頂修擋墻，生物措施為鐵路線一定范圍內退耕還林、增加植被覆蓋率。

7.結論

擬建鐵路專用線現狀條件下地質災害類型主要為地面塌陷，工程建設會遭受地面塌陷（沉陷）災害。地面塌陷（沉陷）對擬建鐵路危害程度大—小，其危險性大—小；地質災害危險性中等區（段）有3處，災害類型為地面沉陷和滑塌；適宜區有9個區（段），危險性小區有5處，地質災害類型為地面沉陷和滑塌。工程沿線可劃分為1個重點防治區段、3個次重點防治區段和9個一般防治區。在鐵路施工前一定要再次詳細查清線路周邊煤礦的生產狀態，特別是煤礦采空區的分布情況，進一步指導防治措施的實施。

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