鐵路支線地質災害綜合危險性評估以及防治措施探討

童衛國 羅興桓

廣東省地質局第四地質大隊（廣東省湛江地質災害應急搶險技術中心） 廣東 湛江 524000

1 引言

在受到自然或人為等因素的影響下，地質災害的發生不僅會造成環境破壞，影響到鐵路等項目的正常運行，同時還將對人民生命與財產安全造成嚴重的威脅[1]。為此，應積極做好地質災害危險性評估相關工作，了解評估范圍內相應的地質環境狀況與災害類型，為后期的防治工作提供幫助，確保鐵路支線安全運行[2-3]。

2 工程概況

深湛鐵路湛江吳川機場支線工程，位于廣東省湛江市境內，線路自深湛鐵路K431+100處接軌引出，下穿吳川機場，并設立機場站，再從深湛鐵路K446+355.75接軌駛入。線路長度16.212km，工程的主要內容包括橋涵、隧道、路基、軌道、房屋、站場工程等。全線涉及重大工程有隧道1座（含地下車站），特大橋3座。該工程的建設，首先能夠完善湛江國際機場公共交通方式，滿足機場旅客快捷、舒適、多元化出行需求的需要。其次，還能拓展湛江國際機場服務腹地，增強客流吸引力，提升機場核心競爭力。此外，該項目的建設可以合理利用既有鐵路資源，加快構建湛江國際機場空鐵一體化交通體系。

3 地質災害綜合危險性評估

3.1 評估流程

在地質災害易發區內進行工程建設或進行城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時，必須對工程建設區或規劃區進行地質災害危險性評估工作，評估成果報自然資源行政主管部門組織專家組審查通過，作為該建設項目用地審批的必備文件[4]。通過開展評估工作，發現工程選址處于滑坡崩塌地質災害低易發區內，具體評估流程如下圖1所示。首先，需要收集線管勘察、規劃以及設計資料，并組織技術人員開展現場踏勘工作。其次，根據已有資料確定出評估級別、范圍，并進行評估工作大綱的編制。之后，開展地質災害綜合調查。這一過程中，既要對工程基本特征、地質環境進行調查，同時還要對其承受能力以及可能的災變種類進行分析，并選取相應的評價要素。上述工作結束之后，開展地質災害綜合評估。最后，根據評估結果，制定地質災害預防與治理措施，并完成評估報告的撰寫。

圖1 地質災害危險性評估流程

3.2 危險性評估分級

根據建設項目重要性的不同以及地質環境條件的復雜程度，可以將地質災害危險性評估工作分為三個不同的等級，集體劃分情況如下表1所示。

表1 危險性評估分級情況

3.3 地質災害類型

3.3.1 現狀地質災害

根據收集資料，評估區位于湛江市滑坡、崩塌低易發區內，相應地質災害防治分區屬一般防治區。經過野外地質災害調查及訪問，評估區現狀地質災害弱發育，主要有崩塌10處。據野外綜合地質調查和收集到的有關資料，評估區現狀地質災害弱發育，現狀地質災害有6處微型崩塌、2處小型崩塌、2處中型崩塌。崩塌沒有造成人員傷亡，財產損失較小，危害對象有道路、房屋。崩塌零散分布于評估區內。崩塌對工程安全影響較小，可通過削坡護坡等工程手段消除，危害小。

3.3.2 預測地質災害

評估區地貌以基巖臺地為主，局部小面積為沖洪積平原，地形起伏，平原區地表及淺部一般有1～2m的耕植土，根據評估區地質環境條件，結合工程類型、規模和施工方式，預測工程建設過程中或建成后，由于造成地質環境條件的改變和影響，可能引發或加劇的地質災害類型有主要有崩塌/滑坡和地面沉降，崩塌/滑坡主要發生于工程場地的涵洞開挖邊坡、填土邊坡和隧道開挖邊坡位置，地面沉降主要由填土及下伏軟土自重或荷載下壓縮固結引發的不均勻沉降。

3.3.3 綜合危險性評估

首先，通過開展綜合危險性評估工作，發現新建深湛鐵路湛江吳川機場支線工程項目屬于重要建設項目。本次通過對工程用地及周邊可能影響的范圍（評估區面積約28.58km2）進行綜合地質災害調查，基本查明了評估區地質環境條件。總體上評估區地形地貌條件復雜程度為簡單；地層巖性條件簡單；地質構造條件簡單；水文地質條件中等；工程地質條件中等；人類工程活動對地質環境的影響程度中等，綜合評價評估區地質環境條件為中等級別。確定其地質災害危險性評估屬一級評估。

其次，通過研究綜合分析評估區地質環境條件復雜程度、潛在地質災害隱患點的分布、災害點密度、災害體規模、地質災害危害程度和危險程度等因素，將整個評估區劃分為1個地質災害危險性大區（Ⅰ）和2個地質災害危險性小區（Ⅱ）兩個級別。其中將線路里程 CK439+701.6～CK441+700.0劃分為地質災害危險性大區（Ⅰ），線路長為2001.7m，占線路總長度的12.35%，面積為3.24km2，占評估區面積的11.3%；將線路里程CK431+100.0～CK439+701.6和CK441+700.0～CK447+311.5劃分為地質災害危險性中等區（Ⅱ），線路長為14210.3m，占線路總長度的87.65%，面積為25.33km2，占評估區面積的88.7%。

此外，地質災害發生的主導地質環境因素是巖土工程地質條件，從屬的地質環境因素是水文地質條件，激發因素是人類工程活動和氣象變化。據本次野外調查和收集到的有關資料，評估區內現狀地質災害類型有人工開挖邊坡引起的崩塌/滑坡有35處，現處于基本穩定狀態，其中10處崩塌發育程度中等，其余發育程度弱、危害程度小，對擬建工程的危險性小。根據評估區地質環境條件，結合建設工程類型、規模和施工方式，預測工程建設過程中或建成后，可能引發或加劇的地質災害類型主要有路基等邊坡引發的崩塌/滑坡、地面沉降等，其中路基邊坡引發的崩塌/滑坡發育程度弱，危害程度小，潛在的危險性小；預測填方路基引發的地面沉降，發育程度強，危害程度小，潛在的危險性中等。

另外，根據地質環境條件復雜程度、工程建設可能引發或遭受的地質災害危險性大小，工程建設用地適宜性劃分為基本適宜。根據評估區已發和潛在的各類地質災害特征、危害程度、危險性和產生原因，對不同類型的地質災害，建議分別采取不同的防治措施。根據潛在地質災害危害程度、危險性級別及災害組合特征，將評估區劃為重點防治區（A）和次重點防治區（B），防治措施均有工程措施、生物措施、監測措施等。

4 鐵路支線地質災害防治措施

為做好對地質災害減災防災工作，執行“預防為主，避讓與治理相結合”的方針，盡量減輕因工程建設所引發、加劇或遭受的地質災害及其對工程、周邊環境和人民生命財產的危害，減少不必要的損失，建設單位應針對不同災種，結合經濟技術的可行性和合理性，采取必要的治理方法和防治措施。根據評估區已發和潛在的各類地質災害特征、危害程度、危險性和產生原因，對不同類型的地質災害，建議分別采取不同的防治措施[5]。防治措施可分為生物防治、工程防治及監測預警措施等。同時針對潛在的地質災害的危害程度和危險性，劃分出次重點和一般防治區（段、點）。其中，各類潛在的地質災害的防治措施如下：

4.1 路基地面沉降的防治措施

填土路基宜先用級配較好的粗粒土作為填料。礫類土應優先選作路床填料，地質較差的細粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基時，應分層填筑，每一水平層均應采用同類填料，并均勻壓實，壓實度應符合《鐵路路基設計規范》（TB10001-2016）的有關規定。浸水填土邊坡及受水流沖刷的邊坡，設漿砌護坡，鋪砌高度在設計水位以上0.5m。一般填土邊坡經水田路段和魚塘路段可設護坡結合改溝的方案，使田塘與路分家，以保護路基穩定。

4.2 軟土地基的防治措施

本工程沿線分布有淤泥質土、軟塑粉質黏土，屬高壓縮性土，工程建設潛在地面沉降地質災害。根據本項目軟土埋深、路基填土高度及施工期要求等情況，結合湛江軟基處理的成功經驗，本設計提出以下處理方案：采用清淤換填法處理。

處理機理：軟弱土層利用人工、機械或其它方法清除，用砂、碎石、礦渣等強度高、水穩性好的粒狀材料回填，并夯實（或振實）至要求的密實度。

4.3 崩塌/滑坡的防治措施

4.3.1 路堤邊坡防護

修建填土坡腳邊溝，坡面采用噴播植草防護。并結合實際情況采用客土噴播、三維土工網客土噴播等防護形式，施工方便、經濟，與周圍環境協調性好，有利于環境保護，防止水土流失。

4.3.2 基坑邊坡

根據基坑的深度、地質條件和周邊環境，從安全性、經濟性及施工可行性等方面考慮，可采用的基坑支護形式及其特點如下：其一，放坡+土釘型式：適用于淺基坑，適用范圍較廣，施工作業速度快，但土石方開挖量稍大，對周邊影響較大。其二，單排樁+預應力錨索型式：基坑采用錨索進行支，坑內不設支撐，坑內挖土及結構施工方便，若場地軟弱淤泥層或雜填土層厚度較大，錨索進入持力層造價較高。其三，鋼板樁+內支撐形式：鋼板樁支護施工工藝簡單、施工速度快、工程造價低，條件允許前提下，是一般基坑支護工程的首選方案；但其一般樁長長度有限，施工振動、噪音較大，同時軟土層較深時，基坑變形較大，容易導致周邊地面出現較大沉降，常適用于場地開闊，基坑深度小，軟土埋深淺的情況。其四，SMW工法樁型式：施工工藝成熟，內支撐的設置不受土層性質限制，適用范圍較廣，且受力合理，變形小，安全度較高，但坑內設置有內撐，坑內施工作業有一定影響。其五，鉆孔灌注樁+內支撐型式：施工工藝成熟，適用于各種地層，安全度高，但對環境有一定影響，工程造價較高。具體的支護型式綜合比選情況如表2所示。需要指出的是，放坡+土釘型式、單排樁+預應力錨索型式、鋼板樁+內支撐形式、SMW工法樁型式、鉆孔灌注樁+內支撐型式有著不同的適用性，應結合實際情況選用合理有效的支護技術。

表2 支護型式綜合比選表

5 結束語

本文以新建深湛鐵路湛江吳川機場支線工程為依托，根據評估區內已發生地質災害類型、災害發育強度和特征，以及工程建設可能引發、加劇或遭受的地質災害類型、危害程度及危險性，綜合評估區內地質環境條件，選取合適的評價因素，確定評估區內地質災害危險性等級，劃分危險性分區，最后根據危險性分區評價擬建的工程建設用地適宜性，并提出防治地質災害的措施。