王峰

摘 要：在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，收集與本項(xiàng)目相關(guān)資料，查明了內(nèi)蒙古塔日海德爾斯至查干淖爾礦區(qū)鐵路專用線周邊的地質(zhì)災(zāi)害類型，在其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評估，為新建鐵路線征用土地提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：塔日海德爾斯 查干淖爾礦區(qū) 鐵路專用線 地質(zhì)災(zāi)害 危險(xiǎn)性評估

錫林郭勒盟位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，礦產(chǎn)資源豐富。特別是其所轄的阿巴嘎旗分布有查干淖爾、紅格爾廟、白音烏拉、那仁寶力格等煤田，目前，四大煤盆預(yù)測儲量230億噸； 此外，阿巴嘎旗鐵礦、銅礦、螢石等礦產(chǎn)資源也很豐富。煤田煤質(zhì)大部分為中灰、低硫、低磷褐煤，是優(yōu)質(zhì)動力煤和化工用煤。具有分布廣、規(guī)模大、埋藏淺、煤層厚，賦存穩(wěn)定，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，開采條件好，適合于綜合技術(shù)的應(yīng)用和集約化大規(guī)模露天開采，并具有低成本開發(fā)優(yōu)勢，開采前景十分廣闊。

目前，吸引范圍內(nèi)尚無鐵路運(yùn)輸通道，本線建設(shè)將為上述煤田煤炭運(yùn)輸提供便捷的交通運(yùn)輸方式，對于推動地區(qū)資源開發(fā)、彰顯地區(qū)資源優(yōu)勢，加快向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化等具有重要意義和積極帶動作用。

1、地質(zhì)概況

1.1 地理位置

塔日海德爾斯至查干淖爾礦區(qū)鐵路專用線位于東經(jīng)114°38′34″-115°10′28″，北緯43°31′37″-43°58′06″。

1.2 地貌

評估區(qū)根據(jù)其不同成因及形態(tài)特征可分為低山丘陵、熔巖臺地、湖積洼地、風(fēng)積沙地、河谷五種地貌類型。

1.3 構(gòu)造

評估區(qū)在大地構(gòu)造單元上屬于天山—內(nèi)蒙古地槽褶皺系的一部分，次級單元處于二道井—錫林浩特復(fù)背斜的中部地段。構(gòu)造線方向主要為北東向，構(gòu)造形式以“多”字形構(gòu)造為主。形成向東南方向凸出的弧形構(gòu)造體系。

喜山運(yùn)動時(shí)期，在該區(qū)范圍內(nèi)除了產(chǎn)生斷裂和凹陷外，火山活動范圍也很廣，因而有玄武巖噴發(fā)，集中在阿巴嘎旗一帶形成了大面積玄武巖臺地，即阿巴嘎熔巖臺地。

1.4 地層

（一）侏羅系上統(tǒng)下興安嶺組（J3x）

零星分布于擬建鐵路線CK170+567.51北部額爾登陶勒蓋附近，向北東東或東西向延伸，在評估區(qū)出露面積較小。巖性為灰白、暗紫、淺紫色凝灰?guī)r、粗面安山巖、粗面巖、流紋巖和玄武巖的熔巖，中部夾淺灰色粉砂巖和砂礫巖。凝灰質(zhì)碎屑巖及粉砂巖中含有植物化石。厚度大于1617m。

（二）第三系上新統(tǒng)（N2）

位于擬建鐵路線CK110+000～CK114+500南側(cè)；CK123+000～CK124+400東側(cè)；CK125+750～CK128+000段；CK137+500～CK141+100東側(cè)；CK141+100～CK142+000段；CK142+000～CK144+250東側(cè)；CK148+000～CK150+500東側(cè)。巖性為磚紅色-灰白色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖，層理發(fā)育，產(chǎn)狀近水平；其上多有風(fēng)積沙覆蓋。據(jù)區(qū)域調(diào)查及鉆孔資料揭示，該層厚15～50m，本次工程勘查未揭穿本層。

（三）第四系（Q）

1、第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層（Q4eol）

評估區(qū)沿線地表廣泛分布，位于擬建鐵路線CK94+850～CK124+400；CK125+350～CK125+750；CK128+000～CK141+100；CK142+000～CK170+567段，覆蓋于老地層之上。巖性為淺黃色、黃褐色中細(xì)砂、粉細(xì)砂，砂礫成份以石英、長石為主，結(jié)構(gòu)松散，分選較好，透水，厚度0.5～20m。

2、第四系全新統(tǒng)沖湖積地層（Q4l+al）

分布于評估區(qū)現(xiàn)代湖泊和較大積水洼地周圍，位于擬建鐵路線CK88+100～CK94+850；CK146+000～CK147+000西側(cè)及CK165+000～CK165+500東側(cè)，巖性為灰黑色、灰白色粉砂、粉砂質(zhì)粘土及淤泥，含有鹽堿等化學(xué)成分，淤泥具可塑性和腐臭味，砂粒成分主要為石英、長石，含少量暗色礦物，磨圓度好，分選好。厚度0.5～10m。

3、第四系下更新統(tǒng)火山堆積層（β1）

分布于評估區(qū)擬建鐵路線CK138+750～CK140+100以東烏蘭高及CK126北特格音烏拉一帶，巖石主要為橄欖玄武巖和伊丁石玄武巖。橄欖玄武巖為黑色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具間粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為橄欖石、角閃石。其中橄欖石占10%，角閃石占5%?；|(zhì)由基性長石、輝石、方解石組成；伊丁石玄武巖為斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)間粒結(jié)構(gòu)，氣孔杏仁狀構(gòu)造。斑晶中輝石、橄欖石少量?；|(zhì)中斜長石約占45%，輝石占25%，不透明礦物占5%，伊丁石占15%?；鹕娇诟浇逊e厚度大，遠(yuǎn)離火山口厚度逐漸變小，至玄武巖臺地邊緣，厚度約30～50米。

1.5 工程水文地質(zhì)條件

擬建鐵路所經(jīng)地區(qū)丘陵較少，大部分為地形相對平緩地帶，地下水位埋藏相對較淺，對工程施工會產(chǎn)生一定影響。沿線水質(zhì)變化較大，一般屬淡水～微咸水，對鋼結(jié)構(gòu)及混凝土具弱～中侵蝕性。綜上所述，評估區(qū)水文地質(zhì)條件較差。

1.6 巖土體工程地質(zhì)類型特征

1、較硬質(zhì)巖

位于擬建鐵路線CK170+567.51以北地區(qū)，地層巖性主要為侏羅系凝灰?guī)r、粗面安山巖；位于擬建鐵路線CK138+750～CK140+100以東及CK126北一帶，地層巖性主要為下更新統(tǒng)玄武巖；位于擬建鐵路線 CK124+400～CK125+350段及東北部，地層巖性為印支期花崗巖，較致密堅(jiān)硬。全風(fēng)化呈砂狀，弱風(fēng)化層巖石為短柱狀，性脆，質(zhì)較硬。新鮮巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于35Mpa，工程地質(zhì)條件良好。

2、軟質(zhì)巖

位于擬建鐵路線CK110+000～CK114+500南側(cè)；CK123+000～CK124+400東側(cè)；CK125+750～CK128+000段；CK137+500～CK141+100東側(cè)；CK141+100～CK142+000段；CK142+000～CK144+250東側(cè)；CK148+000～CK150+500東側(cè)。地層巖性為第三系磚紅色、灰白色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂礫巖，層理發(fā)育。自由膨脹率一般為Fs=60%～125%，具中-強(qiáng)膨脹性，硬塑，飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于8Mpa。

3、砂土

①第四系全新統(tǒng)風(fēng)積砂位于擬建鐵路線CK94+850～CK124+400；CK125+350～CK125+750；CK128+000～CK141+100；CK142+000～CK170+567段，巖性為風(fēng)積細(xì)砂、粉砂，松散～稍密，強(qiáng)度中等～低，變形量中等～高，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值一般80～100kPa。

②第四系全新統(tǒng)沖湖積層，位于擬建鐵路線CK88+100～CK94+850；CK146～CK147西側(cè)及CK165～CK165+500東側(cè)，巖性為灰白色、灰黑色粉細(xì)砂、粉砂、粉砂質(zhì)粘土及淤泥。稍濕，松散，土層承載力標(biāo)準(zhǔn)值一般100～120kPa。

1.7 人類工程活動

評估區(qū)鐵路沿線，無工礦企業(yè)及規(guī)模性建筑，也無礦山采掘活動，大部分為荒地和旱草地，以牧業(yè)生產(chǎn)活動為主，地質(zhì)環(huán)境條件保持良好。人類工程活動強(qiáng)度較弱，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動一般。

2、地質(zhì)災(zāi)害類型及危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評估

2.1 風(fēng)蝕沙埋

風(fēng)蝕沙埋分布于擬建鐵路線CK119+300～CK124+100段，現(xiàn)狀危險(xiǎn)表現(xiàn)為土壤沙漠化，影響農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境及空氣質(zhì)量。評估區(qū)內(nèi)人口較少，無工礦企業(yè)及規(guī)模建筑，人類工程活動弱。現(xiàn)狀條件風(fēng)蝕沙埋造成的直接經(jīng)濟(jì)損失較小，對擬建鐵路危害程度小，其危險(xiǎn)性小。

2.2 凍脹融陷

凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害分布于評估區(qū)CK87+100～CK94+850段，現(xiàn)狀條件下表現(xiàn)為冬季寒冷使道路發(fā)生變形和凍裂，春季地表凍土融化就易產(chǎn)生道路翻漿，既有公路采取了加高路基、換土、填方等措施，公路一直正常運(yùn)行?，F(xiàn)狀條件下危害程度小，危險(xiǎn)性小。

3、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測評估

3.1 鐵路工程建設(shè)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害

根據(jù)《塔日海德爾斯至查干淖爾礦區(qū)鐵路專用線可行性研究報(bào)告》，擬建鐵路主要工程內(nèi)容為修建橋梁、站場及路基鋪設(shè)等。在進(jìn)行這些工程建設(shè)時(shí)，可能會引發(fā)風(fēng)蝕沙埋地質(zhì)災(zāi)害。

評估區(qū)CK94+850～CK95+600； CK96+250～CK103+400；CK104+600～CK109+600；CK117+700～CK119+300；CK128+000～CK133+100；CK138+200～CK140+100段，為固定、半固定沙地，現(xiàn)狀條件下生態(tài)植被較穩(wěn)定，風(fēng)蝕沙埋不發(fā)育。擬建工程在建設(shè)過程中，通常會改變原來的地質(zhì)環(huán)境，形成路塹、路堤及取土、棄土等工程現(xiàn)象。工程建設(shè)取土和棄土?xí)沟乇硗临|(zhì)不同程度外露，破壞原有植被環(huán)境，加劇水土流失，引發(fā)風(fēng)蝕沙埋災(zāi)害。風(fēng)蝕沙埋段沿線長21.50km，占擬建鐵路線的24.94%。預(yù)測評估認(rèn)為引發(fā)的風(fēng)蝕沙埋地質(zhì)災(zāi)害，承災(zāi)對象主要為路基、橋梁、車站及行車運(yùn)營安全。造成的直接經(jīng)濟(jì)損失較小，對擬建鐵路危害程度小，其危險(xiǎn)性小。

塔日海德爾斯至查干淖爾礦區(qū)鐵路專用線鐵路建設(shè)要進(jìn)行挖方和填方工程，全線挖方33處，填方34處。由前述的擬建鐵路切坡、填方地段調(diào)查表（1-6、1-7）可知，線路沿線填埋深度大部分小于10m，只在CK88+100～CK94+600、CK118+600～CK120+320、CK121+660～CK124+530段最大填埋深度大于10m。填方段工程地質(zhì)條件較好，地層穩(wěn)定，不會引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害；挖方地段高度大部分小于8m，且地表全為風(fēng)積砂層，因此不會產(chǎn)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。只在CK124+620～CK124+850段最大切坡高度大于8m。且為巖質(zhì)坡，巖性以細(xì)?；◢弾r為主，風(fēng)化嚴(yán)重，易形成不穩(wěn)定邊坡，在建設(shè)過程中和建成后，邊坡可能失穩(wěn)，引發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害。（該段崩塌編號為BT）

BT崩塌位于擬建鐵路CK124+620～CK124+850段，巖性為細(xì)?；◢弾r，風(fēng)化嚴(yán)重，風(fēng)化裂隙發(fā)育。切坡后形成陡立巖坡最高8.2m，切坡長度230m。在自重卸荷、機(jī)械振動、風(fēng)蝕雨蝕等外部因素作用下，可能產(chǎn)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，崩塌量約500 m3。（見剖面A—A′，B—B′）危害對象為人員、施工機(jī)械設(shè)備及行車運(yùn)營安全。其危害程度小，危險(xiǎn)性小。

3.2 工程建設(shè)加劇地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測

通過收集資料和野外實(shí)地調(diào)查，分析得出在評估區(qū)CK87+100～CK94+850段存在凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害，在工程建設(shè)過程中，凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害區(qū)，挖除路基基底范圍內(nèi)凍脹土并換填非凍脹性土，對路基不會產(chǎn)生影響。因此工程建設(shè)不會加劇凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害。

位于評估區(qū)中部（CK119+300～CK124+100）段為流動半流動沙丘，現(xiàn)狀條件下，存在風(fēng)蝕沙埋地質(zhì)災(zāi)害，工程建設(shè)會加劇風(fēng)蝕沙埋地質(zhì)災(zāi)害。其危害程度小，危險(xiǎn)性小。

3.3 工程建設(shè)可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測

預(yù)測擬建鐵路工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要有風(fēng)蝕沙埋、崩塌、凍脹融陷等。承災(zāi)對象主要為路基、橋梁、車站及行車運(yùn)營安全。

一、風(fēng)蝕沙埋

擬建鐵路在評估區(qū)CK94+850～CK95+600； CK96+250～CK103+400；CK104+600～CK109+600；CK117+700～CK119+300；CK119+300～CK124+100；CK128+000～CK133+100；CK138+200～CK140+100段，因工程建設(shè)可能會引發(fā)并加劇風(fēng)蝕沙埋災(zāi)害，因而鐵路在建設(shè)中或建成后將會遭受風(fēng)蝕沙埋災(zāi)害的侵害。承災(zāi)對象主要為路基、車站及行車運(yùn)營安全。切坡形成的背風(fēng)路面易形成積沙路段，造成沙埋鐵路。填方路段，由于擬建鐵路路基的阻擋，改變了局部的空氣氣流，易在路基兩側(cè)形成積沙，造成沙埋鐵路。風(fēng)蝕沙埋段沿線長26.30km，占擬建鐵路線的30.75%。預(yù)測評估認(rèn)為遭受風(fēng)蝕沙埋災(zāi)害危害程度小，危險(xiǎn)性小。

二、崩塌

擬建鐵路在建設(shè)中及建成后，在擬建鐵路CK124+620～CK124+850段可能引發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害。因而鐵路在建設(shè)中或建成后將會遭受崩塌災(zāi)害的侵害。崩塌段長230 m，占線路總長的 0.28%。危害對象是鐵路及鐵路修建時(shí)的施工人員和機(jī)械。預(yù)測評估認(rèn)為鐵路建設(shè)可能遭受崩塌（BT）災(zāi)害，其規(guī)模較小，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失小，預(yù)測其危險(xiǎn)性小。

三、地面塌陷

擬建鐵路線從查干淖爾煤田西南部穿過，評估區(qū)穿越段（CK87+100～CK93+250）屬未開采煤田的規(guī)劃范圍。煤田可采煤層有2層，為2號和2S2號煤層。2號煤層厚約12.40～30.70m，2S2號煤層厚約0.35～6.55m。煤層頂板平均深度217.07～463.49m。根據(jù)收集到的煤田勘探資料對煤田綜合開采的采深采厚比進(jìn)行了計(jì)算。綜采煤層的采深采厚比值在8～23之間，煤田的采深采厚比值均小于30。（見表1）

根據(jù)查干淖爾煤田開拓方式平面圖，煤田可采煤層界線大都位于評估區(qū)外，遠(yuǎn)離擬建鐵路線，只在CK87+100～CK88+475、CK91+250～CK92+375二段位于評估區(qū)內(nèi)。因而采礦工程將在該區(qū)域形成地面塌陷。本次評估對煤田開采后對地表的影響范圍進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算公式r=H/tanβ

r—地面影響區(qū)半徑

H—煤層頂板埋深

β—移動角（度）

本煤田煤層（可采界線周邊）綜合開采時(shí)，煤層頂板埋深取其附近煤層頂板深度的平均值，開采深度在217.07～463.49m之間。移動角β單層采動時(shí)tanβ為2.0，重復(fù)采動時(shí)tanβ為2.4，本煤田為多層重復(fù)采動，故tanβ取值為2.4。將數(shù)據(jù)代入公式，求得地面影響區(qū)半徑193.12m。

CK87+100～CK88+475、CK91+250～CK92+375段煤田開采后，從可采邊界線算起，向外193.12m將引發(fā)地面塌陷，因煤田開采時(shí)已預(yù)留了安全煤柱，且塌陷區(qū)范圍未到安全煤柱范圍內(nèi)。因此以上區(qū)域煤田開采時(shí)，對擬建鐵路本身不會造成影響。（見附圖1、2）

預(yù)測評估認(rèn)為塌陷是因采礦工程引發(fā)，其承災(zāi)對象是采礦工程本身。鐵路建設(shè)不會遭受塌陷（TX）災(zāi)害。

四、凍脹融陷

在評估區(qū)CK87+100～CK94+850段存在凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害，在工程建設(shè)過程中凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害對鐵路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，預(yù)測工程建設(shè)遭受凍脹融陷災(zāi)害，危害對象為鐵路路基，其危害程度小，其危險(xiǎn)性小。

4、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評估

4.1 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)（段）WX

4.1.1地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌（BT）。

崩塌區(qū)（段）：位于擬建鐵路線CK124+620～CK124+850段，切坡可能引發(fā)的崩塌BT長度計(jì)230m，占擬建鐵路的0.28%。該區(qū)（段）內(nèi)，鐵路建設(shè)過程中和建成后可能遭受崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可能性?。˙=0.33），影響程度較?。–=0.33），災(zāi)后發(fā)生后可能損失?。⊿=0.33），地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)W為0.33。根據(jù)量化原則和量化公式確定地質(zhì)災(zāi)害危害程度小，綜合評估地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

4.1.2地質(zhì)災(zāi)害類型為風(fēng)蝕沙埋（F）

風(fēng)蝕沙埋區(qū)（段）：包括擬建鐵路CK119+300～CK124+100段現(xiàn)狀風(fēng)蝕沙埋和預(yù)測引發(fā)CK94+850～CK95+600； CK96+250～CK103+400；CK104+600～CK109+600；CK117+700～CK119+300；CK128+000～CK133+100；CK138+200～CK140+100段風(fēng)蝕沙埋。風(fēng)蝕沙埋災(zāi)害段合計(jì)長度26.30km，占擬建鐵路線的30.75%。該區(qū)（段）內(nèi)，鐵路建設(shè)過程中和建成后可能遭受風(fēng)蝕沙埋地質(zhì)災(zāi)害的可能性大（B=1），影響程度為中等（C=0.67），災(zāi)后發(fā)生后可能損失小（S=0.33），地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)W為0.57。根據(jù)量化原則和量化公式確定地質(zhì)災(zāi)害危害程度小，綜合評估地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

4.1.3凍脹融陷（DR）

凍脹融陷區(qū)（段）位于擬建鐵路線CK88+100～CK94+850，凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害（段）長度合計(jì)6.75km，占擬建鐵路線的8.17%。該區(qū)（段）內(nèi)，鐵路建設(shè)過程中和建成后可能遭受凍脹融陷地質(zhì)災(zāi)害的可能性?。˙=0.33），影響程度較?。–=0.33），災(zāi)后發(fā)生后損失?。⊿=0.33），地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)W為0.33。根據(jù)量化原則和量化公式確定地質(zhì)災(zāi)害危害程度小，綜合評估地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。

4.2 地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)（段）

評估區(qū)內(nèi)擬建設(shè)線路的其它區(qū)段，為地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)，長度49.32km，占擬建鐵路的60.80%，綜合評估認(rèn)為擬建鐵路在該區(qū)段不受到危害。

5、結(jié)論

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)（段），采取適當(dāng)工程和生物措施進(jìn)行一般防治，防治簡單，作為建設(shè)場地適宜；其它地段地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，作為建設(shè)場地適宜。

參考文獻(xiàn)：

[1]內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃.

[2]1/20萬查干淖爾幅K-50-Ⅱ區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.