王澤波

摘要：某化工園區(qū)鐵路線工程項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市西南部，鐵路參照國(guó)鐵Ⅱ級(jí)設(shè)計(jì)，建線路基本為填方路基。該項(xiàng)目是新建鐵路工程，屬重要建設(shè)項(xiàng)目。評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件中等。評(píng)估區(qū)內(nèi)部分地段存在地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，鐵路位于采空區(qū)范圍內(nèi)，危害程度大，中等發(fā)育，現(xiàn)狀評(píng)估其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。本文針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行了分類(lèi)評(píng)估，并提出了相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施，為有效保護(hù)建設(shè)項(xiàng)目的安全運(yùn)行，最大限度避免或減輕地質(zhì)災(zāi)害危害提供重要指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：鐵路線工程；地質(zhì)災(zāi)害；危險(xiǎn)性評(píng)估；防治措施

1.地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型及特征

評(píng)估區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂縫、風(fēng)蝕沙埋及不穩(wěn)定邊坡等地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，僅在部分地段存在地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害。地面塌陷，擬建鐵路專用線位于上海廟礦區(qū)，評(píng)估區(qū)東部有長(zhǎng)城一號(hào)井田，中部有長(zhǎng)城六號(hào)井田，北部有長(zhǎng)城五號(hào)井田，長(zhǎng)城三號(hào)井田和紅一煤礦。沿線及影響范圍內(nèi)只有長(zhǎng)城一號(hào)井田生產(chǎn)范圍到了評(píng)估區(qū)內(nèi)，根據(jù)長(zhǎng)城一號(hào)煤礦采空區(qū)分布及野外調(diào)查，在擬建鐵路線CK10+486段—CK11+351段長(zhǎng)城一號(hào)井田已形成采空區(qū)，采空區(qū)面積0.5975km2，其中位于評(píng)估區(qū)范圍內(nèi)的面積為0.3985km2，采空區(qū)開(kāi)采時(shí)間2007年～2016年，開(kāi)采深度153m～350m左右，開(kāi)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(qū)，CK10+709—CK11+105位于地面塌陷區(qū)域。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀塌陷災(zāi)害不明顯，以地面沉陷為主，主要表現(xiàn)形式為地表整體下沉，下沉量為0.5m～1.5m，長(zhǎng)城五號(hào)井田采空區(qū)位于鐵路東側(cè)，采空區(qū)面積0.0071km2，不在評(píng)估區(qū)內(nèi)，現(xiàn)狀無(wú)塌陷災(zāi)害發(fā)生。故評(píng)估區(qū)范圍內(nèi)目前已形成采空區(qū)面積總共為0.3985km2，可能會(huì)發(fā)生地面塌陷（沉陷）災(zāi)害，據(jù)調(diào)查，采空區(qū)上部偶有裂縫發(fā)生，但已回填處理完成。現(xiàn)狀條件下地面塌陷趨于穩(wěn)定。

2.地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

據(jù)野外調(diào)查及相關(guān)資料，評(píng)估區(qū)內(nèi)在擬建鐵路線CK10+486～CK11+351段有長(zhǎng)城一礦的采空塌陷區(qū)存在，塌陷區(qū)面積0.3985km2，其中，CK10+486—CK10+709和CK11+ 105—CK11+351段位于地面沉陷區(qū)，CK10+709—CK11+105位于地面塌陷區(qū)域。長(zhǎng)城一號(hào)井田采空區(qū)CK10+486～CK11+351段地面塌陷區(qū)破壞草原植被，破壞道路，危害當(dāng)?shù)鼐用窦奥愤^(guò)人員安全。鐵路位于采空區(qū)范圍內(nèi)，危害程度大，中等發(fā)育，現(xiàn)狀評(píng)估其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。

3.地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

3.1工程建設(shè)中、建設(shè)后可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)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(zhǎng)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(zhǎng)度為1364m，占擬建線路專用線總長(zhǎng)的5.28%。擬建鐵路專用線在建設(shè)過(guò)程中，挖方路段有可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，地表巖性為風(fēng)積砂，故可能引發(fā)滑塌地質(zhì)災(zāi)害；填方路段因地表附加應(yīng)力發(fā)生變化，有可能使建成的高路堤發(fā)生滑塌地質(zhì)災(zāi)害。綜上所述，預(yù)測(cè)擬建鐵路專用線在建設(shè)過(guò)程中，可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為滑塌地質(zhì)災(zāi)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(fēng)積砂為主，確定挖方高度以6m為界定值，并以此進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的劃分判定。即挖方深度小于等于6m的路段在挖方過(guò)程中不容易引起邊坡失穩(wěn)，一般不會(huì)引發(fā)滑塌地質(zhì)災(zāi)害；反之，挖方深度大于6m的路段即存在引發(fā)崩塌（滑坡）地質(zhì)災(zāi)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(zhǎng)度為634，最大挖方深度為15.6m。其危險(xiǎn)性小。

（2）填方

根據(jù)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(lái)行車(chē)重力等因素下，有形成滑坡災(zāi)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(wěn)；反之，填方深度大于8m的路段即存在引發(fā)滑坡災(zāi)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(zhǎng)度為602m，最大填方深度為10m；一處位于CK23+342—CK24+104段，長(zhǎng)度為762m，最大填方深度為11.8m。對(duì)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(xiǎn)性小。災(zāi)害成災(zāi)對(duì)象主要為施工人員、施工機(jī)械、路基和行車(chē)運(yùn)營(yíng)安全等。

3.2工程建設(shè)中、建設(shè)后可能加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

評(píng)估區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)有采空區(qū)面積為0.3985km2，鐵路專用線的CK10+486～CK11+351段正處于采空區(qū)上方，受工程建設(shè)活動(dòng)和未來(lái)行車(chē)重力等因素影響，還存在加劇原有地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的可能。在工程建設(shè)活動(dòng)及未來(lái)行車(chē)重力影響下，可能會(huì)加劇該路段原有塌陷災(zāi)害的發(fā)生。其危害對(duì)象主要為施工人員、施工機(jī)械、路基及車(chē)輛正常通行等，預(yù)測(cè)評(píng)估加劇的地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害可能造成的直接經(jīng)濟(jì)損失大，對(duì)擬建鐵路專用線危害程度大，危險(xiǎn)性大。

3.3建設(shè)工程自身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

（1）滑塌地質(zhì)災(zāi)害

根據(jù)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(shè)可能引發(fā)滑塌地質(zhì)災(zāi)害。主要位于挖方大于6m，填方大于8m的路段，危害對(duì)象為鐵路路基及行車(chē)運(yùn)營(yíng)安全。預(yù)測(cè)其造成的損失小，危險(xiǎn)性小。

（2）地面塌陷（沉陷）地質(zhì)災(zāi)害

根據(jù)野外調(diào)查和煤礦相關(guān)開(kāi)采，預(yù)測(cè)評(píng)估區(qū)內(nèi)煤礦分布地段會(huì)發(fā)生地面塌陷（沉陷）災(zāi)害，根據(jù)采深采厚比等值線，可知CK10+709—CK11+105段位于地面塌陷區(qū)范圍，采深采厚比小于30，危險(xiǎn)性大；CK6+842至CK12+065段、CK12+065至CK15+274段和CK22+612至終點(diǎn)CK25+817段位于煤礦地面沉陷區(qū)范圍內(nèi)，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(xiǎn)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(kāi)采范圍內(nèi)，但位于煤礦地面沉陷影響范圍內(nèi)，其造成的損失小，危險(xiǎn)性小。

4.地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分段評(píng)估

4.1地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)（段）WD

該區(qū)（段）內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型主要為地面塌陷。該區(qū)段位于CK10+709—CK11+105段，鐵路專用線建設(shè)主要遭受的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為地面塌陷，采深采厚比小于30，長(zhǎng)度396m，占線路總長(zhǎng)度的1.53%。承災(zāi)對(duì)象主要為煤礦生產(chǎn)人員、設(shè)備及擬建鐵路施工人員、施工機(jī)械、路基和行車(chē)運(yùn)營(yíng)安全等，災(zāi)害發(fā)生的可能性大，影響程度強(qiáng)烈，可能造成的損失大，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)為1，綜合評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大。

4.2地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)（段）WZ

該區(qū)（段）位于CK6+842至CK10+709、CK11+105至CK15+274段和CK22+612至終點(diǎn)CK25+817段，預(yù)測(cè)鐵路專用線工程可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要是地面塌陷和滑塌災(zāi)害，采深采厚比一般大于30，大部分小于120，綜合評(píng)估認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等，為危險(xiǎn)性中等區(qū)（其中CK23+342—CK24+104段和CK25+183—CK25+817段存在滑塌地質(zhì)災(zāi)害）。區(qū)段線長(zhǎng)度計(jì)11241m，占擬建鐵路的43.54%。此區(qū)（段）內(nèi)，災(zāi)害危害對(duì)象主要是鐵路路基、橋梁及行車(chē)運(yùn)營(yíng)安全。其次是近線的居民和農(nóng)田等。綜合評(píng)估認(rèn)為對(duì)擬建鐵路危害程度中等，造成直接經(jīng)濟(jì)損失中等，其危險(xiǎn)性中等。

4.3地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)（段）WX

該區(qū)（段）內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)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(nèi)，現(xiàn)狀條件下不存在地質(zhì)災(zāi)害，鐵路在煤礦開(kāi)采形成的地面沉陷影響范圍內(nèi)，預(yù)測(cè)鐵路專用線工程可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要是地面沉陷地質(zhì)災(zāi)害，本區(qū)（段）內(nèi)地下煤層的采深采厚比大于30，具體表現(xiàn)為地面沉陷。綜合評(píng)估認(rèn)為：發(fā)生地面沉陷災(zāi)害的可能性中等，影響程度較強(qiáng)烈，地面沉陷和滑塌災(zāi)害發(fā)生后的可能損失小，為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)（段）。本區(qū)（段）線長(zhǎng)度計(jì)3339m，占擬建鐵路總長(zhǎng)度的12.94%。此區(qū)（段）內(nèi)，災(zāi)害危害對(duì)象主要是鐵路路基、橋梁及行車(chē)運(yùn)營(yíng)安全。其次是近線的居民和農(nóng)田等。綜合評(píng)估認(rèn)為對(duì)擬建鐵路危害程度中等，造成直接經(jīng)濟(jì)損失小，其危險(xiǎn)性小。

4.4地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)（段）

擬建鐵路的其他區(qū)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(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)，合計(jì)長(zhǎng)度10841m，占擬建鐵路總長(zhǎng)度的41.99%。綜合評(píng)估擬建鐵路專用線在該段不受地質(zhì)災(zāi)害的侵害。

5.建設(shè)場(chǎng)地適宜性分段評(píng)估

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性、防治難易程度和防治效益，對(duì)擬建鐵路專用線沿線建設(shè)場(chǎng)地的適宜性進(jìn)行評(píng)估，按適宜性差SC、基本適宜JS、適宜SY三級(jí)劃分，分別與綜合評(píng)估危險(xiǎn)性大、危險(xiǎn)性中等、危險(xiǎn)性小等級(jí)區(qū)段相對(duì)應(yīng)。

5.1適宜性差區(qū)SC

為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)段，共1段，地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型地面塌陷，其作為建設(shè)場(chǎng)地適宜性差。本區(qū)段長(zhǎng)度共396m，占評(píng)估區(qū)段總長(zhǎng)度的1.53%。

5.2基本適宜區(qū)JS

為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)段，共3段，地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為地面沉陷和滑塌，作為建設(shè)用地基本適宜。本區(qū)段長(zhǎng)度11241m，占評(píng)估區(qū)段總長(zhǎng)度的43.54%。

5.3適宜區(qū)SY

為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)段和地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)段，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)共5段，災(zāi)害類(lèi)型為滑塌和地面沉陷，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小，作為建設(shè)場(chǎng)地適宜；地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)段共4段，無(wú)地質(zhì)災(zāi)害分布，作為建設(shè)場(chǎng)地適宜。適宜區(qū)段長(zhǎng)度共14180m，占評(píng)估區(qū)段總長(zhǎng)度的54.93%。

6.防治措施

6.1采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害防治

擬建鐵路穿越的地方目前已形成采空區(qū)的地段，對(duì)線路區(qū)已有的地面塌陷的治理，首先應(yīng)該通過(guò)必要的勘察手段，進(jìn)行進(jìn)一步探明采空區(qū)具體分布范圍、位置、尺寸等情況，然后綜合考慮勘察結(jié)果、設(shè)計(jì)結(jié)論、地方處理經(jīng)驗(yàn)、工程施工難度、處治效果、工程造價(jià)等因素，確定對(duì)采空區(qū)應(yīng)采取回填或鉆孔灌漿等措施。目前有采礦證而未開(kāi)采的煤田地段，在煤田開(kāi)采時(shí)，應(yīng)在路基兩側(cè)范圍內(nèi)按要求留保安煤柱。此外，還應(yīng)配合監(jiān)測(cè)預(yù)警措施，對(duì)采空區(qū)范進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以最大限度的防患于未然。

6.2滑塌地質(zhì)災(zāi)害防治

挖方路基的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮巖體特征，邊坡高及坡度設(shè)計(jì)應(yīng)通過(guò)穩(wěn)定性驗(yàn)算后確定，對(duì)形成的邊坡應(yīng)采取生物措施和工程措施相結(jié)合的護(hù)坡措施。工程措施應(yīng)進(jìn)行坡面加固防護(hù)以及坡頂修擋墻，生物措施為鐵路線一定范圍內(nèi)退耕還林、增加植被覆蓋率。

7.結(jié)論

擬建鐵路專用線現(xiàn)狀條件下地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型主要為地面塌陷，工程建設(shè)會(huì)遭受地面塌陷（沉陷）災(zāi)害。地面塌陷（沉陷）對(duì)擬建鐵路危害程度大—小，其危險(xiǎn)性大—??；地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)（段）有3處，災(zāi)害類(lèi)型為地面沉陷和滑塌；適宜區(qū)有9個(gè)區(qū)（段），危險(xiǎn)性小區(qū)有5處，地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為地面沉陷和滑塌。工程沿線可劃分為1個(gè)重點(diǎn)防治區(qū)段、3個(gè)次重點(diǎn)防治區(qū)段和9個(gè)一般防治區(qū)。在鐵路施工前一定要再次詳細(xì)查清線路周邊煤礦的生產(chǎn)狀態(tài)，特別是煤礦采空區(qū)的分布情況，進(jìn)一步指導(dǎo)防治措施的實(shí)施。

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