李新明*1，尹俊涛2,3
（1.中原工学院建筑工程学院，河南郑州450007；2.河南省交通规划勘察设计院有限责任公司，河南郑州450052；3.河南省交院工程检测加固有限公司，河南郑州450052）
摘 要：对郑州至卢氏高速公路（洛宁至卢氏段）建设项目地质灾害危险性评估，分析了崩塌、滑坡、泥石流、黄土陷穴等主要地质灾害类型，对高速公路沿线地质灾害进行现状评估、预测评估,并在此基础上对全线地质灾害危险性进行综合分区评估。在此基础上，给出了建设场地适宜性评价，有针对地提出相应的防治措施。
关键词：高速公路；地质灾害；危险性评估；防治措施
高速公路的建筑过程或运营过程中伴随着各种类型地质灾害的发生，对沿线人员及工程本身等造成威胁，因此地质灾害危险性评估是评判工程项目可行与否的一个重要因素[1-2]。多位学者对此均进行了较为深入系统的研究，取得了有益的研究成果[3-5]。本文以郑卢高速公路为例，对67km长高速公路评估区地质灾害危险性进行评估[6-8]，为项目的建设项目用地批复和高速公路设计提供科学依据。
1.1 自然地理条件
评估区为大陆性半干旱气候，具有气候干燥、降水少而集中、蒸发作用较强、温差较大等特点，其多年平均气温13.2℃，多年平均降水量为621.3mm。评估区河流属黄河水系。主要河流为洛河，其次为洛河支流河分布。
1.2 地质环境条件
评估区自东向西经过第四系全新统、第四系中更新统、下元古界上熊耳群、下元古界高山河组、中元古界龙家园组。拟建工程起点桩号K66+850位于嶡山西南方向3km处，属侵蚀堆积黄土台塬地貌单元（DK69—DK93段），线路跨越台塬区时均布设在塬面上，线路距塬面陡坎处均大于40m。自东北向西南依次经过侵蚀堆积洛河河谷阶地（DK66+850—DK69、DK95—DK96段）、堆积构造低山丘陵（DK93—DK94段）、侵蚀堆积低山丘陵（DK95—DK114段）及剥蚀构造低山（DK114—拟建工程终点）5个地貌单元，地形变化大，相对高差变化大。
高速公路途径洛河河谷阶地、黄土台塬区（DK66+ 850-DK95+000）、低山丘陵区（DK95+000-DK116+ 600），低山区（DK116+600-DK133+807），地形起伏较大，地貌类型简单，地质构造简单，局部地段有湿陷性黄土分布，岩土体工程地质条件较差，地质灾害一般发育，评估区地质环境条件复杂程度中等。通过野外地质灾害综合调查，现状条件下，评估区内主要地质灾害类型为崩塌、滑坡、泥石流，其次为黄土陷穴。评估区共发现灾害点13处，其中崩塌点6处、滑坡2处、泥石流2处、黄土陷穴1处、潜在不稳定斜坡2处，现状评估危险性小—中级。
3.1 工程建设可能引发、加剧地质灾害危险性的预测
（1）路基开挖、填方对地质环境条件的改变和影响。评估区处洛河河谷阶地、黄土台塬，低山丘陵区及低山区，地形起伏较大，冲沟发育，拟建高速公路穿越后形成开挖边坡和填方路堤约45km。其中挖填方形成的路堤路堑高边坡容易引发崩塌、滑坡灾害。沿线最大填方高度24.73m（DK126+680-DK126+920），最大挖方高度31.18m。这些均改变了边坡和路堤的地质环境条件，影响其稳定性。
（2）桥梁、立交、隧道建设对地质环境条件的改变和影响。项目经过低山丘陵与低山区，水网发育，两跨洛河，且与拟建的三门峡至淅川高速公路相接，因此沿线桥梁、隧道较多。桥梁建设对地质环境的影响较大，尤其需注意其引发的桥头边崩塌、滑坡等灾害的可能性。隧道建设中的隧道口建设可能会引发或加剧崩塌、滑坡等地质灾害，在施工中应遵循“早进洞晚出洞”等原则。
（3）弃土弃渣对地质环境条件的改变和影响。项目高边坡与高路堤较多，土石方量大，扣除回填土方量，尚有弃土约334×104m3。由于施工场地带状分布，地势狭窄且坡度相对较大，易造成水土流失。若弃土不当，有引发泥石流等地质灾害的可能性。
3.2 工程建设可能遭受地质灾害危险性的预测
（1）路基工程遭受的地质灾害危险性预测评估。评估线路建设多高填深挖，对地质环境的破坏较为强烈，诱发和加剧地质灾害的可能性大。评估线路全线路基工程全长约45km，其中遭受地质灾害危险性大的路段有12段，总长度4240m，危险性中等的路基有63段，总长度9930m，其余路基段危险性小。以DK95+ 000-DK116+600段为例，沿线最大填方高度22.24m（DK110+350-DK110+460），有发生大规模崩塌、滑坡灾害的可能性，对公路交通安全有重大影响，危害程度大，危险性大。由于地表上覆Q2黄土厚度5～30m不等，在强降雨及地震等因素作用下，有发生坡面泥石流可能性，对公路交通安全有较大影响，危害程度较大，危险性中等。
（2）评估线路桥梁工程竣工后，可能遭受的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的破坏，破坏范围主要集中在桥头两端桥台及桥墩处，对交通安全影响较大，工程危害性大，危害性中等；其他灾害对桥梁工程危害较小，危险性小。
（3）工程竣工后，隧道工程本身可能遭受崩塌、滑坡等地质灾害。评估线路隧道工程进出口岩性上部为Q2黄土，下伏基岩，在隧道口施工可能会引起两端洞口上覆岩土体发生较大变形甚至破坏，对交通安全影响较大，工程危害较大，危险性中等。
4.1 地质灾害危险性综合分区评估
依据评估区的地质环境条件、现状评估和预测评估结果，紧密结合线路工程特点及地质灾害的发育程度、危害对象、危害程度、防治难度等因素，以对工程危害程度和对交通安全影响大、较大、小作为划分危险性大、中、小三级的依据。采用定性的方法对拟建工程地质灾害危险性进行综合分区评估，将对交通安全影响大、可能危及人身安全的，定为危险性大；对交通安全影响较大，可能阻碍道路交通的，定为危险性中等；对工程设施有轻微破坏，但不影响正常使用的，定为危险性小。
依据地质灾害危险性分级标准，结合各类工程所处地质环境条件和工程对地质环境的破坏程度，对拟建线路工程地质灾害危险性大小进行综合分区评估。综合评估叠加现状评估与预测评估结果。鉴于高速公路工程的特点及其破坏后的社会影响和经济损失较大，从工程安全考虑，综合评估采用“取大原则法”即先危后安一票否决法进行。综合评估结果如表1所示。以路基工程地质灾害危险性评估为例，崩塌、滑坡灾害现状评估为小—中，工程建设所引发地质灾害的预测评估等级为中等，12段路基可能遭受的地质灾害的危险性等级为大，按取大原则法，综合分区评估结果为地质灾害危险性大。除立交工程与服务区工程地质灾害危险性评估等级为小以外，拟建线路地质灾害危险性综合评估等级均为中等、大，其中地质灾害危险性大的地段有12处（DK72+650-DK73+090、DK73+300-DK74+100、DK89+440-DK89+580、DK95+690-DK95+990、DK104+530-DK104+630、DK110+350-DK110+460、DK121+080-DK121+300、DK123+800-DK124+060、DK126+680-DK126+920、DK129+900-DK130+070、DK133+190-DK133+750、DK74+150-DK74+950），约占线路总长度的6.2%；地质灾害危险性中等的地段有13处，占线路总长度的92.6%。
4.2 建设场地适宜性评估
建设场地适宜性分级标准是在现状评估、预测评估和综合评估的基础上,将建设用地适宜性按三级划分，具体分级标准见表2。
结合建设场地适宜性分级标准，评估线路工程建设用地适宜性级别为基本适宜—适宜性差。建设场地适宜性差的路段共12处，总长度4240m，主要分布在黄土台塬、低山丘陵、低山地貌区，该路段挖方填方深度较大，其中挖方深度最大达31.18m。工程建设对地质环境破坏强烈，工程建设引发、加剧地质灾害的可能性大，工程建设遭受地质灾害危险性大，综合分区评估地质灾害危险性大。建设场地基本适宜的路段共有13处，总长度62567m，分布范围较大，工程建设对地质环境破坏较强烈，工程建设引发、加剧地质灾害的可能性较大，工程建设遭受地质灾害危险性中等，综合分区评估地质灾害危险性中等，应采取措施予以处理。
表1 地质灾害危险性综合分区评估表
注：①指工程建设引发或加剧地质灾害的危险性；②指工程建设可能遭受地质灾害的危险性。
工程段路基工程桥梁工程隧道工程立交工程服务区工程灾害种类崩塌、滑坡地面不均匀沉陷泥石流崩塌、滑坡、泥石流崩塌、滑坡地面不均匀沉陷崩塌、滑坡、不均匀沉陷现状评估小-中-小小小-中--预测评估①中等小小中等中等1 2段路基6 3段路基其他段小中等中等中等小小小小②大中等小综合分区评估大中等小小中等中等中等小小
表2 建设场地适应性分级标准
建设用地适宜性适宜基本适宜适宜性差地质灾害危险性小中等大防治工程复杂程度小简单复杂
拟建项目挖填方路段较多，为防止路堤边坡崩塌、滑坡，可基于以下2个原则进行处理：一是使人工开挖边坡或路堤的几何形态满足岩土力学平衡稳定的要求，常用的方法有放坡、反压、卸荷平台等；二是增强坡体的抗滑力，减小下滑力，常用的方法有锚杆加固、抗滑桩、挡土墙、路堤土体分层压实等。此外，路堤边坡应采取一定的防水措施。
线路工程项目的泥石流来源主要为粘土夹碎石，应采取工程与生物防护措施。生物措施主要包括在25°以上坡度坡耕地进行种树种草，退耕还林。工程措施主要为坡改梯等。
拟建项目多段位于洛河河谷阶地、黄土台塬区，其全新统下部冲积层、中更新黄土广泛分布（DK66+ 850-DK113+700）。针对黄土湿陷性的特点，路基周边应采取有效的防排水措施，严防路基处地面积水的渗透作用和流水的潜蚀作用对黄土土体的破坏。此外，特别注意及时发现并处理树根、生物洞穴等原因形成的渗水隐患。
评估对象为线状工程项目（高速公路），按国土资源部地质灾害危险性评估技术要求(试行)等有关规定，拟建工程属重要建设项目，评估区地质环境条件中等，确定本次评估工作级别为一级。现有地质灾害类型主要为崩塌、滑坡、泥石流，其次为黄土陷穴，对工程建设的危害性小—中。根据评估范围内陆质灾害的规模、稳定状态、危害对象、潜在发展趋势及损失情况，地质灾害危险性现状评估为危险性小—中等级，该评价结果与实际情况基本相符；预测评估为危险性小、中等、大均有分布。根据综合评估结果，建设用地适宜性级别为基本适宜—适宜性差。最后，提出各地质灾害相应的防治措施。
参考文献：
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[7]郑州至卢氏高速公路洛宁至卢氏段工程可行性研究报告[R].河南省交通规划勘察设计院有限责任公司，2010.
[8]郑州至卢氏高速公路洛宁至卢氏段工程地质灾害危险性评估报告[R].河南省地矿建工程（集团）有限公司，2010.
中图分类号：U216
文献标识码：A
文章编号：1004-5716(2017)03-0026-03
*收稿日期：2016-06-27
修回日期：2016-06-30
第一作者简介：李新明（1987-），男（汉族），河南修武人，讲师，现从事岩土工程的科研与教学工作。
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