内蒙古某化工园区铁路线工程地质灾害危险性评估及防治措施

王泽波

摘要：某化工园区铁路线工程项目位于内蒙古鄂尔多斯市西南部，铁路参照国铁Ⅱ级设计，建线路基本为填方路基。该项目是新建铁路工程，属重要建设项目。评估区内地质环境条件中等。评估区内部分地段存在地面塌陷地质灾害，铁路位于采空区范围内，危害程度大，中等发育，现状评估其地质灾害危险性中等。本文针对地质灾害危险性进行了分类评估，并提出了相应的地质灾害防治措施，为有效保护建设项目的安全运行，最大限度避免或减轻地质灾害危害提供重要指导。

关键词：铁路线工程；地质灾害；危险性评估；防治措施

1.地质灾害类型及特征

评估区内崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂缝、风蚀沙埋及不稳定边坡等地质灾害不发育，仅在部分地段存在地面塌陷地质灾害。地面塌陷，拟建铁路专用线位于上海庙矿区，评估区东部有长城一号井田，中部有长城六号井田，北部有长城五号井田，长城三号井田和红一煤矿。沿线及影响范围内只有长城一号井田生产范围到了评估区内，根据长城一号煤矿采空区分布及野外调查，在拟建铁路线CK10+486段—CK11+351段长城一号井田已形成采空区，采空区面积0.5975km2，其中位于评估区范围内的面积为0.3985km2，采空区开采时间2007年～2016年，开采深度153m～350m左右，开采厚度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段位于地面沉陷区，CK10+709—CK11+105位于地面塌陷区域。经调查发现现状塌陷灾害不明显，以地面沉陷为主，主要表现形式为地表整体下沉，下沉量为0.5m～1.5m，长城五号井田采空区位于铁路东侧，采空区面积0.0071km2，不在评估区内，现状无塌陷灾害发生。故评估区范围内目前已形成采空区面积总共为0.3985km2，可能会发生地面塌陷（沉陷）灾害，据调查，采空区上部偶有裂缝发生，但已回填处理完成。现状条件下地面塌陷趋于稳定。

2.地质灾害危险性现状评估

据野外调查及相关资料，评估区内在拟建铁路线CK10+486～CK11+351段有长城一矿的采空塌陷区存在，塌陷区面积0.3985km2，其中，CK10+486—CK10+709和CK11+ 105—CK11+351段位于地面沉陷区，CK10+709—CK11+105位于地面塌陷区域。长城一号井田采空区CK10+486～CK11+351段地面塌陷区破坏草原植被，破坏道路，危害当地居民及路过人员安全。铁路位于采空区范围内，危害程度大，中等发育，现状评估其地质灾害危险性中等。

3.地质灾害危险性预测评估

3.1工程建设中、建设后可能引发或加剧地质灾害危险性预测评估

拟建铁路线工程填方路段较多，而挖方路段较少，切坡段也较少，其中大于6m的挖方路段有一处，位于CK25+ 183—CK25+817段，线路长度634m，占总线路的2.46%；大于8m的填方路段有两处，一处位于CK0+526—CK1+128段，一处位于CK23+342—CK24+104段，两处线路总长度为1364m，占拟建线路专用线总长的5.28%。拟建铁路专用线在建设过程中，挖方路段有可能导致边坡失稳，地表岩性为风积砂，故可能引发滑塌地质灾害；填方路段因地表附加应力发生变化，有可能使建成的高路堤发生滑塌地质灾害。综上所述，预测拟建铁路专用线在建设过程中，可能引发的地质灾害类型为滑塌地质灾害。

（1）挖方

由线路纵断面可以看出，挖方形成的坡面岩性以风积砂为主，确定挖方高度以6m为界定值，并以此进行地质灾害危险性的划分判定。即挖方深度小于等于6m的路段在挖方过程中不容易引起边坡失稳，一般不会引发滑塌地质灾害；反之，挖方深度大于6m的路段即存在引发崩塌（滑坡）地质灾害的可能。拟建铁路专用线大于6m的挖方有一处，位于CK25+183—CK25+817段，长度为634，最大挖方深度为15.6m。其危险性小。

（2）填方

根据拟建铁路线纵断面，填方路段回填物比较松散，在雨水入渗和未来行车重力等因素下，有形成滑坡灾害的可能，填方高度以8m为界定值，即填方深度小于等于8m的路段一般不容易引起边坡失稳；反之，填方深度大于8m的路段即存在引发滑坡灾害的可能。拟建铁路填方大于8m的有两处，一处位于CK0+526—CK1+128段，长度为602m，最大填方深度为10m；一处位于CK23+342—CK24+104段，长度为762m，最大填方深度为11.8m。对填方路段以15m、25m为界定值划分判定。由此判定该两段高填方地段危险性小。灾害成灾对象主要为施工人员、施工机械、路基和行车运营安全等。

3.2工程建设中、建设后可能加剧地质灾害危险性预测评估

评估区范围内现有采空区面积为0.3985km2，铁路专用线的CK10+486～CK11+351段正处于采空区上方，受工程建设活动和未来行车重力等因素影响，还存在加剧原有地面塌陷地质灾害的可能。在工程建设活动及未来行车重力影响下，可能会加剧该路段原有塌陷灾害的发生。其危害对象主要为施工人员、施工机械、路基及车辆正常通行等，预测评估加剧的地面塌陷地质灾害可能造成的直接经济损失大，对拟建铁路专用线危害程度大，危险性大。

3.3建设工程自身可能遭受地质灾害危险性预测评估

（1）滑塌地质灾害

根据上述分析，线路CK0+526—CK1+128段、CK23+ 342—CK24+104段和CK25+183—CK25+817段因铁路建设可能引发滑塌地质灾害。主要位于挖方大于6m，填方大于8m的路段，危害对象为铁路路基及行车运营安全。预测其造成的损失小，危险性小。

（2）地面塌陷（沉陷）地质灾害

根据野外调查和煤矿相关开采，预测评估区内煤矿分布地段会发生地面塌陷（沉陷）灾害，根据采深采厚比等值线，可知CK10+709—CK11+105段位于地面塌陷区范围，采深采厚比小于30，危险性大；CK6+842至CK12+065段、CK12+065至CK15+274段和CK22+612至终点CK25+817段位于煤矿地面沉陷区范围内，采深采厚比大于30，主要以沉陷为主，其造成的损失中等，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段不在煤矿开采范围内，但位于煤矿地面沉陷影响范围内，其造成的损失小，危险性小。

4.地质灾害危险性综合分段评估

4.1地质灾害危险性大区（段）WD

该区（段）内的地质灾害类型主要为地面塌陷。该区段位于CK10+709—CK11+105段，铁路专用线建设主要遭受的地质灾害类型为地面塌陷，采深采厚比小于30，长度396m，占线路总长度的1.53%。承灾对象主要为煤矿生产人员、设备及拟建铁路施工人员、施工机械、路基和行车运营安全等，灾害发生的可能性大，影响程度强烈，可能造成的损失大，地质灾害危险性指数为1，综合评估地质灾害危险性大。

4.2地质灾害危险性中等区（段）WZ

该区（段）位于CK6+842至CK10+709、CK11+105至CK15+274段和CK22+612至终点CK25+817段，预测铁路专用线工程可能遭受的地质灾害主要是地面塌陷和滑塌灾害，采深采厚比一般大于30，大部分小于120，综合评估认为地质灾害危险性中等，为危险性中等区（其中CK23+342—CK24+104段和CK25+183—CK25+817段存在滑塌地质灾害）。区段线长度计11241m，占拟建铁路的43.54%。此区（段）内，灾害危害对象主要是铁路路基、桥梁及行车运营安全。其次是近线的居民和农田等。综合评估认为对拟建铁路危害程度中等，造成直接经济损失中等，其危险性中等。

4.3地质灾害危险性小区（段）WX

该区（段）内的地质灾害类型主要为地面沉陷和滑塌。CK0+526—CK1+128段为滑塌地段，CK6+652至CK6+842段、CK15+274至CK15+567段、CK16+443至CK18+136段和CK22+051至CK22+612段位于煤矿地面塌陷影响范围内，现状条件下不存在地质灾害，铁路在煤矿开采形成的地面沉陷影响范围内，预测铁路专用线工程可能遭受的地质灾害主要是地面沉陷地质灾害，本区（段）内地下煤层的采深采厚比大于30，具体表现为地面沉陷。综合评估认为：发生地面沉陷灾害的可能性中等，影响程度较强烈，地面沉陷和滑塌灾害发生后的可能损失小，为地质灾害危险性小区（段）。本区（段）线长度计3339m，占拟建铁路总长度的12.94%。此区（段）内，灾害危害对象主要是铁路路基、桥梁及行车运营安全。其次是近线的居民和农田等。综合评估认为对拟建铁路危害程度中等，造成直接经济损失小，其危险性小。

4.4地质灾害不发育区（段）

拟建铁路的其他区段4处，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，为地质灾害不发育区，合计长度10841m，占拟建铁路总长度的41.99%。综合评估拟建铁路专用线在该段不受地质灾害的侵害。

5.建设场地适宜性分段评估

根据地质灾害危险性、防治难易程度和防治效益，对拟建铁路专用线沿线建设场地的适宜性进行评估，按适宜性差SC、基本适宜JS、适宜SY三级划分，分别与综合评估危险性大、危险性中等、危险性小等级区段相对应。

5.1适宜性差区SC

为地质灾害危险性大区段，共1段，地质灾害类型地面塌陷，其作为建设场地适宜性差。本区段长度共396m，占评估区段总长度的1.53%。

5.2基本适宜区JS

为地质灾害危险性中等区段，共3段，地质灾害类型为地面沉陷和滑塌，作为建设用地基本适宜。本区段长度11241m，占评估区段总长度的43.54%。

5.3适宜区SY

为地质灾害危险性小区段和地质灾害不发育区段，地质灾害危险性小区共5段，灾害类型为滑塌和地面沉陷，地质灾害危险性小，作为建设场地适宜；地质灾害不发育区段共4段，无地质灾害分布，作为建设场地适宜。适宜区段长度共14180m，占评估区段总长度的54.93%。

6.防治措施

6.1采空区地面塌陷地质灾害防治

拟建铁路穿越的地方目前已形成采空区的地段，对线路区已有的地面塌陷的治理，首先应该通过必要的勘察手段，进行进一步探明采空区具体分布范围、位置、尺寸等情况，然后综合考虑勘察结果、设计结论、地方处理经验、工程施工难度、处治效果、工程造价等因素，确定对采空区应采取回填或钻孔灌浆等措施。目前有采矿证而未开采的煤田地段，在煤田开采时，应在路基两侧范围内按要求留保安煤柱。此外，还应配合监测预警措施，对采空区范进行长期监测，以最大限度的防患于未然。

6.2滑塌地质灾害防治

挖方路基的设计应充分考虑岩体特征，边坡高及坡度设计应通过稳定性验算后确定，对形成的边坡应采取生物措施和工程措施相结合的护坡措施。工程措施应进行坡面加固防护以及坡顶修挡墙，生物措施为铁路线一定范围内退耕还林、增加植被覆盖率。

7.结论

拟建铁路专用线现状条件下地质灾害类型主要为地面塌陷，工程建设会遭受地面塌陷（沉陷）灾害。地面塌陷（沉陷）对拟建铁路危害程度大—小，其危险性大—小；地質灾害危险性中等区（段）有3处，灾害类型为地面沉陷和滑塌；适宜区有9个区（段），危险性小区有5处，地质灾害类型为地面沉陷和滑塌。工程沿线可划分为1个重点防治区段、3个次重点防治区段和9个一般防治区。在铁路施工前一定要再次详细查清线路周边煤矿的生产状态，特别是煤矿采空区的分布情况，进一步指导防治措施的实施。

参考文献：

[1]张玉兰.公路工程建设地质灾害危险性评估的方法与内容[J].交通世界（运输.车辆）， 2015（06）：28-29.

[2]李国庆，丁建，丁建涛.内蒙古自治区满洲里市某公路地质灾害危险性评估[J].内蒙古科技与经济， 2019（14）：61.

[3]洪波罗.九江城西港区铁路专用线建设工程地质灾害危险性评估[J].西部资源， 2020（05）：83-85.

[4]温强.内蒙古呼和浩特市新城区地质灾害区划及防治预警对策研究[D].中国地质大学（北京）， 2015.

[5]蒙超.某铁路专用线地质灾害危险性评估[J].四川建材， 2020， 46（08）：142-143.

[6]王颂，张路青，周剑，等；青藏铁路设兴村段崩塌特征分析与运动学模拟[J].工程地质学报：1-9.