渭武高速岷县段工程地质选线

渭武高速岷县段工程地质选线

摘要：甘肃省岷县地处甘南草原、陇中黄土高原和陇南山地交汇地带，属西秦地槽褶皱系的北支秦岭海西褶皱带，以高原形态山区和河谷川台区为主，境内地质构造剧烈，滑坡、崩坍、泥石流等地质灾害十分发育，是渭武高速工程地质选线最复杂的地段之一。本文以渭武高速岷县段地质选线为例，从工程地质角度阐述如何在不良地质发育的复杂山区确定公路线路方案。

关键词：高速公路；地质灾害；选线

一、工程概况

渭武高速是兰海(兰州-海口)国家高速公路重要组成路段，岷县境内是渭武高速地质条件最复杂的线路之一，本方案路线起点为漳县大草滩，大部分位于岷县，终点为宕昌县哈达村，路线大致沿G212国道南北展布，交通较为方便。全长共56公里。

二、地质条件

1、气候降雨

岷县气候属于高原大陆型气候。气温低，无霜期短，降水量较为丰富，集中在5~9月，且多以大雨、暴雨的形式出现。由于降雨集中，该区泥石流十分发育，可以说是“逢沟必泥石流”。

2、地形地貌与地层岩性

岷县地貌属高原形态，以中高山及河谷阶地为主，海拔介于2300~2900m，整个地形，呈由东南向西北倾斜状。境内河流亦多向东北倾注、河流落差较大，河谷宽浅。

区内岩性主要出露泥盆系上统砂岩夹板岩，石炭系下统板岩夹砾状灰岩，二叠系板岩、炭质板岩、砂岩，三叠系板岩夹砂岩，白垩系砾岩，第三系泥岩夹砾岩、砂岩泥岩；斜坡地表及河流阶地段多覆盖第四系全新统坡积砂质黄土、风积黄土。

3、地质构造与地震

岷县属西秦岭地槽褶皱系的北支秦岭海西褶皱带。境内两条大断裂构造带穿过：红崖—马坞镇断裂，长110km，宽40km，断层面以北倾为主，倾角30°—50°，南抵茶固滩，为第三系泥岩和二叠系板岩、炭质板岩的分界，是造成素子沟、马家沟、212国道两侧泥岩斜坡不稳及发育大量滑坡带的主要因素；合作—临潭断裂带，长160km，宽20—40km，东段沿岷县北经过，由数条长20—60km的断裂组成，断层面北倾为主，倾角50—70°，总体呈南西凸出的弧形。从断层面大

量擦痕及派生褶皱组成的入字型构造表明北盘向南东斜冲，致使中石炭统推覆在下二叠统之上、下二叠统逆冲于下三叠统之上，破碎带宽度达600m以上。

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，该工程所属区地震动峰值加速度为0.15g，动反应谱特征周期为0.45s，相当于地震基本烈度Ⅶ度。

三、不良地质现象

由于岷县地处褶皱带，区域构造作用强烈，在断层及褶皱的影响下，岩层揉皱现象普遍，节理裂隙发育，岩体破碎，在地震及强降雨等自然灾害的复合作用下，使境内滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害十分发育，为我国地质灾害重灾区之一。

区内对线路其控制作用的不良地质按空间分布、地层岩性及诱发因素可分为三大类:

1、第一类是分布于洮河右岸支流212国道(茶固滩-沟口)、素子沟(杨家台-沟口)内，多发育黄土及泥岩滑坡

①212国道(茶固滩-沟口)段，地层表层为第四纪冲积、风积黄土，厚约10m，下伏第三系泥岩，成岩作用差，具弱-中等膨胀性，吸水易膨胀崩塌。左侧黄土剥蚀严重，泥岩基本裸露且离国道很近；右岸较左岸好，离国道较近处以阶地和洪积物台地为主。

受洪水冲刷及大气降水作用，左岸共发育大小滑坡12余处，其共性特点是滑坡后壁圈椅状地形明显，沟谷凌乱，滑坡前缘多相连接，形成大型滑坡带。右岸阶地及洪积扇台地较平坦，前缘被4条次级大冲沟切断，冲沟源头处发育一处滑坡群。由于受国道两侧大量房屋及左侧滑坡带影响，C3方案的木寨岭隧道出口选在大战沟沟口，沿冲沟前进至卜子沟口转向右岸阶地，跨越洮河后在油房场处进入隧道，于所里出露后沿洮河左岸洪积扇前进，在叶家坡处与A线重合。

②素子沟地表为第四纪冲积、风积黄土，厚约5~15m，下伏第三系泥岩，受大气降水的渗透补给，向沟心或低洼地带排泄，加之洪水的前缘冲刷掏蚀等诱发因素，滑坡十分发育。A线木寨岭隧道出口至沟口共发现10处滑坡，以泥岩滑坡为主，形成机理类似。

2、第二类为洮河两岸的破碎基岩滑坡

①岷县隧道入口岩性为二叠系上统板岩、炭质板岩局部夹砂岩。该处为A 线、C2线、C3线的合并处，隧道入口选择在叶家坡和西京之间、两个大型滑坡中间的冲沟右侧工程地质条件较好的山坡进洞。叶家坡滑坡体积=360m×300m×15m=180m4，滑坡体整体较平缓，滑坡前缘大部分已被冲走，滑坡体物质以碎石土为主，整体稳定性好。西京滑坡后壁陡倾，滑坡堆积体势能较

大，目前较稳定，在特殊情况如地震等情况下可能再次失稳。经多次选择对比，该处是隧道入口的唯一地点。

②岷县隧道出口岩性同入口处相同。线路左侧为湾山滑坡，物质以区域大断裂F2断层破碎带物质为主，据物探揭示，滑体厚30~115m,体积=3290×104m3。右侧沙古城滑坡，滑体后缓前陡，滑坡体披覆中薄层黄土，滑体物质为断层破碎带物质，厚约50m，体积=1880×104m3。由于以上两滑坡的影响，隧道出口选择在两滑坡间坡形较好的龙王台背部山坡。

3、第三类为破碎山体发育的泥石流

控制本次选线方案的泥石流主要分布在212国道两侧支沟、叶家坡及寺沟等地。由于区域内岩层揉皱挤压程度大，节理裂隙发育，岩体极破碎，泥石流物源丰富。且雨水多为暴雨、大雨等集中式降雨，很容易引发泥石流。最新一次是2012年5月10日发生特大泥石流灾害，茶埠镇及梅川镇受灾最重。

四、选线原则

由于境内区域断裂带多为东西向，而线路近南北向，线路等级高，曲线半径、纵坡

等要求严格，因此无法避绕，但断层线路方案影响不大。

控制线路方案选择的主要因素为滑坡、泥石流。本次工作重点是找出满足线路技术要求的工程地质条件较好的隧道进出口位置及桥址。

五、线路方案对比及工程地质评价

由于兰渝铁路的修建，使得原本地质条件就很差的狭长区域内，可供选择的绿色通道更加稀少。勘察区线路方案的关键是在于木寨岭隧道是否采用长隧道(长约17km)，一共研究近十种方案，这里主要介绍2条经过优化后的代表性方案：A方案(长隧道)，C3方案(短隧道11km)。分述如下：

1、长隧道A方案—推荐方案

线路由大草滩沿漳河河谷以高架桥形式前进直至木寨岭隧道，于素子沟侯家台出露，沿素子沟以高架桥至沟口进入短隧道，而后跨越洮河向北沿右岸而行，经叶家坡设隧道穿越湾山后缘，由龙王台村跨越洮河，经武装警察部队岷县中队以路基前进，在香房崖转为高架桥沿迭臧河右岸阶地向北而行，至寺沟以路基前进至各竜沟隧道，而后沿各竜沟至阿乌公社，接比较终点。

该方案基本上避让了目前发现的所有不良地质工程，工程条件较好。不足之处是该方案穿越木寨岭所用隧道长达17km，对安全技术上要求更为苛刻。