西安至延安高速铁路沿线滑坡灾害及其防治对策分析
杨德宏
【摘 要】拟建西安至延安高速铁路位于黄土高原,由于河流冲刷、人类工程活动等因素,其沿线发育大量黄土滑坡,具有密度大、易滑动、难防治等特点,严重威胁铁路行车安全.在陕西I49E007004(耀县)幅1∶5万环境地质调查项目研究报告的基础上,结合遥感解译成果,对沿线的滑坡灾害发育特征及防治对策进行分析.分析认为:西延铁路沿线的黄土滑坡可归纳为3类,分为黄土内滑坡、黄土-基岩接触面滑坡、黄土-泥岩滑坡,且其分布的空间特征具有不均匀性、群集性和延续性,并因地制宜,对线路沿线的黄土滑坡提出防治对策,为拟建西延高铁沿线黄土滑坡灾害的防治提供相关参考和依据,同时助力黄土高原滑坡灾害的防治.%The propod Xi'an-Yan'an High-speed Railway is located in the Loess Plateau.Due to the factors such as river erosion and human engineering activities,a large number of loess landslides along the railway line are developed,which are characterized by heavy density,likelihood of sliding and control difficulties.Bad on the rearch report of 1 ∶ 5 environmental geological survey project of Shaanxi I49E007004 (Yaoxian) and with reference to the results of remote
nsing interpretation,the characteristics of landslide disaster development and the countermeasures are analyzed.It is concluded that the loess landslide along the west extension railway can be classified into three types:loess landslide,loess-bedrock contact landslide and loess-mudstone landslide with such spatial characteristics as unevenness,clustering and continuity.Prevention and control measures against the loess landslide along the line are put forward,and relevant references are provided for the propod railway,which facilitates the control of landslide disaster in the Loess Plateau.
【期刊名称】《铁道标准设计》
【年(卷),期】2017(061)011
【总页数】5页(P18-22)
【关键词】西安至延安高速铁路;黄土滑坡;滑坡类型;分布特征;防治对策
【作 者】杨德宏
【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安710043
【正文语种】中 文
【中图分类】U238;U212.22
拟建西安至延安高速铁路(以下简称“西延高铁”)位于黄土高原,是国家高速铁路网中包海高铁的重要组成部分,亦是陕西省“米”字型高铁网络的重要组成,构成陕西省南北纵向的“铁脊梁”,同时兼顾城际铁路网中西安延安城际铁路功能,具有“服务全国、支持陕西”的双重功能；西延高铁正线线路全长287.9 km,设计时速为350 km,建成后,西安与延安间可实现1h快速通达。其中,拟建线路长282.3 km,利用包西铁路既有线5.6 km,线路由南向北经西安市、渭南市、铜川市、延安市,最终接入既有包西线延安站,并延伸至延安新区(图1)。
拟建西延高铁穿越陕北黄土高原梁峁沟壑区,地形起伏,地质条件复杂,黄土滑坡密集分布于冲沟两侧。黄土高原上有373×104余处滑坡体,堪称“黄土地区的地质博物馆”[1-3]。因此,虽然拟建西延高铁全线大多采取桥隧形式通过,路基段较少,但线路沿线不可避免地要穿越黄土沟壑、开挖黄土边坡,已有或将要引发的重力地质灾害,如滑坡等,将严重影响到隧道进出口、桥台以及路堑等线路段的运行能力,威胁国家财产、乘客生命财产安全。
1955年8月18日,陇海线西宝段卧龙寺滑坡,滑体约3×107 m3,将长约600 m的一段铁路向外推出230 m,中断行车达数日之久[4]；1963年,陇海线宝天段K1332滑坡,滑体约4×105 m3,摧毁长约400 m的铁路、民房及200 m内的电杆,断道169 h[4]；2011年17日14时许,西安市灞桥区席王街办白鹿塬北坡发生山体滑坡,造成32人死亡、5人受伤,致使郑州至西安方向火车全部晚点。
为了尽可能避免拟建西延高铁受滑坡等重力地质灾害的影响,最大限度地保护列车和乘客的生命财产安全,在陕西I49E007004(耀县)幅1∶5万环境地质调查项目研究报告的基础上,结合遥感解译成果,对拟建西延高铁沿线的滑坡灾害发育特征进行了分析,并因地制宜地提出了防治对策,为西延高铁沿线的滑坡灾害防治提供相关参考和依据,同时助力黄土高原滑坡灾害的防治。
拟建西延高铁位于中国黄土高原南部,地面高程在380～1300 m之间,地形起伏,沟壑纵横,沟谷多呈东北-西南或西北东南走向,主要呈“V”字形,切割深度大,相对高差一般介于100～300 m；黄土梁、峁、塬边斜坡较陡,坡度在10°～35°；沿线人类活动较强烈,植被欠发育。
线路沿线出露新近系(N)、侏罗系(J)、三叠系(T)、二叠系(P)、石炭系(C)及奥陶系(O)地层,
第四系地层以黄土为主,广泛分布于线路沿线。新近系地层在宜君—黄陵—洛川—富县—甘泉—延安一带均有分布,岩性为砾岩、砂岩、泥岩；侏罗系地层在富县—甘泉—延安一带均有分布,岩性以砂岩、泥岩为主；三叠系地层在耀县—宜君—黄陵一带有分布,岩性以砂岩、泥岩为主；二叠系地层仅在耀县—宜君间有分布,岩性杂乱；石炭系地层仅在铜川老城区附近有局部分布,岩性以泥岩、砂岩为主；奥陶系地层仅在铜川老城区附近有局部分布,岩性杂乱。
线路位于华北地台区,由北向南依次穿过鄂尔多斯地块、渭河断陷盆地。鄂尔多斯地块褶皱、断裂及节理裂隙构造不发育,新构造运动形成的活动断裂不明显,新生代地层中可见小断层发育,走向以近东西向为主。渭河断陷盆地新构造运动强烈,活动性断裂发育,地震活动频繁,区域稳定性差；活动性断裂以近东西、北东东、北东向为主,北西向较少；渭河断陷盆中发育有大量断裂,线路沿线规模较大的断裂主要包括宝鸡—乾县—浦城断裂、口镇—关山断裂、泾阳—渭南断裂以及宝鸡—咸阳—华县断裂。
线路沿线的地层岩性决定了岩土体类型。岩体以沉积岩为主,主要包括砾岩、砂岩、泥岩以及岩性杂乱的沉积岩,其硬度为软硬交替；土体以黄土为主,厚度从数十米至数百米不等,局部可见坡残积碎石土、冲洪积黏性土和卵石层等。
线路由北向南经过的河流主要包括延河、北洛河、漆水河、清河、渭河及其支流,其均为黄河水系,水资源较丰富,根据含水介质类型与贮水条件,可将区内地下水类型划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类裂隙水,补给来源主要是河水渗入和地下径流；地下水埋深为北深南浅,由北向南逐渐递减,延安附近地下水埋深大于80 m,西安周边地下水埋深小于30 m[5]。
线路沿线人类工程活动频繁,主要包括城镇建设、水利水电建设、道路建设、采矿以及滥垦滥伐,都时刻改变着黄土高原的自然面貌,加剧了滑坡灾害的形成、发育；拟建西延高铁沿线广泛分布着第四系上更新统、中更新统黄土,沉积厚度巨大,最厚可达307 m[6-7],基岩仅在深切的沟谷和陡峻的梁、峁、塬斜坡下部出露,岩层倾角一般较小或近水平；经查线路沿线的不良地质作用主要包括：滑坡、崩坍及采空坍陷,其中,滑坡数量最多,已查明且规模较大的滑坡达到113处,小滑坡密布,均为黄土滑坡,是线路沿线威胁最大的地质灾害类型,严重危及耕地、道路、房屋以及居民等生命财产安全[8-10]。
线路沿线共发现黄土滑坡113处,根据其地层和结构的不同,将西延铁路沿线的黄土滑坡分为3类：黄土内滑坡,滑动带(面)为黄土地层中的软弱层,根据其破坏模式,又可将其分为2类：
坡脚剪切-坡体突滑黄土内滑坡、蠕动变形-后缘拉裂黄土内滑坡；黄土-基岩接触面滑坡；黄土-泥岩滑坡,根据其滑动带(面)与泥岩产状关系,又可分为黄土-泥质岩顺层滑坡、黄土-泥质岩切层滑坡[11-13]。
该类滑坡的滑体和滑床均为离石黄土和马兰黄土,破坏过程是先因坡脚人工开挖或水流冲刷使滑体悬空,并在坡脚形成压应力和剪应力集中区,其由坡脚向坡肩方向不断发展,最终在斜坡坡面出现剪出口,斜坡体中形成一条贯通的破裂面,斜坡土体的重力势能等能量在此刻突然释放,形成滑坡；该类滑坡的滑体前部比较破碎,后部结构、形态相对比较完整,多为小型滑坡,在截面面积较小的冲沟易形成小型季节性堰塞湖(图2)。宜君县偏桥镇寺沟村毛背沟右岸滑坡是其典例。
