长江三峡工程库区交通工程地质环境研究.pdf

弟 6 卷 第 4 期 2 0 0 年 7月 地球科学 中 曰地 质大学学报 E a r t h S c i e n c e J o u r n a l o f C h i n a Un i v e r s i t y o 1 G s c i e a c e s vo ] 0 No ． 4 J , t y 2 O I 1 长江三峡工程库区交通工程地质环境研究 刘世凯， 宋春节． 袁 涛。 欧湘萍 【 武汉理工大学交通学院． 湖北武汉 4 3 C 0 6 3 摘要 三蛱工程库区大多屑中低山区． 沟各切割深、 密度大， 随着库区开发， 不仅需补修淹没的 公路， 还将大量修筑新路． 兴建公路、 铁路势必大量开挖边坡、 掘进隧道． 从而产生边坡失稳、 隧 道塌顶和疏干地下水等环境地质问题． 囡此 ， 防 治地质灾害 发生 ， 对保护库 压地质环 境具有重 要的现实意义 通过对三峡库 区交通工程现状及今后发展 引起 的各种地质 环境问题的实例分 析， 提出了环境地质预测及防治对策， 为三峡库区可持续发展， 提供了有价值的地质资料 关键词 交通工 程{ 地质环境 } 预测 ； 防治． 中国分类号 U2 1 3 ； P 6 4 2 文献标识码 A 文章 编号 1 O 0 0 2 3 8 3 2 0 0 1 0 4 0 3 4 0 0 3 作者 简介刘世凯 1 9 4 0 一j ， 男， 教授 ． 1 9 6 2 年毕业于武汉电力 专科学 校水 文地 质上程地质专 业 ． 后进修于成都地质学院， 主要从事工程地质教学与科研工作． 环境地质研究的根本 目的是实现人与地质环境 之间的协调发展 ， 而地质环境的合理开发 与保护和 改善是实现目的的决定性步骤 也是环境地质研究 的核心所在 ． 只有开发合理与保护措施完善 ． 人与 地质环境之间才有可能 协同发展 ． 交通工程的发展 也不例外． 1 交通工程现状 据三峡库区重庆、 涪陵、 万县及宜昌四地 区的有 关资料统计 2 0世纪 9 0年代前． 公路通车里程约 3 0 0 0 k m． 铁路仅有外围宜昌至重庆约1 0 0 0 k m． 平 均每平方公里只有可通车道路0 ． 3 k m， 且以三级以 下公路为主． 川江航道方面， 由于三峡地处川东低山 丘陵区。 水流湍急． 滩礁广布， 航道条件复杂． 时有海 损事件发生， 因此． 古人称其为“ 滩如竹节稠 ． 滩滩鬼 见愁” ． 当然 ， 下游段由于葛狮f 坝蓄水而有所改善 0 世纪 9 0年代以后 ． 由于三峡工程上马． 随着库区移 民迁址． 交通工程建设 日新月异地发展起来 ； 高等级 公路也引进 了峡区 ． 万枝铁路即将兴建 ． 航道上的急 流险滩 2 0 0 余处也逐步得以解决． 然而． 『 b 于人类活 收稿日期 2 0 G 1 一O 4 一o 5 基金项 目周 家 八五 重 大科 挂 攻关 于 项 目 0 s 5 一 l e 0I 一 0j 一 01 动的频繁． 改变了原有的地质环境条件． 又孕育着许 多新问题． 2 环境地质问题 三峡工程库区大多属中低 山区， 沟谷切割较深。 密度较大， 兴建公路 、 铁路， 势必大量开挖边坡 ． 从而 产生边坡失稳、 隧道洞顶塌陷和疏干地下水等环境 地质问题． 1 开挖边坡 ． 或填方加载． 导致边坡失稳． 产l_牛 滑坡、 崩塌现象， 如重庆市施家粱滑坡和青草坝滑坡． 就是因修路挖断坡脚岩层使上部岩体失去支撑而形 成的． 此外， 公路开挖引起的较典型的滑坡还有奉 节 一 巫 溪 公路的鞍龙坡 、 高店子、 梅子滑坡 ． 奉 节 恩 施 公路的北庄 、 钟岭沟、 大窝村滑坡 ． 巫 山县境内的一碗水、 白芷、 三溪及抱龙河滑坡等． 2 当道路经过软弱破碎岩体时， 往往形成崩塌 密集带． 如涪陵市区环城公路 ． 在自流井组和新 田沟 组粘土岩夹粉砂岩 的地层 内开掘 ． 岩层节理裂隙发 育 ． 岩体破碎 ． 开挖引起的小型崩滑现象 r 分普遍． 巴东县境 内的崩滑密集段主要 是潘家沟、 八字蛉一 野三和、 连峡河及塌坪地段 ． 主要原困是公路经过巴 东组软弱地层． 3 当道路经过老滑坡体． 可能导致老滑坡的复 维普资讯 第 4 期 刘世凯等 长江j峡工程库区交通工程地质环境研究 活． 如重庆市南 区公园滑坡 ． 就是 因为兴建公路而开 挖坡脚致使老滑坡复活． 4 公路开挖弃土及崩滑松散物质， 暴雨时极易 形成泥石流． 如巫山工梁乡范家沟 ， 公路沿沟的一侧 外倾的砂质泥岩斜坡开辟 ， 开挖后形成崩滑体． 遇暴 雨形成泥石流． j 半挖半填路基的不均匀沉陷变形． 新建公路 段 ． 通过斜坡处有许多是半挖半填路基 ， 当填方部分 没有清基处理及足够 的密实度． 就必然要发生不均 匀沉降． 例如宜昌秭归结晶岩分布区路段． 6 隧道工程引起的环境地质问题． 此类问题主 要有疏干地下水和产生地表塌陷． 特别是隧道穿过 强岩溶化岩层时尤为显著． 当隧道穿过破碎岩体或 软岩时 ， 还可能产生洞顶 、 洞壁坍塌． 中梁 山铁路隧 道、 歌乐山公路隧道． 均不同程度疏干r上都岩层地 下水 ， 地表产生塌陷达数十处． 此外 由于施工开挖 不规范 ． 甚至有的不按设计开挖。 而引起边坡失稳． 如云阳三坝溪， 由于岩性上硬下软 ， 在公路开挖时 ， 导致边坡大规模崩塌． 这种情况在三峡库区屡 见不 鲜． 3 环境地质预测 交通工程的环境地质问题 ， 根据三峡库区线路 通过地段环境特征 ， 采用类 比分析法预测研究认为 ， 包括已建、 在建、 将建的线路仍可能产生滑坡、 崩塌 和泥石流． 在碳酸盐岩分布区， 隧道工程中仍有地下 水疏干和地面塌陷等环境地质问题发生． 如巴东县 茶店子一楠术园公路的茶店子西侧 ， 公路经过嘉陵 江组． 碳酸盐岩岩溶发育， 山体切割强烈， 岩体破碎。 公路开挖时易形成崩滑密集带； 巫山一桃花铁路 的 抱龙河北部 ． 铁路将穿过石炭至二叠纪地层． 岩体破 碎． 铁路开挖可能产生滑坡 ； 涪陵南川铁路经过酒 店场东北部。 地层为中上三叠统， 山体高峻． 铁路通 过此段时需开凿隧道 ， 将致使上部岩层地下水疏干． 形成疏干漏斗． 并易产生地表塌陷等环境地质问题 ； 即将开工的枝万线 。 大部分是碳酸盐地区 ， 其岩溶及 地面塌陷问题均有存在． 三峡地区交通工程除道路的环境地质问题外 ． 其川江航道问题亦不能乐观． 三峡水库蓄水后． 当水 库蓄水到正常水位 1 7 5 m 时， 由于水文地质条件的 改变． 有少数潜在不稳定的大型滑坡有可能复话 ] ． 虽然水面增宽、 水位加深． 但也不能忽视对航道的影 响． 另外 ． 人类活动对航道的影 响也是存在 的， 今后 还有可能继续扩大． 例如一些不恰当开挖 、 采石等活 动， 也可能导致大规模岸坡失稳． 4 防治对策及建议 地质环境保护 ． 在某种 意义上也足地 质灾害防 治． 三峡工程库区地质灾害类型主要是岩体变形、 斜 坡失稳、 水土流失 、 水库淤积 、 库岸再造等． 其防治对 策及建泌如下 1 要充分认识到地质灾害防治是关 系到人民生命财产和国家建设 的大事 ， 是生产活动 中不可缺少的要求 和保证 ， 必须高度重视． 地质灾害 防治， 必须贯彻“ 防为主、 以治为辅” 的方针， 力求 主动防灾 ， 避免被 动救灾。 并落到实处． 严格执行 国 家“ 水土流失防治” 和“ 环境保护” 等法规． 强化防治 工作． 特别是那些 变形破坏明显、 且对生命 财产、 工 程建设、 航运 、 公路 等有严 重威胁或潜在危 害的滑 坡 、 崩塌、 泥石流等现象 ， 要采取适当、 有效措施予以 治理 2 普及地质灾害防治的基本知识教育 ． 把人 类赖 生存的地质环境和保护地质环境的基本知识 作为国民教育的基本内容之⋯． 使人民能 自觉认识 、 适应和合理开发 、 保护改善地质环境． 主动驾驭地质 环境为人类自身服务， 确保经济建设的可持续发展； 3 对现有道路工程的环境地质问题． 首先应查 明其 发育特征及分布规律。 对重要线路的典型 问题进行 深人研究 ． 评价问题 的危害性． 其次． 针对环境地质 问题的类型、 规模及危害性等， 制定与之相适应的防 治措施． 包括工程措施和生物措施 ； 4 道路工程， 应 进行充分的线路工程地质勘察 工作 查明拟 建道路 的工程地质条件 ． 论证其可能产生的环境地质问题． 进行多方案对 比研究 。 以投资省 ． 问题少为前提条 件， 选择其最优方案． 对现有道路的环境地质问题 的 分析研究表明， 道路 工程应尽可能避免沿倾 外型斜 坡开辟 ， 当道路工程须穿越断层破碎带时， 应垂直或 高角度穿过 ； 道路经过软弱地层时 ， 环境地质问题较 多， 尤应重视地质环境的保护 ； 5 对库区重大崩滑 体， 特别是潜在不稳定滑坡， 它们的存在． 虽然数量 不多． 但始终对航道有威胁． 因此。 结合三峡库区岸 坡防护 ， 对重点地段必须予以充分重视． 参考文献 [ 1 刘世凯 地质环境与工程[ M ． 成都 四川科学技术出版 维普资讯 3 4 2 地球科学一中 地质大学学报 第 2 6 卷 2 刘世凯． KS--蛱工程库岸稳定眭[ M ． 北京 中国科学 技术出版社 ， 1 9 9 2 ． RES EARCH 0N C0M M UNI CAT1 0N ENGI NEERI NG GE0I Y ENVI R0NM ENT I N THE THREE G0RGES RES ERV0I R AREA I i u S h i k a i S o n g C h u n j i e ．Y u a n Ta o ．O u X i a n g p i n g C b mmu n i a r i a n Fa c u l t y． u h a n Un i v e r s i t y o f Sc i e n c e a n d丁 h n o l o gy，Wu h Ⅱ “ 4 3 0 0 6 3 ．Ch i H Ⅱ Ab s t r a c t Th r e e Go r g e s Re s e r v o i r Ar e a b e l o n g s t o mi d d l e a n d l o w- r e l i e f t e r r a i n ．wh e r e g u [ e h c u t t i n g i s d e e p a n d d e n s e ．Th e r o a d a n d r a i l wa y c o n s t r u c t i o n wi l l c r e a t e l a r g e a n l o u n t o f e x c a v a t i 0 n s 1 0 D c a n d t u n n e l p i e r c i n g wh i c h wi l l i n t r o d u c e s e v e r a l e n v i r o n me n t g e o l o g y p r o b l e ms ，i n c l u d i n g t h e s l o p e f a i l u r e ．t u n n e l c o l l a p s e a n d g r o u n d wa t e r d r a i n a g e ． W i t h t h e r e s e r v o i r d e v e l o p me n t ．n o t。 n 1 v d 。 e s t h i n u n d a t e d r o a d n e e d r e p a i r ，b u t a l s o t h e c o n s t r u c t i o n o f a n e w r o a d ．S o．p r e v e n t i n g t h e g e o l o g i c a l h a z a r d i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e f o r t h e p r o t e c t i o n i n t h e r e s e r v o i r a r e a ． B a s e d o n t h e a n a [ y s i s 0 f t h e v a r i 0 u s e x a mp l e s o f g e o l o g i c a l e n v i r o n me n t p r o b l e ms ，t h e e n v i r o n me n t g e o ] o g y p r e d i c r i o n a n d D r e v e n t i o n t e c h n i q u e s we r e a d v a n c e d wh i c h p r o v i d e d v a l u a b l e g e o l o g i c a l d a t a{ O r t h e s u s t a i n a b l e d e v e l a p ine n t i n t h e Th r e e Go r g e s Re s e r v o i r Ar e a． Ke y w o r d s c o mmu n i c a t i o n e n g i n e e r i n g；g e o l o g i c a l e n v i r o n me n t ；p r e d i c t i o n ； p r e v e n t i 。 n a n d c I 】 r c me t h o d ． 维普资讯