寶成鐵路鳳縣段地質災害發育特征分析

李曉慧，沙元恒，孫進忠

（1.京煤集團綜合地質工程公司，北京 102300;2.中國地質大學（北京）工程技術學院，北京 100083）

寶成鐵路是溝通中國西北、西南的第一條鐵路干線，然而從其建成之初便頻繁發生滑坡、泥石流等地質災害。寶成鐵路鳳縣段位于陜西省鳳縣境內，鐵路沿嘉陵江順江而下，由北東向南西斜貫縣境。鐵路沿線人口相對集中，人類活動頻繁，致災作用強烈［1－5］。據不完全統計，該段鐵路由于人為因素（建房、修路等）導致的地質災害約52處，僅1981年“7.13”和“8.21”兩大暴雨期間發生崩滑流災害約28處。不僅給鐵路系統造成了巨大的經濟、社會損失，也嚴重影響了當地居民的生命財產安全。

本文依托寶雞市地質災害詳細調查項目［6－7］，以寶成鐵路沿線地質災害現場調查資料為基礎，統計分析寶成鐵路鳳縣段地質災害類型，在此基礎上研究了地質災害的發育特征及分布規律，以期為該段減災防災提供基礎依據。

1 地質災害發育類型與規模分析

1.1 地質災害發育類型

研究區內滑坡、崩塌、泥石流等地質災害是鐵路沿線主要地質災害類型，且以滑坡為主，其次是泥石流和崩塌，少量的不穩定斜坡。在本次調查的53個地質災害點中，滑坡24個，占地質災害點總數的45%;崩塌12個，占地質災害點總數的23%;泥石流12個，占地質災害點總數的23%;不穩定斜坡5個，占地質災害總數的9%。

1.2 地質災害發育規模

地質災害規模按災害體體積可分為巨型、大型、中型和小型。根據地質災害規模等級劃分標準［7］（表1），研究區地質災害規模分級結果如表2所示。

表1 地質災害規模等級劃分標準Tab.1 The scale of geological disasters ingrading standards

表2 寶成鐵路鳳縣段地質災害發育規模一覽表Tab.2 List of the scale of geological disasters along Baoji－Chengdu railway in Fengxian distribution

2 地質災害發育特征分析

2.1 滑坡發育特征

滑坡在鐵路沿線及附近區域分布較廣、數量較多，是危害比較嚴重的地質災害類型。具有以下基本特征:

1）滑坡的形態結構特征明顯，平面形態主要為半圓形、圈椅狀、舌形等;剖面多階梯狀及凹形（圖1），滑坡體主要由黃土和松散殘坡積層組成，滑面多為土體與基巖的不整合接觸面，一般為弧形，節理裂隙發育，多為穩定狀態［8－9］。

2）沿線滑坡大多位于嘉陵江兩岸，坡向及滑向大多都指向嘉陵江，坡度15°－35°之間。

3）區內滑坡以小型為主，共16處，占63.6%;大型和中型較少，無巨型滑坡。主要誘發因素為強降雨、人類活動。

4）區內滑坡有黃土+基巖滑坡和殘坡積+基巖滑坡兩類。其中黃土+基巖滑坡主要集中發育在雙石鋪鎮及鳳州黃土出露較厚的一帶，大多為老滑坡;殘坡積層+基巖滑坡分布比較零散，數量不多，多發生在有松散巖類分布的河谷高階地、緩坡地帶及中低山坡積裙帶。

2.2 崩塌災害發育特征

崩塌是鐵路沿線主要的地質災害之一，也是威脅鐵路沿線及附近區域的主要地質災害。分布廣，數量多，規模小，突發性強，速度快，不易躲避，往往造成人畜傷亡和財產損失。形成特征是高陡斜坡上的巖土體被結構面切割，在重力作用下失去穩定，隨即脫離母體通過墜落、傾倒、翻滾等形式導致斜坡破壞，往往掩埋窯洞、房屋倒塌、擁堵鐵路及公路。

研究區崩塌大都系人為切坡所致，寶成鐵路在修建之初大量的開挖斜坡，加之村民在坡腳處挖窯、建房以及修建公路等不合理切坡所形成的，一般發生在坡高10 m－35 m，坡度60°－80°的高陡斜坡處。

沿線發育黃土崩塌6處，多發生于陡直的黃土邊坡、人工削坡建房或建窯洞形成的陡坎邊，寬數米至數十米不等，最寬達80 m，厚數米至十余米（如圖2）;基巖崩塌6處，按巖性主要分為塊狀花崗巖及層狀板巖及千枚巖。

沿線崩塌規模均為小型，誘發因素主要為人為切坡及降雨。

崩塌災害是威脅本區的主要地質災害，崩塌規模小，但是由于瞬間發生，速度快，不易躲避，因此造成的危害很大［10］。尤其是該區段修路切坡數量較多，人為不合理地改變了坡體的形態，致使坡體應力發生變化，常常導致崩塌發生，造成較嚴重的災害。

2.3 泥石流災害發育特征

鳳縣境內寶成鐵路沿線泥石流災害類型主要為溝谷型泥石流，大多發生在嘉陵江支流的深切溝谷。這種地貌溝內物源較為豐富，兩側谷坡崩塌和滑坡時有發生，尤其是紅花鋪鎮地層出露主要為石炭系、泥盆系的板巖、千枚巖，巖體質地較軟，泥石流更易發育。泥石流溝溝口洪積扇不完整，大部份洪積物被嘉陵江水運走。經分析，該區泥石流災害具有以下發育規律:

1）沿線發育12條泥石流溝，其中9條發育于嘉陵江的左岸，只有3條發育于右岸。溝谷相對高差300 m －800 m，坡度 20°－80°，主溝縱坡降130‰ －375‰。

2）地層巖性上，泥石流主要發育在泥盆系的板巖、千枚巖、頁巖分布的溝谷，這些溝谷內巖石的力學性質較差，抗風化能力弱，溝谷兩側有大量風化剝落堆積的碎屑物質易形成泥石流［11］（圖3）。另外在黃土出露較厚的溝谷內，黃土崩塌為泥石流提供了物源，于是泥石流的泥質含量較高，幾成于泥流，如瓦桑溝。

3）在構造上，該區泥石流主要集中在紅花鋪鎮以南深切溝谷內，該區域受沿嘉陵江發育的斷裂及該鎮南部東西向斷裂影響，泥石流溝谷成群發育。

4）暴雨特征，溝谷暴雨強度愈大愈易暴發泥石流，從沿線泥石流爆發的時間來看，均發生于1981年8月暴雨期間，主要誘發因素為暴雨，由此可見，該區域泥石流的發生與降雨有明顯的正相關性。

3 地質災害分布特征分析

地質災害受多種自然因素變化的影響，在區域上具有一定的時間、空間發育分布規律。因此總結和研究地質災害的分布特征，是研究地質災害的區域發育規律、形成條件及影響因素的基礎，同時也為地質災害的預測預報、防災減災提供科學依據。

3.1 地質災害空間分布特征

秦嶺地質構造復雜，由強大的東西復雜褶皺和大規模多期活動的壓性斷裂組成，沿著這些巨大斷裂多次強烈活動，構成本區巖石多期變質，巖漿侵入的特征。加之幾組不同方向的活動斷裂相互切割，次級斷裂發育密集，地形破碎，溝谷發育，地形高差大，坡度陡［12－15］。由于這些獨特的特征造就了該區復雜的地質條件和獨特的地貌特征，也決定了區內地質災害的分布存在明顯的規律性。

斷裂影響區:紅花鋪災害密集區，該區主要集中在紅花鋪境內嘉陵江兩岸區域。南段受東西向斷裂控制，北段受北東東向斷裂控制，斷裂兩側次級斷裂發育，斷裂破碎帶較寬，造就了紅花鋪鎮特殊的地形地貌及巖土體條件。紅花鋪鎮中心以北是以花崗巖為主的山區，以南是以板巖、千枚巖等為主的山區;加之修路削坡，造成該區災點極為密集。

土質影響區:土質影響區主要指上覆有較厚（厚1－20 m）土層堆積的區域，沿線主要集中于鳳州鎮及雙石鋪鎮。該區人口相對密集，農耕活動強烈，城鄉建設和其它工程活動常常切削斜坡。水對土層浸潤強烈。覆蓋土層一般為黃土、黃土狀土和碎石土。黃土狀土和坡積碎石土易形成土質滑坡，開挖窯洞易形成黃土崩塌（圖4）。

3.2 地質災害時間分布特征

周期性:通過野外地質調查，研究區內發生的地質災害在時間上具有不規則的周期性，與年降雨量的變化規律存在似同步的特點，即降雨量大的年份，地質災害發生的次數往往較多。如1981年、1990年、1992年該區河水爆漲，滑坡、泥石流等地質災害普遍發生。1998年、2001年夏陰雨連綿，局部地區引起滑坡，公路沿線不穩定斜坡發生崩塌或片剝。

月份集中性:地質災害發生與降雨息息相關，在巖土、邊坡等條件具備的情況下，降水是地質災害形成的主要誘發因素。據降雨資料初步分析，從宏觀上看，寶成鐵路沿線80%以上的滑坡發生在雨季（7、8、9月份），雨量大小、連續降雨時間長短直接影響著滑坡發育。如1981年8月14－22日，9天降雨量達363.8 mm，激發了全境滑坡、泥石流等地質災害的發生（寶雞氣象局，2003）。1979、1990、1992年，群發性地質災害也都發生在7、8 兩個月。

4 結論

1）寶成鐵路鳳縣段主要發育滑坡、崩塌、泥石流地質災害，規模以中小型為主。滑坡平面結構特征明顯，滑面多為土體與基巖的不整合接觸面，主要發育黃土+基巖滑坡和殘坡積+基巖滑坡兩類。崩塌災害主要分為黃土崩塌和花崗巖、層狀板巖及千枚巖崩塌，大都系人為切坡所致，泥石流主要為溝谷型，與降雨有明顯的正相關性。受沿嘉陵江發育的斷裂及該鎮南部東西向斷裂影響，泥石流溝谷成群發育。

2）研究區段內地質災害發育規律嚴格受自然地質條件和人為因素雙重制約。紅花鋪鎮主要以崩塌和泥石流災害為主，且災害主要集中在鎮中心以南區域，鳳州鎮和雙十鋪鎮則主要以滑坡災害為主。

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