烏魯木齊市西山四道岔一帶地質災害發(fā)育特征

尚善宇，曹小紅，蔡明明，劉 鍇，王童童

（1.新疆工程學院，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆地質災害防治重點實驗室,新疆 烏魯木齊 830000）

新疆幅員遼闊，總體上形成了“三山夾兩盆”（阿爾泰山，天山山，昆侖山，塔里木盆地，準噶爾盆地）的地勢格局。三大山系地貌變化多樣，新構造運動強烈，氣候與生態(tài)環(huán)境錯綜復雜，在外部與內部動態(tài)地質過程與人為因素的綜合影響下，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等災害頻發(fā)，對區(qū)內人民生命財產安全造成了相當大的危害。四道岔地質構造運動強烈、巖體風化破碎、表層多為松散土體，每年春季冰雪融化、夏季降雨時節(jié)地質災害頻發(fā)[1]。本文以新疆烏魯木齊四道岔一帶為研究區(qū)，在對該區(qū)域進行地質災害調查、勘測、分析災害成因的基礎上，探究地質災害防治適宜的方法，以期達到保障區(qū)域內人民生命財產安全的效果。

1 工程地質背景

1.1 地理位置

四道岔一帶位于位于烏魯木齊西山至騎馬山路段，所屬行政區(qū)劃及具體位置為新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市沙依巴克區(qū)桃源·九點陽光附近（圖1）。

圖1 四道岔一帶遙感影像圖

1.2 地層巖性

烏魯木齊西山地區(qū)至騎馬山一帶主要出露地層為侏羅系（J）和第四系（Q）地層，其中侏羅系地層有下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b）、三工河組（J1s），中侏羅統(tǒng)西山窯組（J2x）、頭屯河組（J2t），上侏羅統(tǒng)齊古組（J3q）、喀拉扎組（J3k）6個組[2]，全區(qū)2個標志層，見圖2。

圖2 西山至騎馬山地層分布圖

（1）西山窯組和頭屯河組地質界線為含礫粗砂巖，有沖刷面，西山窯組出露暗色含煤層。頭屯河組為紅綠色泥巖及厚層砂巖，以紅色、綠色、彩色泥巖條帶為標志即進入頭屯河組，具有透水、沖刷面導水、極易泛堿、鹽堿化等特征，對混凝土結構有腐蝕性，其連通性對研究水、油、氣賦存均有重大意義。

（2）騎馬山區(qū)域頭屯河下段、西山窯中上段、頭屯河組紅綠彩色條帶和厚層砂巖出露較好；西山窯上段B18煤層(最上部可采煤層)以上可見砂泥韻律，夾煤線；西山窯中段B18 至特厚煤層，特厚煤層和燒變巖為主特征；西山窯下段，底部西山斷裂，頂為特厚煤層段，粒度細，且西山窯組下段位于阿凡提物流園，與三工河組斷層接觸，一定程度上存在安全隱患。

1.3 水文地質情況

整個烏魯木齊包括四道岔在內的地區(qū)水系較為發(fā)育，主要補充來源是降雨和冰雪融化。本地降雨季節(jié)性較為明顯，主要集中在夏季，水系徑流量最大主要在6～9 月，該段時間受到降雨和冰雪融化的補充，徑流量明顯增大，天然水質良好，但由于礦區(qū)開采等影響，部分水域受到污染。四道岔地區(qū)的地下水埋藏較深，對地質災害影響不明顯，該區(qū)地質災害主要受降雨和冰雪融化影響。地表水通過地面裂縫滲入到地下，使軟弱巖土體強度降低，水是導致地質災害發(fā)生的主要因素之一。

1.4 地質構造情況

烏魯木齊地區(qū)地處準噶爾南部活動帶與準噶爾板塊和博格達兩個不同的區(qū)域，整體上呈北西向分布，其斷裂以西山斷裂、清水河子斷裂、依連哈比爾尕斷裂、紅雁池斷裂、雅瑪里克斷裂等為主，以逆沖為主[3]，局部還表現(xiàn)出走滑的特點。

1.5 人類活動影響

工程建設、資源開采等活動同樣是導致地質災害頻發(fā)的主要原因之一，四道岔地區(qū)人類工程活動較為強烈，該地區(qū)煤資源等資源儲量較為豐富，隨著過度開采資源、開挖山體、興建公路等一系列工程建設活動，導致地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等災害發(fā)生。

2 地質災害成因分析

四道岔及周邊歷史上經歷了劇烈的地質構造運動，巖石風化破碎，地表以疏松土體為主。在春季冰雪消融和夏季多雨季節(jié)，各種地質災害高發(fā)，有鏈生災害的特征，而在這些地區(qū)人為因素觸發(fā)斜坡失穩(wěn)滑動。新疆凍土區(qū)地質災害易發(fā)，研究區(qū)可見小范圍季節(jié)性凍土，地質災害風險較大。在調研過程中發(fā)現(xiàn)，四道岔周邊車流量大，偶見凍土區(qū)及高陡斜坡路段，未能有效治理，致使路基上出現(xiàn)了滑塌、崩落、溜土等現(xiàn)象。在凍土區(qū)出現(xiàn)了地裂縫、地面塌陷等現(xiàn)象，春季在四道岔西段還可見翻漿冒泥現(xiàn)象。

2.1 地面塌陷

地面塌陷是西山四道岔具有代表性的地質災害之一，主要發(fā)生在煤田采空區(qū)，在降雨、冰雪融化浸潤、地震等因素的多重影響下導致巖土陷落，從而形成地面塌陷。地面局部和大面積塌陷會使建筑物發(fā)生地基不穩(wěn)，部分建筑物發(fā)生不同程度的不均勻沉降，使建筑物的穩(wěn)定性下降。四道岔地區(qū)部分山體綠化率低、過度開挖，再加上降雨季節(jié)雨水沖刷，發(fā)生地面坍塌，從而導致斜坡巖土體松軟，發(fā)生坍塌、塌陷，引發(fā)其它地質災害。塌陷導致生態(tài)系統(tǒng)惡化、破壞生態(tài)環(huán)境、植被成活率降低，還會對地表植被產生難以恢復的破壞。

研究區(qū)急需對易發(fā)生坍塌區(qū)域進行監(jiān)測，建立醒目標識物并及時進行治理，對欠穩(wěn)定的斜坡應采取植被護坡、截排水工程、回填采空區(qū)或化學充填采空區(qū)。常用的不穩(wěn)定斜坡及塌陷災害治理方法主要有以下3種：一是在土體斜坡植草、栽種灌木，從而防止水土流失和雨水對坡面的沖刷、減少雨水大面積滲入土體；二是設置排導裝置，從而使地表水流通暢，及時排導或用于灌溉；三是開挖回填或化學充填，清除坍塌處的松軟巖土體，填充碎石塊然后上覆粘土、夯實，對于重要區(qū)域的坍塌可將坑底或基底巖石通道處進行堵塞，或開挖回填混凝土，或進行灌漿處理[4]，對坍塌斜坡可采用框格梁+植草+植生袋等生態(tài)護坡+工程措施防護。

2.2 崩塌

四道岔地區(qū)崩塌大部分為巖體崩塌，少部分為松軟土體崩塌，初期表現(xiàn)為滑塌、崩落。在四道岔山區(qū)基底巖石受到地質構造影響，經常會發(fā)生小規(guī)模的巖石崩塌，但由于發(fā)生在山區(qū)，不會造成大的人員傷亡。但四道岔公路兩側斜坡體存在崩塌，對過往行人和車輛安全存在較大隱患?？赏ㄟ^對道路兩側設置圍欄等攔擋工程和設置警示牌提醒車輛、行人，降雨天或冰雪消融季節(jié)災害高發(fā)期適當禁止通過，防止小規(guī)模崩塌對人民生命健康和財產安全造成威脅。

2.3 滑坡

在四道岔一帶不同程度發(fā)育滑坡，斜坡上部土層松軟、結構疏松、粘聚力小、透水性較強、與下部基巖存在明顯差異風化等是導致滑坡發(fā)生的自然因素。滑坡形成的人為因素是人為采礦、不合理的工程開挖，且由于在這些區(qū)域發(fā)生的滑坡規(guī)模較小，受地形影響仍存在二次滑坡的可能性。建議對這些區(qū)域進行監(jiān)測，特別是道路兩旁的滑坡，對有滑動趨勢和已經發(fā)生滑坡的區(qū)域可采用擋墻支擋、注漿加固、抗滑樁加固、植被+工程措施等綜合防護。其中，擋墻法應當慎用，開挖墻基同樣容易誘發(fā)滑坡。

2.4 泥石流

泥石流在四道岔地區(qū)主要發(fā)生在6～9 月降雨較多的季節(jié)，主要因為礦山不合理開采、尾礦不合理堆積導致的土質滑坡，滑坡體為泥石流發(fā)生提供物質來源。泥石流對人類生活造成巨大損失，主要在泥石流形成區(qū)和堆積區(qū)，因泥石流堆積區(qū)一般地質結構疏松、地勢平坦、水資源豐富導致植被生長掩蓋堆積痕跡，不經考察，又盲目進行工程建設、人類活動頻繁，待到雨季降水量劇增會再一次發(fā)生災害。因此，對于發(fā)生泥石流的區(qū)域應當重點記錄、設置標識，在進行工程建設時應當進行專業(yè)的地質勘察、實地調查和監(jiān)測、防治工程。

3 結論

四道岔是烏魯木齊地質災害易發(fā)區(qū)域之一，地質災害嚴重威脅人類生命財產安全和破環(huán)生態(tài)環(huán)境。地層巖性、地質構造運動、水文地質條件、人類活動都是影響地質災害發(fā)生的主要因素，區(qū)內應當開展多因素綜合分析災害成因，盡量從源頭減少災害的發(fā)生。

應當重視該地區(qū)的災害防治，對于人員密集、重要工程集中的區(qū)域應當建立完善的災害監(jiān)測預警裝置、采取多種方式結合的綜合治理措施，減少地質災害發(fā)生、及時預測并預報地質災害發(fā)生時間、減少地質災害發(fā)生造成的損失。

四道岔地區(qū)主要發(fā)生的地質災害有滑塌、崩塌、塌陷、滑坡、泥石流，對于以上地質災害應當有針對性的采取適宜的防治措施，雨季是以上地質災害發(fā)生的高峰期，應當注意對地表水的疏通、合理排導地下水，對易發(fā)生以上災害的地段提前進行支擋加固、綜合防護。