铁路专用线建设工程地质灾害探讨

　　九江城西港区铁路专用线位于九江市城西港区，拟建项目占地面积84.6470hm2。根据《九江市城西港区铁路专用线工程可行性研究报告》优选闸外方案即专用线自沙浔线K5+600引出，与既有沙浔线并行300m后跨越新开河，下穿九瑞大道后与214专用线并行300m后折向西北，跨越城防堤、新开河，下穿港城大道延伸线折向西，跨越永安大堤后与港城大道向西并行3.4km，以半径350m的反向曲线绕避官湖路后，在春江路北侧与之并行4.7km至保税区作业区，线路全长11.344km。专用线在CK1+446处与新开河堤坝交叉，交叉处的铁路轨面标高为24.87m，堤坝坝顶标高为20.0m，不能满足铁路净空要求，需对道路进行改移，改移长度为300m。专用线在CK2+017处与港城大道交叉，道路全长1.800km，桥长1395m。本工程建筑规划布局因地制宜，充分利用周边环境，以达到环境优美和最大限度地保持或减少对自然环境破坏的目的。

　　2.区域地质背景

　　本区位于赣西北上地幔凹陷区和鄱阳湖盆上地幔隆起区之间的深层构造变异带上。晚第三纪末，本区开始进入第四纪时期的新构造运动发展期，地壳运动以差异升降运动为主，庐山、沙河—瑞昌一带的山地、丘陵和岗地，总体趋势以抬升为主，庐山山体受东、西两侧断裂构造夹持，在燕山运动的基础上进一步强烈抬升，形成断块山，是本区域抬升最强烈的地段。拟建工程位于瑞昌—武宁—铜鼓断裂东侧约10km处，九江—靖安活动性断裂西侧约5.5km处，瑞昌—星子—鹰潭断裂北东侧约16km处，区域稳定性差。根据《中国地震动参数区划图(GB18306—2015)》，本区区域地震基本烈度为Ⅵ度，地震动参数0.05g。属于工程建设抗震设防区域。

　　3.地质灾害危险性现状评估

　　3.1地质灾害(隐患)类型及特征

　　本次调查，现状条件下，评估区目前未发现崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。根据评估区地质环境条件，本次地质灾害危险性现状评估，主要是针对评估区崩塌滑坡危险性、泥石流易发性、岩溶地面塌陷易发性等进行分析评价，并对已发生或可能发生的地质灾害进行危险性评估。

　　3.2地质灾害危险性现状评估

　　(1)崩塌、滑坡现状及自然斜坡稳定性评估区主要位于长江一级阶地，次为赛湖滨湖平原及长江二级阶地，地势开阔平坦，主要为农田和村庄。评估区内目前未发现崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。区内总体地势比较平缓，周边没有对拟建区有影响的高陡自然斜坡。拟建区地面坡度1°~5°，植被发育。自然状态下，自然斜坡稳定性好。(2)泥石流易发性评估区地貌类型主要为长江一级阶地，赛湖滨湖平原及长江二级阶地区内地势平坦，谷底平缓，汇水面积小，沟中无积水或堵塞现象，沟口无泥石流堆积物。沟谷两侧斜坡稳定且坡面植被发育，现已基本为城市建设区。自然状态下，发生泥石流灾害的可能性小。(3)地面塌陷易发性评估区处赛湖向斜，评估区西部及拟建区西部(AK6+000~AK11+344.12)下伏基岩为三叠系碳酸盐岩，为覆盖型岩溶分布区。自然条件下，评估区及其周边未发生岩溶地面塌陷。根据岩溶地面塌陷易发程度量化评价标准表(表1)，结合本区环境地质条件进行量化分析(表2)，得分25分，评估区西部及拟建区西部(AK6+000~AK11+344.12)属岩溶地面塌陷易发区。在疏排地下水、削方、加载、机械振动及地震等情况下，发生岩溶地面塌陷的可能性大。评估区东部及拟建区东部(AK0+000~AK6+000)下伏为古近系新余组红色碎屑岩分布区。该区域红色碎屑岩岩层厚度较小，且岩性为砂砾岩、灰质砾岩，局部具可溶性。下伏碳酸盐岩可能出现“开天窗”现象，以及工程施工中疏排地下水、削方、加载、地震等情况下，存在局部发生岩溶地面塌陷的可能性，为岩溶地面塌陷低易发区。拟建区及其附近没有坑采矿山，无地下采空区分布，也没有人防工程硐室，不具备发生采空地面塌陷的条件。

　　3.3洪水

　　铁路路面设计标高为16.432m~24.893m(黄海高程)，1998年长江最高洪水位标高为23.03m(吴松高程)，赛湖最高洪水位21.69(吴松高程)，九瑞地区吴松高程比黄海高程高约1.78m。AK02+400—AK06+000设计路面标高16.432m~20.827m、AK09+650—AK11+344.12设计路面标高16.627m~21.027m。因此上述路段设计路面标高低于拟建铁路附近的长江或赛湖最高湖水位，易遭受洪水淹没。故汛期应加强长江大堤稳定性监察。

　　3.4长江岸坡稳定性

　　评估区北部主要位于长江一级阶地，地面标高10.67m~27.13m，地形坡度1°~5°。堤外高河漫滩宽约10m~20m，长江岸坡水上部分坡度为3°~6°，水下部分约18°左右。评估区北侧长江大堤堤顶高程25.39m，堤顶宽8m，迎水面坡度约16°，背水面坡度35°左右。长江大堤在迎水面采用砼预制块护坡，背水面设置二级坡，中间平台宽6m。1998年长江流域遭遇特大洪水后，当地政府对该段长江大堤进行了除险加固，主要为混凝土心墙、砼预制块护面等，现防洪堤是按抵御百年一遇的特大洪水设计施工。据拟建铁路AK4西南处0.1km处的《九江旭阳雷迪高科技股份有限公司三期工程(城西港厂区)岩土工程勘察报告》，拟建区附近长江岸坡第四系冲积层自上而下有：①粉质粘土，厚度0.60m~5.0m;②淤泥质土，厚度3.80m~14.90m;③细砂，厚度3.0m~14.7m;④淤泥质土，厚度1.50m~14.00m;⑤细砂，厚度0.20m~7.30m;⑥粗砂，厚度0.50m~7.00m。淤泥质粉质粘土层工程特性差，属软弱土层。粉质粘土及淤泥质粉质粘土力学性质较差，抗江水侵蚀能力弱，易遭受侵蚀，属易冲刷土质岸。江岸易于被侵蚀产生崩岸，自然岸坡稳定性差，应加强岸坡的防护及监测。另外，九江长江防洪大堤4—5#闸口处在1998年特大洪水期间曾发生管涌现象。拟建区北侧长江岸坡地层岩性和结构与之相似，长江汛期洪水位局部高于拟建场地地面标高，洪水可沿长江大堤底部砂层向堤内渗透，进而可能发生管涌现象，导致堤基变形。汛期应加强大堤稳定性监察。

　　3.5赛城湖堤岸边坡稳定性

　　评估区南部为赛城湖湖滨平原，现赛城湖泥面高程约为11.3m~13.5m，陆域八赛隔堤堤顶高程21.50m~22.70m。据拟建铁路起点南部1.4km处的《九江市八里湖新区沙阎路闸桥工程初步设计阶段工程地质勘察报告》，地下水位埋深0.20m~4.70m。淤泥质粉质粘土层工程特性差，属软弱土层。粉质粘土及淤泥质粉质粘土力学性质较差，抗湖水侵蚀能力弱，易遭受侵蚀，属易冲刷土质岸。同时，拟建铁路线南部东西两侧均为湖泊，地下水位较高，虽地基土渗透性呈微~弱透水性，但基础施工时加强排水工作仍是必要的。

　　3.6现状评估结论

　　综上所述，评估区内目前未发现崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，区内自然斜坡稳定性好。拟建区沟谷不甚发育，自然状态下，发生泥石流灾害的可能性小。拟建区西部为覆盖型岩溶分布区，经量化评估，本区属岩溶地面塌陷易发区。在疏排地下水、削方、加载、机械振动及地震等情况下，发生岩溶地面塌陷的可能性大;拟建区东部为古近系红层分布区，岩溶发育程度较弱，本区属岩溶地面塌陷低易发区。下伏碳酸盐岩可能出现“开天窗”现象，以及工程施工中疏排地下水、削方、加载、地震等情况下，存在局部发生岩溶地面塌陷的可能性。拟建区无地下采空区分布，也没有人防工程硐室，不具备发生采空地面塌陷的条件。AK02+400—AK06+000及AK09+650—AK11+344.12设计路面标高低于拟建铁路附近的长江或赛湖最高湖水位，易遭受洪水淹没。故汛期应加强长江大堤稳定性监察。

　　4.地质灾害危险性预测评估

　　经预测评估，拟建铁路主要布设于长江一级阶地，次为塞湖湖滨平原及长江二级阶地。铁路建设需大量挖填方，全线填方路段共9段，切方段1段，将在拟建铁路东南侧形成少量临时挖方边坡，边坡高度一般小于2.5m，边坡稳定性较好。其中，挖(土石)方2.581万立方米，填方(压实)9.188万立方米，填料部分来自于挖方区。由于填方量大于挖方量。需在场地外取土，设计取土场位于区外(可研报告尚未明确具体取土场位置)。工程建设过程中，取土、弃土会破坏自然环境，诱发崩塌、滑坡、水土流失等地质灾害。应及时绿化和设置必要的防护设施，恢复植被或覆土造地。拟建区软土广泛分布，属不良地质土体，易受地震震动产生液化而降低地基强度，不宜作建筑物基础持力层。沿线共有2座特大桥，2座中桥，2座小桥。桥址工程地质条件复杂。桥梁在桥基开挖过程中，应加强岩溶勘察，查清桥位区岩溶发育特征，并对溶洞进行处理和采用嵌岩桩基础，避免建桥中及今后铁路运营中诱发岩溶地面塌陷。桥梁跨越区为平原区，不存在发生泥石流的可能。拟建铁路穿越覆盖型碳酸盐岩分布区基本位于城门山铜矿疏干漏斗影响半径范围内，存在诱发岩溶地面塌陷、地裂缝、地面沉降的可能。拟建区属岩溶地面塌陷易发区。因此拟建工程建设过程中的加载、机械振动、抽排岩溶地下水及地震等均可能诱发岩溶地面塌陷。

　　5.防治措施

　　(1)工程建设设计前，应进行详细的岩土工程勘察，查明拟建场地范围内地基岩土体岩性、厚度和物理力学性质等岩土工程地质条件。尤其要查明场地灰岩岩溶发育特征及分布规律。同时，应查明软弱土、可液化砂土、溶洞等空间分布和物理力学性质，地下水水位埋深，采取适合的基础形式，防止建筑物基础不均匀沉陷或塌陷。(2)填方区应控制填土质量，分层夯实，密实度应达到有关施工规范要求，且填土层不宜作建筑物地基持力层。构(建)筑物应置于符合要求的持力层之中，并采取防塌陷的基础。填挖方交接处施工应注意防止因填挖差异而引起路基变形。临时挖方边坡按严格按相关规范施工和采取相应的边坡防护措施，保障拟建工程施工安全。软土分布区应进行清淤换填或抛石碾压挤淤处理，防止路基发生下沉或滑移。工程勘察钻孔应及时封孔，防止汛期诱发管涌现象。(3)工程施工期间应进行全面监测，包括软土地基沉降，施工过程中的加载、机械振动和城门山铜矿疏干影响等可能诱发岩溶地面塌陷。为避免拟建筑物产生不均匀沉降，独立构筑物尽量采取同一种基础型式、同一个持力层。如选择不同的基础型式或不同的基础持力层时易产生不均匀沉降问题。若选择不同岩土层作持力层，设计对拟建筑物应设沉降缝，并且设计根据根据上部结构荷载大小或偏心距荷载适当扩大部分基础底面积，或进行桩长、桩径、桩间距的优化措施，同时施工期间加强沉降观测。拟建区及附近1km范围内不宜抽排岩溶水，防止诱发岩溶地面塌陷。

　　6.结论

　　评估区地质环境条件为复杂类型，拟建工程属重要建设项目，本建设项目地质灾害危险性评估等级为一级。自然状态下，拟建场地遭受崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害危害的可能性较小。拟建区西部(Ⅰ级分区)为隐伏灰岩区属岩溶地面塌陷易发区及东南部软土区，拟建区东部(Ⅱ级分区)为隐伏红色碎屑岩区属岩溶地面塌陷低易发区。拟建区及周边无地下采空区和硐室，区内不具备发生采空地面塌陷的条件。填方地基局部填土厚度较大且沿线广泛分布有淤泥质软土，存在发生不均匀沉降和滑移的可能;临时性人工开挖边坡在按相关施工和采取护坡等条件下发生崩塌、滑坡的可能性较小;拟建区西部属岩溶地面塌陷易发区，拟建工程施工过程中的加载、机械振动、抽排岩溶地下水及地震等均可能诱发岩溶地面塌陷的发生。填方路堤边坡按设计要求进行压实填方及护坡。评估结果表明，建设单位在工程建设前或建设过程中对有关地质灾害进行科学防治后，拟建场地基本适宜本工程建设。总体评价，拟建场地基本适宜本工程建设。

　　参考文献：

　　[1](DZ/T0286-2015)地质灾害危险性评估规范[S].2015.

　　[2]九江城西港区铁路专用线工程可行性研究[R].中铁上海设计院集团有限公司,2018,9.

　　《铁路专用线建设工程地质灾害探讨》来源：《西部资源》，作者：洪波罗