（地质工程专业论文）成昆线k242k331段崩塌灾害危险性研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 wi l _i i _ i i i i i i i i i i i i i i i i 摘要 崩塌灾害是铁路的主要灾害之，其对铁路的危害程度之大。成昆铁路历来是地质 灾害最严重的铁路，灾害类型多样化且复杂化，本文以成昆线k 2 4 2 k 3 3 1 段铁路为背 景，经过实地逐个调查，统计了该段铁路的崩塌、落石灾害，并结合区域地质报告等 各种资料进行分析研究。 本文主要研究了该段铁路的灾害类型，地层岩性，危险程度、对铁路破坏程度。区 域内主要以灰岩、砂岩为主，大部分崩塌属于倾倒式崩塌和错断式崩塌。以及较轻微 的坡面溜坍和滚石。在危险性评价中，结合专家意见，总结出该区域内的崩塌地质灾 害危险性评价指标体系和分级标准。由于各指标因子对崩塌诱发的影响作用不同，因 此在评价中给出的权重也不一样。根据专家经验以及结合实地情况应用层次分析法计 算得出各评价因子权重。采用了综合指数法和模糊数学方法对崩塌分析计算，给出了 崩塌评价指标，对崩塌灾害危险性评价，比较两种方法的计算结果，最终得出危险性 评价结果。给出崩塌的危险性程度。对于崩塌的研究结果给出防治措施和安全对策建 议，本文提出了多种有效的防治措施，根据各工点灾害的危险性程度，给出最有效、 最经济的防治措施。确保最大限度的减少灾害对铁路的破坏。 关键词：崩塌地质灾害层次分析法评价指标模糊数学防治措施 西南交通大学硕士研究生学位论文第l l 页 a b s t r a c t r o c k f a l ld i s a s t e ri so n eo ft h em a i nd i s a s t e r s i t sd a m a g eo nt h er a i l w a yi ss o l a r g e c h e n g d u k u n m i n gr a i l w a yh a sa l w a y sb e e nt h ew o r s tr a i ld i s a s t e rw h i c hi sd i v e r s e a n dc o m p l e x t h e s i sg i v eaf i e l d b y - s u r v e yo nt h es e c t i o no ft h er a i l w a y sc o l l a p s e ，r o c k f a l l h a z a r d c h e n g d u k u n m i n gr a i l w a ys e c t i o nk 2 4 2 一k 3 3 1b a c k g r o u n dc o m b i n e d 、析t l lr e g i o n a l g e o l o g i c a lm p o n s a n d a n a l y z i n gt h er o c k f a l ld i s a s t e r t h e s i ss t u d i e dt h es e c t i o no fr a i l w a yd i s a s t e rt y p e ，l i t h o l o g y , t h ed e g r e eo fr i s ka n dt h e d e g r e eo fd a m a g e t h em a i n l yl i t h o l o g yi nt h er e g i o ni sl i m e s t o n ea n ds a n d s t o n e ，s om o s to f t h er o c k f a l ld i s a s t e ra r et i l t i n gr o c k f a l la n dd i s l o c a t i o nt y p er o c k f a l l ，a sw e l la sm o r em i n o r s l i ps l o p er o c k f a l la n dt h er o l l i n gs t o n e s i nt h er i s ke v a l u a t i o n c o m b i n e d 、析吐le x p e r t o p i n i o n ，s u m m e du pt h er e g i o n sr o c k f a l lg e o l o g i c a lh a z a r de v a l u a t i o ns y s t e ma n dg r a d i n g s t a n d a r d s b e c a u s et h ei n f l u e n c eo fi n d e xf a c t o ro nl a n d s l i d e i n d u c e di sd i f f e r e n t ，s ot h e e v a l u a t i o ni sn o tg i v e ni nt h es a m ew e i g h t a c c o r d i n gt oe x p e r te x p e r i e n c ea n dt h es i t u a t i o n o nt h eg r o u n dc o m b i n e d 、 ，i ma h pc a l c u l a t e dw e i g h to fe a c he v a l u a t i o nf a c t o r w i t h s y n t h e t i c a li n d e xm e t h o da n df u z z ym a t h e m a t i c sm e t h o d s ，w ea n a l y s er o c k f a l la n dg i v et h e r o c k f a l lo fg e o l o g i ch a z a r de v a l u a t i o nw i t l lt h er o c k f a l lo fe v a l u a t i o ni n d e x e s c o m p a r i n g t h et w om e t h o d so fc a l c u l a t i o n , w eo b t a i nt h ef i n a lr i s ka s s e s s m e n tr e s u l t sa n dt h el e v e lo f r i s ko fr o c k f a l l t h er e s u l t sa le g i v e nf o rt h e f a i l u r eo fc o n t r o lm e a s u r e sa n ds a f e t y c o u n t e r m e a s u r e s t h e s i sp r e s e n t sav a r i e t yo fe f f e c t i v ep r e v e n t i o nm e a s u r e s a c c o r d i n gt ot h e l e v e lo fr i s ko fr o c k f a l l ，w eg i v et h em o s te f f e c t i v ea n de c o n o m i cc o n t r o lm e a s u r e s ，e n s u r i n g m i n i m u md a m a g et ot h er a i l w a yd i s a s t e r k e y w o r d s ：r o c k f a l ld i s a s t e r ；a h p ；e v a l u a t i o ni n d e x e s ；f u z z ym a t h e m a t i c sm e t h o d s ；c o n t r o l m e a s u r e s 西南交通大学曲南爻嬗大罕 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ) 嚣篙麓易j 魏 日期： 如，莎少 指导老师签名：v 易唔毛蒡 日期：加彤厂2 , - 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 在充分利用已有资料及现场勘查成果的基础上，通过研究区域地质条件和现 场数据，在结合专家意见利用综合评判法以及模糊数学评判法对咳段铁路沿线崩 塌进行计算分析，得出危险性成都指数。最终根据评判结果给出相应防治对策。 本论文的主要工作如下所示： 1 现场调查崩塌的各种自然条件，收集既有地质资料，对崩塌工点统计： 2 分析该段铁路的崩塌类型以及形成成冈； 3 利用层次分析法计算适合该区域的崩塌凶子权重值并利用综合指数法进 行评削； 4 利用模糊数学综合评判法汁算各工点的危险性隶属度，分析评价计算出结 果，并对照现场调查结果进行综合评价； 5 根据各工点的评判结果提f f 相应的防治对策，给出有效、经济的治理方案。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得 的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作 了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 磊砂 l 钆 参似 孙 矽 签 ： 者 期 作 同 文沦位学 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 立项依据及研究意义 成昆铁路( 成都。昆明) 于1 9 5 8 年7 月开工修建，1 9 7 0 年7 月1 日通车。成昆铁路北起 四川成都，南至云南昆明，途径峨眉山、西昌、攀枝花、元谋、广通等矿产资源集中 地区和少数民族聚居地区。线路横跨大渡河、金沙江，穿越川西平原、大小凉山和滇 中高原，建设里程1 0 8 3 3 2 公里，运营里程1 1 0 0 公里。穿越大小凉山，有深二、三百 米的“一线天”峡谷。从金口河到埃岱5 8 公里线路上有隧道4 4 座。从甘洛到喜德1 2 0 公里 地段4 次盘山绕行5 0 公里，1 3 次跨牛日河，真间有6 6 公里隧道和1 0 公里桥梁。过喜德后 8 次跨安宁河，在三堆子过金沙江。金沙江河谷是著我的断裂带地震区，线路在河谷3 次盘山，4 7 次跨龙川江，然后南下至昆明。保障其畅通具有重要的战略意义。 成昆铁路位子我国陆地地势三级阶梯中的一、二级阶梯之间，线路主要辗转于四 川盆地至云贵高原的过渡带。由于受青藏高原隆升的影响，该段现处在强烈抬升期， 山高坡陡，水深流急，地形地质条件十分复杂，地质灾害频繁。自建成通车以来，饱 受崩塌落石、滑坡、泥石流等地质灾害和地震灾害【1 刁】的困扰，对铁路安全运营造成一 定威胁。主要类型如下： ( 1 ) 崩塌落石 该段山体尚处于地壳抬升过程中陡坡改造的不稳定自然改造阶段，岩性以沉积岩 为主，沿线断层和挤压褶皱发育，临空面卸荷节理及倾向坡外的大型剪切节理发育， 极易产生崩塌落石等地质灾害。岩石常沿岩层面或节理面崩落而下，崩塌落石问题比 较突出。自正式运营以来，该段已多次发生崩塌落石及坍方。 ( 3 ) 地震 成昆铁路主要在四川境内运行。建国以来已经发生过多次灾情严重的大地震。地 震除产生直接危及行车及人身灾害外，还加剧了山体开裂程度，加快岩体松弛及风化 速度，使原来稳定的坡体逐渐变得不稳定，使部分山体处在极限平衡状态。在后期暴 雨冲刷侵蚀作用下，不断形成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。所以，地震后一段时 期，山体都不易稳定，都会形成地质灾害高发期和地质灾害重灾区。 由上可见，成昆铁路具备多发、易发地质灾害的地质背景条件，地质灾害现象是 较为严重的，对铁路的影响亦是重大的。对此，成都铁路局工务处对沿线地质灾害进 行不懈整治，基本保证了铁路运输的正常运行，但复杂的地质条件，以及自然环境对 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 i i i i i i 一 li a i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 宣i i i i i i i i i i i i 地质条件的不断破坏和改造，使地质灾害不断演变加剧，防不胜防。如何减轻这些地 质灾害对行车安全的影响，也是一个长期而艰巨的任务。 鉴此，成都铁路局于2 0 0 7 年1 2 月组织成都铁路局防洪办、西南交通大学、成都 铁路局西昌工务段的有关专家和技术人员，对成昆铁路k 2 4 2 k 3 3 1 段的崩塌、落石等 地质灾害进行调查研究，以国土资源部2 0 0 4 年3 月颁布的国土资发 2 0 0 4 1 6 9 号文关 于实行建设用地地质灾害危险性评估的通知和建设用地地质灾害危险性评估技术 要求为依据【l 】，进一步查明了成昆铁路k 2 4 2 k 3 3 1 段基本地质条件、主要地质灾害 分布规律及其严重程度，查明了主要地质灾害对铁路的危害程度。建立了适合该区段 地质条件的地质灾害危险性评价指标体系和分级标准，对沿线主要地质灾害进行了危 险性评价并确定其严重等级，对各灾害工点提出了初步防治对策建议和防护等级，为 对该段铁路地质灾害进行有效整治提供了决策依据，为成昆铁路地质灾害研究信息化、 定量化、科学化发展作出了贡献。这对进一步整治该段铁路地质灾害，防灾减灾，改 善成昆铁路行车安全环境，具有十分重要的现实意义。同时对其它类似铁路工程建设 用地的地质灾害危险性研究及综合整治也具有积极借鉴意义。 1 2 国内外研究现状 地质灾害是自然灾害的一种，地质灾害是指造成人类生命财产损失和环境破坏的 地质事件，上世纪中叶以来，我国工程地质灾害发生的数量、发生频率以及地质灾害 造成的经济损失等都呈明显上升趋势p 5 j 。 国内外对灾害的研究历史非常久远，但地质灾害危险性评估作为新兴的一门边缘 学科是在近几十年以来随着地质灾害造成的生命财产损失愈发严重和相关学科迅速发 展而兴起的，迄今尚未形成相对完善的理论科学体系，尽管如此，地质灾害危险性评 价在实践中取得了长足的发展和进步，不仅在抗灾防灾减灾中发挥了重要作用，而且 为地质灾害危险性评价逐渐走向成熟奠定了基础，具有政府决策和指导工程建设的现 实意义。目前地质灾害危险性评价实现了质的飞跃，其主要发展趋势是从历史与现状 分析趋向预测与研究相结合；从个性分析趋向个性与区域研究相结合；从定性分析趋 向定量化评价；从单要素分析趋向多因素综合评价；从传统的调查统计和手工制图趋 向以r s 、g i s 和g p s 的“3 s ”技术为核心的数字模型化评价与计算机制图，并向网络化 技术发展【4 1 。地质灾害危险性评估f 5 7 】目前成为国内外灾害科学研究的热点之一，也是 灾害预测预报和防灾减灾工作的主要内容。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 1 2 1 国内研究现状 我国是世界上记录灾害最悠久、史料最丰富的国家，但由于历史的局限早期的灾 害研究主要局限于对灾害事件现象和灾害造成的损失情况的描述统计。新中国成立以 后，国家特别重视减灾工作，为了有效的防灾、减灾，特别加强了灾情调查评估，并 取得显著成绩。在我国，地质灾害领域的评估刚刚开始兴起。近年来，有关部门和专 家开始注重地质灾害灾情评估方面的工作，研究理论不断提高，研究内容不断丰富。 随着灾害对社会经济影响的日益严重和国际灾害研究的迅速发展，我国的灾害评估研 究得到了蓬勃发展，虽然尚未形成独立的科学体系，但许多方面已达到或接近国际先 进水平。 2 0 世纪8 0 年代以前，地质灾害研究主要局限于对灾害的分布规律、形成机制、趋 势预测【7 】等方面的分析，基本依附于水文地质、工程地质等的研究工作。单灾种危险性 评价研究一直停留在公路、铁路沿线以及其它工程建设区的崩塌、滑坡和泥石流灾害 危险性定性分析阶段。8 0 年代以后，地质灾害研究开始突破传统的研究模式，研究水 平不断提高，研究内容日益丰富，开始向新的独立的学科领域发展，随之，灾害的危 险性评估亦开始起步，相继开展了区域性地质灾害危险性评价工作，并建立了各类地 质灾害危险性评价模型。其中，1 9 9 2 1 9 9 4 年由国家计委国土司和地质矿产部地质环境 管理司共同组织的全国地质灾害现状调查，针对全国地质灾害损失程度和分布情况进 行了评价。张梁、张业成等针对我国泥石流、崩塌和滑坡等灾害，建立了地质灾害危 险性指数评价模型和危险性评价分析模型，在对中国近4 0 年地质灾害灾情分析的基础 上，运用层次分析法( a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ) 分析评价了中国地质灾害的危害程 度，进行了全国范围内的危险性区划，并绘制了地质灾害强度分布图和区划图。殷跃 平等对我国地质灾害类型、分布规律、成因机制、级别及其灾害损失程度等进行分析 的基础上，运用专家打分、模糊综合评价和危险性指数等方法对地质灾害现状进行了 综合评价，绘制了目前我国地质灾害的现状评价图，综合表征了我国目前地质灾害的 空间发育现状。 地质灾害危险性评估中，张梁、张业成等在总结中国地质灾害概况和国内外自然 灾害灾情评估发展基础上，分析地质灾害的自然属性和社会属性特征，提出了地质灾 害灾情评估的理论基础和基本方法。所有这些不仅为地质灾害的防治提供了科学依据， 同时也从理论上和实践上为地质灾害危险性评估提供了宝贵的经验。 国内应用g i s 技术开展地质灾害研究工作起步较晚。但自9 0 年代以来，以g i s 空 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 间化技术为支撑地质灾害评价的应用日益广泛，在许多方面发挥了重要的作用，特别 是在地质灾害危险性评价、风险管理和减灾管理中发挥了巨大作用。 1 9 9 8 年，国土资源部长长江三峡地质灾害防治指挥部、全国地质环境监测总站等 进行了“地质灾害信息系统及防治决策支持系统”的专项开发研究。雷明堂、蒋小珍等 在岩溶塌陷评价中运用g i s 技术，根据塌陷影响因素( 如岩溶化程度、断裂分布、上 层厚度、水动力条件及已有塌陷分布) ，利用g i s 的距离分析、标量分析、网格叠加分 析和分级分组分析等，完成研究区塌陷危险性评价及分区。2 0 0 0 年，唐川等人利用 a r c i n f o 的叠加分析功能，选取了地震烈度、地形坡度、岩土体类型和现存滑坡密 度等四个因子编制了云南省地震诱发滑坡危险区预测图。2 0 0 1 年，阮沈勇、黄润秋等 人在“山区小流域地质环境及地质灾害预测的g i s 系统”项目中将信息量模型与g i s 系 统相结合，对长江三峡库区的新滩一巴东段的地质灾害进行研究，得出了该地区的危 险性区划。结果表明该系统从理论方法和技术路径上实现了基于g i s 的地质环境评价 和地质灾害预测，并具备了较强的评价预测功能和迸一步扩展能力。 1 2 2 国外研究现状 2 0 世纪6 0 年代以前，灾害研究主要局限于灾害机理及预测研究，重点调查分析 灾害形成条件与活动过程。7 0 年代以后，随着自然灾害破坏损失的急剧增加，促使人 类把减灾工作提高到前所未有的程度。一些发达国家首先拓宽了灾害研究领域、在继 续深入研究灾害机理的同时，开始进行灾害评估工作。1 9 7 1 年h e w i t t 和b u r t o n 提出了 “一地多灾”( a 1 1 h a z a r d s a tap l a c e ) 的研究计划。这一技术路线要求对这一地区的破坏时 间的所有类型( s p e c t r u mo ft y p e so fd a m a g i n ge v e n t s ) 统计聚集特征，以及对相互关系进 行描述，包括有9 个灾种，每个灾种的特征项有强度( m a g n i t u d e ) 、轮回周期( r e t u r np e r i o d ) 和过去的损失记录( p a s td a m a g er e c o r d ) ，但这一设想由于种种原因未能付诸实施而未能 最终做出多种的综合危险图。 c h a n gi a 和f c h u n g 等在哥伦比亚中部滑坡灾害区划时，利用地质图、地貌复 合图、地形坡度图和土地利用图等4 0 个指标数据和本地区1 9 6 0 年以前的滑坡灾害 发生情况数据，采用多元回归数据法，得出了对本地区历史滑坡的发生贡献最大的因 子，然后进一步得出本地区未来时段( 1 9 6 0 1 9 8 0 年) 的滑坡灾害预测图，并以5 级划 分( 甚低、低、中等、高、甚高) 得出了滑坡灾害危险性分区图。r a n b a l a g a n 和b h a w a n i s i n g h 在r a n b a l a g a n 前期关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上，提出了 危险性评价制图的新方法。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 瑞士是世界上开展地质灾害风险区域研究与灾害立法十分成功的国家之一，早在 1 9 7 9 年，瑞士就颁布了联邦政府土地管理法( l o if 6 挺r a l $ u r1 a m e n a g e m e n td u t e r r i t o i r e ) ，有关自然灾害防治部分，法律在第2 2 条规定：“各州需要调查并确定处于 受自然动力严重威胁的土地范围”。以联邦政府法律为依据，各州政府制定了相应的州 政府法律，如沃9 、i l ( v a u d ) 在土地管理法律第8 9 条规定：“受自然灾害，如雪崩、滑坡、 崩塌、洪水威胁的土地，在未得到专家评估、充分论证或危险排除之前，禁止在灾害 危险区进行任何建筑活动”。在灾害高危险区域内建筑一方面属于违法，另一方面作为 财产保险范畴，保险公司拒绝接纳灾害高危险区的财产保险业务，从而保证了瑞士全 国范围内自然灾害的最有效控制。 2 0 世纪8 0 年代，受统计回归分析和判别分析在矿床预测中应用的启发， c a r r a r a a ( 1 9 8 3 ) 将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中【2 0 1 。并在世界各国 得到迅速发展与推广。春1 1 1 ( h a r u y a m ah ) 和川上( k a w a k a m ih ) ( 1 9 8 4 ) 禾1 j 用数学统计理论 对日本活火山地区降雨引起的滑坡灾害进行了危险度评价。b a e z ac 和c o r o m i n a s j ( 1 9 9 6 ) 禾1 j 用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估。c a r r a r aa 、c a r d i n a l im 、 g u z z e t t if 等( 1 9 9 2 ) 将统计模型与g i s 结合，应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑 坡危险性评估。另外，模糊数学方法也是目前地质灾害空间预测研究中应用较为广泛 的方法之一。 为了推进广泛的国际间协调合作，联合国在1 9 8 7 年通过会议，确定在二十世纪最 后十年开展“国际减轻自然灾害十年”活动。九十年代初，c e n d r e r o 等提出基于自然单 元分级体系的环境质量评价新思路，该方法将人类生活的环境视为由许多不同的环境 因子构成的自然单元，每一单元具有相对的均一性，高级单元的性状用低级单元的综 合指标来表征。评价环境因素和整体环境的质量时，根据问题的性质，选择评价因子， 并将其转化为指标，然后，按评价指标的重要性对重要性加权综合，用环境因素质量 的综合指标来衡量整体质量环境。从9 0 年代起，围绕国际减灾1 0 年计划行动，北美 及欧洲许多国家在原地质灾害危险性分区研究的基础上，开展了地质灾害危险性与土 地使用立法的风险评价研究。把原来单纯的地质灾害危险性研究拓展到了综合减灾效 益方面的系统研究【1 9 】。1 9 9 1 年，联合国国际减灾十年( i d n d r ) 科技委员会提出了国 际减轻自然灾害十年的灾害预防、减少、减轻和环境保护纲要方案与目标 ( p r e e m p t ) 。在规划的三项任务中第一项就是灾害评估，在灾害评估规划中提出：“各 个国家对自然灾害进行评估，即评估危险性和脆弱性。主要包括：具有危害性的灾 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 害类型；对每一种灾害威胁的地理分布和发生间隔及影响程度进行评估；评估最 重要的人口和资源集中点的易灾性。”把自然灾害危险性评估纳入实现减灾目标的重要 措施。1 9 9 6 年6 月在德国召开的第八次国际防灾会设有专题“灾害的危险性和不确定性 评估”。国际减灾活动得到许多国家的积极响应，使灾害研究空前发展。主要表现为： 研究机构和人员不断壮大；灾害学术刊物不断增加；专业会议频频召开；灾害研究领 域迅速扩大；人类对灾害的认识不断丰富和深化。 2 0 世纪9 0 年代以来，随着计算机技术和信息科学的高速发展，以处理和分析地 理空间数据为主要特点，满足模型计算要求，具有属性数据库与图形库动态联接和导 入导出功能的地理信息系统( g i s ) 技术得到了空前发展。g i s 技术与地质灾害空间预测 数学模型方法结合成为地质灾害研究的热点领域。由于g i s 技术具有空间分析、制图 功能和可视化的特点，g i s 技术在地质灾害区划研究方面正得到快速发展。以g i s 软 件为技术平台的地质灾害的危险性、易损性和风险评价系统研究正逐步成为本领域研 究的发展方向之一。 目前，关于区域地质灾害危险性评价的研究成果直接效益尚不明显，危险性评价 主要局限于滑坡、泥石流等引起的区域地质灾害。国外学者对地质灾害危险性分析的 研究多是针对单一灾害类型以及有关公众对灾害的应急对策和小区域研究，并引入 g i s 技术来定量进行研究。由于g i s 技术具有空间分析、制图功能和可视化的特点， g i s 技术在地质灾害区划研究方面正得到快速发展。以g i s 软件为技术平台的地质灾 害的危险性、易损性和风险性评价系统研究正逐步成为本领域研究的发展方向之一。 但目前g i s 主要应用于区划地质灾害及单灾种的研究，利用g i s 对铁路地质灾害多灾 种综合影响下的危险性评价还不多见。利用g i s 技术实现地质环境信息的管理、可视 化、查询、输出等功能，操作简单，移植性强的地质环境信息系统也不多见。 1 2 3 建设用地地质灾害危险性评估存在的问题 建设用地地质灾害危险性评价属于新内容，到目前为止，尚未形成完整的理论与 方法，评估实践中关于评估范围、评估重点的确定，现状评估与综合预测评估的对象、 侧重点以及方法问题，尚存在一定程度的争执。 国土资源部2 0 0 4 年3 月颁布的工程建设用地地质灾害危险性评估技术要求( 试 行) 的规定中，仅规定了地质灾害危险性评估的基本原则，而具体的评价方法措施并没 具体规定，可知这是一项非常具有探索性的研究课题。此评估技术要求对地质灾害危 险性进行了统一分级( 表1 1 ) ，具体实施中使用该标准还有一定困难。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 i ii- i= i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 宣 表1 - 1 地质灾害危险性分级表 主要问题是缺乏量化概念，确定要素中地质灾害发育程度和危害程度均未给出具体 量化指标，危险性分级过程中“危险性大、中等、小，无法准确把握f 2 9 1 。因此，为了 能够更准确地评估地质灾害危险性，为建设用地的安全适宜性从防治地质灾害的角度 得出较为可靠、科学的结论，探索建设用地地质灾害危险性定量评估方法具有现实意 义。 1 3 主要研究内容 本项目主要研究成昆铁路k 2 4 2 k 3 3 1 段沿线基本地质条件和对铁路危害较大的崩 塌地质灾害的分布规律，确定沿线各工点地质灾害的成因、规模、严重程度和对铁路 的危害程度。确定在地震、暴雨等影响因素作用下灾害爆发的可能性，对各灾害工点 提出初步防治对策建议，并探索出一套比较适合该区特色的地质灾害危险性调查及评 估方法。 主要研究内容具体如下： 1 自然地质环境条件：主要包括地形地貌、气象水文、地层岩性、地质构造、区域 稳定性、水文地质、特殊地质等自然地质环境条件。 2 主要地质灾害类型及特点：主要研究沿线崩塌的灾害类型、形成机制、分布规律、 发展规模、严重程度和对铁路的危害程度，确定地震、暴雨等因素对灾害爆发的影响 性。 3 地质灾害危险性评估体系及应用：成昆铁路k 2 4 2 k 3 3 1 段位于四川南侧，地质 环境具有多因素复杂体系，而且这些因素还具有很强的不确定性。危险性综合评估体 系主要是选取形成和影响地质灾害的控制性因素，建立指标体系和分级标准，选择基 本符合实际的危险性综合评估方法并进行评估，通过评估和验证确定该评估体系的正 确性和可行性，同时得出评估结果并确定其严重等级。 4 各灾害工点主要防治对策建议：根据地质灾害危险性综合评估结果，提出沿线各 工点主要地质灾害防治措施建议及其防护等级。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 ii i 一 一i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 1 4 研究思路及技术路线 论文在科研项目的支持下，通过现场调研，收集有关的地质环境资料，完成数据 采集。分别对成昆铁路l q 4 2 - k 3 31 段沿线的自然地质环境条件的研究和对崩塌等主要 地质灾害的类型与特征的研究及地质灾害危险性分析与评价的基础上，研究该区段地 质环境评价和地质灾害危险性综合评估的理论与方法，最后利用综合评估的理论与方 法，对该区段进行实际综合评估工作，并对主要地质灾害提出相应的防治对策。具体 研究方法如下： 1 既有资料收集 主要收集沿线已有的地形地貌、地层岩性、地质构造、气象水文、植被水系、地 震、地质灾害历史、已有防治工程等基本自然地质环境资料，并进行分析和评价。查 清沿线崩塌、滑坡、泥石流等主要地质灾害的形成条件及分布规律。主要含地形地貌、 地层岩性、地质构造、不良地质分布及规模和活动性等。 2 地质灾害调查研究 采用航天遥感、航空遥感与地面调查三个层次相集合的调查研究方法，对沿线地 质灾害的灾害类型、形成条件、影响因素、分布规律、发育程度、自身严重程度和对 铁路的危害程度进行调查研究和分析评价。并通过卫片、航片判译结果与现场调查反 复校核的方法，正确查清沿线地质灾害基本特点。 3 地质灾害危险性体系的建立及应用 ( 1 ) 选取评价指标：地质灾害危险性是指发生致灾地质作用的可能性，核心是致 灾地质作用的活动程度。从定性分析看，致灾地质作用的活动程度越高，危险性越大。 从定量评价看，地质灾害的危险性需要通过具体的评价指标予以反映。地质灾害危险 性分析的指标，主要是指影响致灾地质作用发育的各种因素。影响致灾地质作用发育 的因素很多，尤其是山区地质灾害危险性评价的复杂性和高难度性就在于它是一个有 多种因素确定的复杂体系，而且，这些因素还具有很强的不确定性。如何从这些因素 中选取主要的和控制性因素，是建立危险性综合评估指标的关键所在。本项目主要针 对成昆铁路k 2 4 2 k 3 3 1 段沿线主要地质灾害的特点讨论有关指标建立的原则问题，不 再将系统性和普适性作为构建评价指标体系的首要原则，而是着重强调具体问题具体 分析的基本准则，强调在普适性的框架之下评估该区段的具体实际。 考虑该研究区段特殊的自然环境条件，通过对该区段地质环境的调查分析，对沿 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 线崩塌主要地质灾害，选定的影响因素主要有：地层岩性、地面坡度、相对高差、断 裂构造分布、地表水、地下水活动情况、植被覆盖率、人类活动影响、灾害分布密度 和规模大小等，再根据具体灾种选取上述因素作为评价指标。 ( 2 ) 确定评价指标分级标准及权重：在对铁路沿线主要地质灾害基本特征和形成 机制充分研究的基础上，分别对各类主要地质灾害选取的评价指标建立评价指标分级 标准，并应用层次分析法确定各评价指标的权重。 ( 3 ) 确定危险性评价方法：根据对众多科研项目危险性评估方法的综合比选，结 合成昆铁路k 2 4 2 k 3 3 1 段沿线的实际情况，确定出基本符合实际的该区段地质灾害危 险性评估方法。 ( 4 ) 进行危险性评估：基于层次分析的综合指数法和采用模糊数学的方法对铁路 沿线崩塌的稳定度进行分析和评价。最后得出各主要地质灾害的危险度等级。 4 提出主要灾害工点主要防治对策建议 根据对成昆铁路k 2 4 2 k 3 3 1 段沿线各类型崩塌主要地质灾害综合评估的结果，提 出相应的防治措施建议和防护等级。 根据上述研究思路，确定论文的研究技术路线如图1 1 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 成昆铁路k 2 4 2 一k 3 3 1 段地质灾害调查及安全对策研究 山 研究区自然地质环境条件 乞形弋孓 地 气地 地水 特 不 形 象层 质 文 殊 良 地 水岩 构地地 地 貌 文性造 质 质质 忒l 么丢多 分析研究地质灾害类型及基本特征 形分 亚 危 成 布 重害 条 规程程 件律度度 山 6 0 m 。 本段基本层序下部由含砾石英砂岩，石英砂岩、粉砂岩、粘土组成，厚3 0 6 m ，砂 岩中具大型槽状交错层理，见大量黄铁矿结核，反映滨海沉积环境；中部基本层序由 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 粘土岩、粉砂质粘土岩、砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩组成、厚约2 吗，反应三角 洲前积层沉积环境。上部基本层序由含砾长石石英砂岩，长石石英砂岩、砂岩、砂质 粘土组成，厚2 - 4 m 。反映三角洲项积层河流沉积特征。该段总的变化趋势是有北向南 变薄，由东向西变薄，属滨海三角洲沉积环境。 2 3 4 7 白果湾组( t b ) 分布测区中部，厚约6 6 8 m 。按其岩性特征分为上、下两个非正式段。 下端( t b l ) ：厚约3 6 5 m 。为深灰色碳质页岩、粘土岩、泥质粉砂岩、黄灰色薄 中厚层状长石石英细砂岩组成数十个5 - 8 m 的向上变细的反粒序层序。距底部3 0 m 夹 3 - 4 层煤线及薄煤层，局部可开采。发育水平层理、沙纹层理、透镜层理、产植物化石。 本段自南向北，又西往东增厚。往上粒度变粗，细砂岩增多。 上端( t b 2 ) ：厚约3 0 3 m ，为黄灰、深灰色厚层块状长石石英细砂岩、中厚层状粉 砂岩、粉砂质粘土岩、薄层碳质页岩组成9 1 6 m 的向上变薄的韵律层序。具较大缓倾 斜交错层理、波状层理、水平层理及透镜层理，反应为河流边滩洪泛平原沉积环境。 本段岩性、厚度均较稳定。由下往上粒度变细、层序变薄。下部往往发育厚8 1 3 m ， 长数千米的砂体。以底部厚层块状砂岩与下伏上端粘土岩呈冲刷接触。 2 3 5 二叠系( p ) 2 。3 5 1 粱山组( p ，i ) 岩性主要为一套砂岩、粉砂岩、粘土岩夹少量煤线，厚o 8 1 5 5 m ，与上覆阳新组 呈整合接触。该组厚度横向上变化大，一般是几十厘米至十几米，总体上由西向东变 薄。甘洛布衣厚1 5 m ，金口河王村厚1 7 6 m 。 梁山组主要由粉砂岩粉砂质粘土岩粘土岩或页岩组成0 5 2 m 厚的基本层序，一 般不完整。梁山组沉积物位一套灰、黄灰或深灰色粉砂岩、粉砂质粘土岩夹高龄石粘 土岩，具微波状层理，属滨海沼泽沉积环境。 2 3 5 2 阳新组( p ，y ) 测区内，阳新组岩性较为稳定，为一套灰、深灰色厚层至块状微晶至泥晶灰岩、 生物碎屑岩，夹少量白云岩、粘土岩，中上部时见灰、黑灰色燧石条带及团块，中下 不在大渡河两岸见增加趋势，甘洛布依厚4 5 0 m ，金口河5 2 7 m 。 阳新组一般由微晶、泥晶灰岩生物碎屑岩粘土岩组成2 - 8 m 厚的基本层序，单个 层序以灰岩为主，粘土岩较少或不发育。颜色较深，具水平层理、微波层理、偶见晶 洞构造、合线构造。 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 2 3 5 3 峨眉山玄武岩组( p ：e ) 该底层出露分布同阳新组，岩性为一套陆相喷发的基性玄武岩及火山碎屑岩。其 下伏和上覆宣威组均为平行不整合接触。 峨眉山玄武岩组的岩石主要为一套灰、绿灰色块状玄武岩夹少量火山角砾岩，凝 灰岩。一般由火山角砾岩凝灰岩，之致密块状玄武岩斑状玄武岩杏仁状玄武岩构成 不同的喷发韵律。该组岩石在测区西部出露不全，上部常被剥蚀，而东北部及东南部 出露较完整。 2 。3 5 4 宣威组组( p 2 x ) 宣威组仅分布于测区东部，为一套暗紫红色粉砂质粘土岩夹黄绿色粘土岩或页岩， 偶夹煤线，在金口河吉星一带夹薄煤层，厚2 0 4 0 c m 。该组厚度略有变化，峨边江湾厚 7 3 m ，往北逐渐变薄，往西则逐渐变薄。 宣威组主要由紫红、紫红色粉砂质粘土岩灰、灰绿色粘土岩组成2 - 8 m ，厚的基本 层序。该组岩石以紫灰、紫红、灰绿色粘土岩为主，偶夹煤线或薄煤层，具水平层理， 含植物化石碎片，为河流边滩岸后沼泽沉积环境。 2 3 6 泥盆系( d ) 2 3 6 1 翠峰山组( d e ) 该组厚o - 7 0 m 。为浅灰色厚层状细粒石英砂岩、中厚层状石英粉砂岩、薄层状粉砂 质粘土岩组成数十个4 8 m 向上变细的基本岑旭。底部不同有一层0 1 5 0 2 5 m 铁铝质风 化壳或o 3 1 5 m 的含砾石英砂岩。具缓倾斜交错层理、冲刷层理和平行层理，见虫迹、 钻孔等。反映为局限海湾的滨岸远滨沉积环境。本组厚度东厚西薄，南厚北薄，局部 尖灭。基本层序，由下往上，粒度变细，厚度变薄。 2 3 6 2 坡脚组( d p ) 该组厚o - 2 0 m 。区内出露较少，为深灰色薄中厚层状碳质粉砂岩、粉砂质页岩夹 钙质细砂岩及灰岩透镜体组成数个1 5 - 2 7 m 的基本层序。中、下部腕足类化石。发育 水平层理、沙纹层理。反映为局限海湾潮下潮间带沉积环境。本组厚度变化不大，由 东往西、由南向北变薄。以其底部碳质粘土岩或页岩与下伏翠峰山组粉砂岩呈整合接 触。 2 3 6 3 箐门组( d q ) 本组厚o - 5 m 。为浅灰色中厚层状细粒石英砂岩、粉砂岩组成3 - 4 m 的两个半韵律 基本层序。具平行层理、缓倾斜交错层理。反映为局限海湾的前滨后滨沉积环境。本 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 组由东往西，由南向北变薄。以其底部的石英细砂岩与下伏坡脚组页岩呈冲刷接触。 2 3 6 4 曲靖组( o q j ) 该组厚o 1 0 m ，出露较少。为灰、灰绿色中厚层状生物碎屑灰岩、白云质灰岩、 细晶白云岩组成3 - 4 m 的2 3 个基本层序。西部层序有时缺失顶部的细晶白云岩。含腕 足类化石。具沙纹层理，微波层理和晶洞构造。反映为局限海湾的潮间潮上带沉积环 境。本组由东往西，由南向北变薄乃至尖灭。以其底部生物碎屑岩与下伏箐门组粉砂 岩呈整合接触。 2 3 7 志留系( s ) 2 3 7 1 龙马溪组( s i ) 主要出露在测区的西部，岩性为一套笔石页岩夹灰岩，厚1 8 5 5 m 。龙马溪组基本 层序主要由深灰色薄层状粉砂岩与深灰、黑灰色页岩组成5 1 2 m 厚的基本层序。水平 层理发育，产丰富的笔石及少量腕足化石。 2 3 7 2 牛石栏组( s s ) 该组按岩性划分为两个非正式段。 下段( s s l ) ：该段厚度0 - 2 5 3 m 。为浅灰色中厚层状砂屑白云岩、薄层状砂质页岩、 厚层状含燧石条带及团块的细晶白云岩组成4 9 m 的数十个基本层序。顶部见一层黄绿 灰色粉砂质粘土岩。具水平层理、微波状层理；上部发育晶洞构造。本段厚度由南东 往北西变薄，自下而上基本层序增厚，碎屑岩夹层增多。 上统( s s 2 ) ：该段厚o - 4 8 m 。为黄灰、深灰色中厚层状细中晶白云岩、厚层状生物 碎屑白云岩、黄绿色泥质粉砂岩、粘土岩薄层组成数个5 - 7 m 的基本层序。生物碎屑白 云岩产丰富的珊瑚。普遍发育微细水平层理、微波状层理。反映为潮间潮上带沉积环 境。本段厚度南东厚北西薄，基本层序中的碎屑岩且逐渐增多。 2 3 7 3 韩家店组( s h ) 分布同牛石栏组，厚o 1 5 m 。下部为灰、黄绿色粉砂质页岩、钙质页岩、钙质页 岩、泥质白云岩夹泥质灰岩透镜体组成数十个2 - 4 m 的基本层序。上部为灰、黄灰色中 厚层状细晶白云岩与黄绿色薄层砂质页岩组成数个6 - 8 m 的基本层序。马基岗底部有 一套塌积角砾岩楔状体，顶部有一层数十厘米数米的灰绿色粉砂质粘土岩。普遍发育 水平层理、波状层理级透镜状层理。本组岩性稳定，而厚度则南东厚北西薄。由下往 上陆源碎屑增多。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 i i ii i _ i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 2 3 7 4 回星哨组( s h x ) 该组厚0 1 5 m 。下部由紫红色粉砂质粘土岩、中厚层泥质粉砂岩、细粒石英砂岩 组成2 5 6 m 的“逆粒序”基本层序。上部为黄灰色中厚层状泥质白云岩与砂质粘土岩组 成3 - 4 m 的基本层序。发育波状层理、透镜状层理、沙纹层理及小型交错层理，反映干 热气候条件下的浅海不稳定陆棚潮上带沉积环境。本组厚度变化大，南东厚北西薄。 以其底部紫红色粉砂质粘土岩。 2 3 8 奥陶系( o ) 2 3 8 1 红石崖组( 0 ，h ) 该组下部主要为浅灰色厚至薄层状细粒长石石英砂岩与粘土岩；中部为灰绿色薄 层状水云母粘土岩。该组厚度总体趋势是自动往西变薄，甘洛布依厚8 9 2 6 m 。该组下 部由石英砂岩、长石石英砂岩粉砂岩一粘土岩组呈0 8 2 m 厚的基本层序，具