（地质工程专业论文）溪洛渡电站辅助公路地质灾害评价系统.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 溪洛渡电站位于著名的四川西南部“川滇南北向构造带与四川盆地“新华夏系 沉降带”的交接地带，受金沙江及其支流的强烈切割作用，山势挺拔，沟谷深切，谷 坡陡峻，两岸悬崖峭壁分布广泛，导致公路沿线崩塌落石、崩坡积层滑坡、泥石流等 地质灾害十分发育。特别是新开挖的路堑边坡，由于卸荷作用和应力重分布的影响，导 致边坡变形破坏，并为后期风化作用创造了条件，给线路带来严重安全隐患。 本论文以溪洛渡电站辅助公路的地质灾害为研究对象，通过现场地质调查，以白 志勇教授为首的调查研究小组，于2 0 0 9 年5 - 6 月对溪洛渡电站辅助公路地质灾害进行 了详细调查研究，通过对其自然地理条件，工程地质条件，地质构造特点，水文条件， 岩土主要物理力学性质指标进行分析，对每个病害工点提取了灾害评价因子，建立了 基于层次分析的综合指数法评价系统，评价了灾害自身严重程度和对公路的危害程度， 提出了各工点防治等级和针对性整治方案。在此基础上，对调查研究结果建立了公 路地质灾害数据库动态管理系统，为今后对灾害发展的动态管理打下了基础。 关键词溪洛渡；地质灾害；灾害评价因子；整治方案；数据库动态管理系统 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 - - i 一一i i i i 一一一一一一一 i i 一一i ! 蔓! 舅曼 a b s t r a c t x i l u o d uh y d r o p o w e rs t a t i o ni sl o c a t e db e t w e e n t h en o r t h - s o u t ht e c t o n i cb e l t o f s i c h u a na n dy u n n a n ”i ns o u t h w e s t e r no ff a m o u ss i c h u a np r o v i n c ea n d ”s e t t l e m e n to ft h e n e wc h i n a ，”i ns i c h u a nb a s i n ，w i t ht h es t r o n gr o l eo fi n t r i b u t a r i e s c u to ft h ej i n s h a r i v e r , d e e pv a l l e y , v a l l e ys l o p es t e e p ，t h et w os i d e s c l i f f sa r ew i d e l yd i s t r i b u t e d ，l e a d i n gt o f a l l i n gr o c ka v a l a n c h e sa l o n gt h eh i g h w a y , t a l la n ds t r a i g h tm o u n t a i n s ，d e e pv a l l e y ，s t e e p v a l l e ys l o p e ，t h ec l i f f sa r ew i d e l yd i s t r i b u t e db e t w e e nt h et w os i d e s ，l e a d i n gt of a l l i n gr o c k a v a l a n c h e s ，c o l l a p s i n gl a n d s l i d e ，m u d r o c kf l o w i n ga n do t h e rg e o l o g i c a ld i s a s t e r sw h i c h a r ew e l ld e v e l o p e da l o n gt h eh i g h w a y i np a r t i c u l a r , r o a dc u t t i n gs l o p e sw h i c ha r en e w e x c a v a t i o n ，d u et oi n f l u e n c eo fu n l o a d i n ga n ds t r e s sr e d i s t r i b u t i o n , l e a d i n gt os l o p ew i t h d e f o r m a t i o na n df a i l u r e ，a n dg i v et h el a t t e rp a r to f w e a t h e r i n gc o n d i t i o n sw h i c hh a v ec r e a t e d f o ras e r i o u ss e c u r i t yr i s kt ot h el i n e i nt h i s p a p e r , w ed i s c u s sg e o l o g i c a ld i s a s t e r so fa s s i s t e dh i g h w a yo fx i l u o d u h y d r o p o w e rs t a t i o n ，t h r o u g ho n - s i t eg e o l o g i c a ls u r v e y , h a v eb e e nl e d e db yp r o f e s s o rb a i z h i y o n gg r o u p ，i n2 0 0 9f r o mm a yt oj u n e ，m a d ead e t a i l e di n v e s t i g a t i o no fa s s i s t e d h i g h w a yo fx i l u o d uh y d r o p o w e rs t a t i o no fg e o l o g i c a ld i s a s t e r s ，w em a d ea n a l y s i so f i n d i c a t o r st h r o u g hw h i c hi t sn a t u r a la n dg e o g r a p h i c a lc o n d i t i o n s ，e n g i n e e r i n gg e o l o g i c a l c o n d i t i o n s ，g e o l o g i c a ls t r u c t u r ec h a r a c t e r i s t i c s ，h y d r o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，t h em a i np h y s i c a l a n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ， s i t ee x t r a c t e df a c t o rf o re a c hd i s e a s eh a z a r da s s e s s m e n tw o r k ， s e tu pac o m p o s i t ei n d e xb a s e do na h pe v a l u a t i o ns y s t e m e v a l u a t es e v e r i t y o ft h ed i s a s t e r i t s e l fa n dt h el e v e lo fd a n g e ro ft h eh i g h w a y ，p u tf o r w a r dc l a s so fv i r o u sh a z a r ds i t sa n d t a r g e t e dp r e v e n t i o n , o nt h i sb a s i s ，t o t h e s u r v e yf i n d i n g s ，w ee s t a b l i s ha d y n a m i c m a n a g e m e n ts y s t e mf o rg e o l o g i ch a z a r dd a t a b a s e sf o rh i g h w a y ”a n dl a i daf o u n d a t i o nf o r t h ef u t u r ed e v e l o p m e n to fd y n a m i cm a n a g e m e n to fd i s a s t e r s 。 k e y w o r dx i l u o d u ，g e o l o g i c a ld i s a s t e r s ，f a c t o rf o rd i s e a s ea s s e s s m e n tw o r k ，p r o g r a mf o r r e m e d i a t i o n ，d y n a m i cm a n a g e m e n ts y s t e m 西南交通大学曲南父逋大字 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 不保密嘭使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：干鲂砂历 指导老师签名： 日期：咖，d 。匆峰 日期： 护 g g 气_ 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： 本学本论文对溪洛渡电站辅助公路的地质灾害为研究对象，通过现场地质调查， 以白志勇教授为首的调查研究小组，于2 0 0 9 年5 6 月对溪洛渡电站辅助公路地质灾害 进行了详细调查研究，通过对其自然地理条件，工程地质条件，地质构造特点，水文 条件，岩土主要物理力学性质指标进行分析，对每个病害工点提取了灾害评价因子，建 立了基于层次分析的综合指数法评价系统，评价了灾害自身严重程度和对公路的危害 程度，提出了各工点防治等级和针对性整治方案。在此基础上，对调查研究结果建立了 公路地质灾害数据库动态管理系统，为今后对灾害发展的动态管理打下了基础。 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已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位做作者签名： 卞b 弓叼 日期：剀t o 。易，缈 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 课题的研究与意义 第1 章绪论 溪洛渡电站是我国西部重大水电工程项目之一。溪洛渡电站专用公路及辅助公路， 共长约1 1 7 k m ，是进出溪洛渡电站的主要通道，该通道的安全运营是溪洛渡电站顺利建 设的重要保证。由于该处位于著名的四川西南部“川滇南北向构造带与四川盆地“新 华夏系沉降带”的交接地带，受金沙江及其支流的强烈切割作用，山势挺拔，沟谷深 切，谷坡陡峻，两岸悬崖峭壁分布广泛，导致公路沿线崩塌落石、崩坡积层滑坡、泥 石流等地质灾害十分发育。特别是新开挖的路堑边坡，由于卸荷作用和应力重分布的 影响，导致边坡变形破坏，并给后期风化作用创造了条件，给线路带来严重安全隐患。 目前，经溪洛渡电站工程管理中心的全力整治，也使大部分病害工点得到了有效治理。 但由于沿线地形地质条件十分复杂，不稳定斜坡广泛分布，同时，斜坡稳定性也将随 地质条件的演化而改变，致使沿线还存在一些正在发育的或隐蔽性较强的不良地质体， 危及线路安全。 本论文对溪洛渡电站辅助公路的地质灾害为研究对象，通过现场地质调查，调查 认为溪洛渡电站对辅助公路沿线大部分地质灾害的认识是清楚的，整治方法和整治效 果是有效的。但由于地质条件的复杂性和灾害发展的可变性，尚存在一些不足之处， 主要表现在三个方面：一是个别工点病害类型认识不清，处理措施不当；二是个别工 点病害严重程度估计不足，处理措施不力；三是个别病害工点漏判，无相应处理措施。 这些问题给专用公路及辅助公路的安全营运造成一定隐患，需要迸一步进行整治。 1 2 国内外的研究状况 1 2 1 国内的研究状况 在7 0 年代以前，地质灾害研究主要局限于对灾害分布规律、形成机理、趋势预测 等方面的分析，基本依附于水文地质、工程地质勘查和研究工作乜3 。7 0 年代以后，地 质灾害研究开始突破传统的研究模式，研究理论不断提高，研究内容日益丰富，迅速 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 m m ! 向新的独立学科发展：伴随这种趋势，灾害评价开始起步。2 0 世纪8 0 年代以前，单灾 种危险性评价研究一直停留在铁路、公路沿线以及其他工程建设区崩塌、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，开始向新的独立学科发展口1 。随之，灾害危险性 评价开始起步，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。殷坤龙、晏同珍等对滑坡灾害危险性和斜坡不稳定性的空间预测与 区划进行了系统研究，先后提出了定量评价的信息分析模型、多因素回归分析模型、 判别分析模型等，并对秦巴山区和三峡库区滑坡灾害进行了危险性分析与区划：刘希林 等根据大量调查统计资料，确定了泥石流的主要危险性因子h 1 ，运用主因子关联法及专 家系统法建立了泥石流危险度判定方法，构建了一次泥石流危险范围预测模型、泥石 流最大危险性范围预测模型，建立了泥石流堆积区危险度数学模型和泥石流堆积区危 险区划分理论，并对云南和四川省泥石流灾害风险进行了评估：胡瑞林等将计算机技术 应用于地质灾害评价，初步提出了地质灾害评价的计算机模型预测系统与应用方法。 溪洛渡水电站坝区及其外围地区的地质研究始于上个世纪5 0 年代，主要经历了以 下几个阶段： 1 ) 上个世纪5 0 年代到7 0 年代，长江水利委员会、成都勘测设计研究院、昆明勘测 设计研究院、中国科学院、四川省地震局、地质局、国家地震局及成都地质学院( 现成 都理工大学) 在坝区一带展开不同程度的基础地质和工程地质调查工作。 2 ) 1 9 8 6 年，电力工业部成都勘测设计院对溪洛渡水电站开始了预可行性研究，于 1 9 9 6 年提交溪洛渡水电站预可行性研究报告。 3 ) 上个世纪9 0 年代后期，成都理工学院( 现成都理工大学) 、水电部成都勘测设计 研究院完成了溪洛渡水电站坝址外围1 5 0 0 k i n 2 的区域地质专门性测绘调查，查明了坝 址外围地层、地质构造及岩溶、水文地质条件等，对工程地质问题论证提供了基础地 质资料。 4 ) 1 9 9 6 年起，溪洛渡水电站可行性研究作开始进行，成都理工学院先后完成了金 沙江溪洛渡水电工程岩体结构模型及其工程应用研究、金沙江溪洛渡水电站马家河 坝断层工程条件研究、金沙江溪洛渡水电站坝区玄武岩及构造特征研究等报告， 对坝区及其外围地质状况和工程稳定进行详细的研究。 国内对公路地质灾害的研究历史久远，但公路地质灾害危险性评价作为灾害研究领 域中门新的边缘学科，是在近几十年来随着灾害损失的日益严重和相关学科理论与 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 技术的迅速发展而兴起的，所以尚未形成完善的理论与方法。尽管如此，公路地质灾 害危险性评价已取得了重要进展，不但在防灾减灾中发挥了重要作用，而且为地质灾 害危险性评价逐步走向成熟奠定了基础，对政府防灾减灾决策和指导工程建设具有重 要的现实意义。当前灾害危险性评价实现了质的飞跃，其基本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【9 1 ：从单要素分析趋向综合要素评价：从传统的调查统计和手工制图走向以 6 i s 技术为核心的模型化评价与计算机制图，并向网络技术化发展。地质灾害危险性评 价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减灾防灾工作的主 要内容。 1 2 2 国外灾害评价研究现状 2 0 世纪6 0 年代以前，自然灾害研究主要限于灾害机理及预测研究。7 0 年代随着 灾害破坏损失的急剧增加，促使人类把减灾工作提到前所未有的程度。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。 进入8 0 年代，对各种自然灾害的研究得到了更加广泛而深切的关注。1 9 8 9 年，由美国 国家科学院的全国研究理事会( n r c ) 及联邦所属的科学和减灾机构召集【1 0 】，由1 7 位成 员组成的国家委员会分工协作，制订了减灾十年计划。该计划把自然地质灾害评估列 为研究的重要内容。为了广泛推进国际间协调与合作，联合国在1 9 8 7 年通过决议确定 在2 0 世纪的最后十年开展“国际减轻自然地质灾害十年”活动。9 0 年代初，c e n d r e r o 等提出了基于自然单元分级体系的灾害评价新思路【l l 】，该方法将人类地质灾害视为由 许多不同的灾害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。评价地质灾害因素和整体地质灾害的质量时，根据问 题性质，选择评价因子，并将其转化为可比的指标，然后，按评价指标的相对重要性 加权综合，用地质灾害因素质量的综合指标来衡量整体地质灾害的质量。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【9 】，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 害危险性研究拓宽到了综合减灾效益方面的系统研究。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地质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，提出： 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 “各个国家对自然灾害进行评估，即评价危险性和脆弱性。主要包括：具有危害性的 灾害类型：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价：估计评 价最重要的人口和资源集中点的易灾性”。把自然灾害灾情评估纳入实现减灾目标的重 要措施。国际减灾活动得到许多国家的积极响应，使地质灾害研究空前发展。国际减 灾会议频繁召开：1 9 9 1 年在我国北京召开了“国际地质灾害研讨会”；1 9 9 2 年在加拿大 温哥华召开了“地质技术与自然灾害研讨会”；1 9 9 4 年在日本横滨召开了“世界减灾大 会”。2 0 0 3 年“地质灾害防治领域重大科学技术问题研讨会”；2 0 0 4 年在意大利佛罗伦 萨召开国际地质大会；2 0 0 6 年在我国长春召开了“国际地质工程及地质灾害新技术研 讨会”；2 0 0 6 年“三峡库区地质灾害国际学术研讨会”；2 0 0 9 年在我国西安召开“中国 西部及环日本海地质灾害防治国际学术研讨会 。这些会议的主体虽然不同，但灾害评 估是重要的方面。而且随着时间的发展，有关的成果越来越丰富，在世界范围内的重 视程度也越来越高。 1 2 3 目前研究的热点和难点问题 1 ) 危险性评价模型与方法 国内外地质灾害危险性评价理论和技术水平并无明显差距，只是由于获得的资料 相对充分，发达国家和地区开展的工作通常要细一些，评价采用的比例尺也通常要大 一些。同样也是由于历史数据比较齐全，国外运用确定性或概率的方法的情形也相对 多一些。现有的危险性评价模型和方法首先可以总体上分为定性方法和定量方法两种。 定性的方法主要基于专家的野外现场经验判断，直接从现场得出易发性和危险性结果 【4 】，或者根据各影响因素分区图来直接做出判断。定量方法形式上要严格一些，既可以 是确定性的，也可以是基于概率的。但是无论定性还是定量方法，无论形式上是否严 格，各种方法都带有一定的随意性，从而影响到评价结果的可靠性和准确性。 2 ) 区域地质灾害地质分析与研究【9 】 黄润秋等对区域地质灾害研究的不足做了总结，近年来国内所开展的地质灾害易 发性区划和危险性区划研究【2 1 ，由于从区划上对地质灾害进行的分析不够，得出的结论 不仅 不能为管理所用，甚至从地质本身看也是站不住脚的，地质分析和研究的不足集 中表现在以下几个方面： 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 ( 1 ) 将地质灾害作为一个整体概念，基本不考虑变形破坏或发生机制全然不同的 各类地质灾害的差异性。众所周知，地质灾害是一个集合概念，不同地质环境背景下 孕育发生的不同成因机制的崩塌、滑坡、泥石流，受控的因素往往并不完全相同，甚 至相去甚远。但是现在进行区域崩塌、滑坡、泥石流灾害评价时，并没有考虑成因机 制的不同，这必然造成评价指标体系、评价方法的混乱。 ( 2 ) 缺乏对评价指标体系的系统分析合理选择评价指标对评价结果的正确性具有 决定性控制作用，但是如何选取、确定易用又简单的评价指标体系、如何对评价指标 的状态空间进行分级和量化、如何客观地确定评价指标的权重，目前仍是非常棘手的 问题。 ( 3 ) 评价结果的评判标准区域地质灾害评价是为区域服务的，能否很好地为管理 所用并取得令人满意的管理绩效，是评判评价结果正确与否的最终标准。在进行地质 灾害评价时，如果不能坚持为地质灾害管理提供依据这一出发点，则评价结果是一句 空话。因此，研究适合管理部门适用的评判标准是当务之急，也是一个难点。 ( 4 ) 作为重要手段的g i s 就技术手段而言，近年来一个比较热门的研究方向是充 分借助地理信息系统等先进计算技术进行地质灾害危险性评价。国外从1 9 9 0 年左右开 始这方面的实践，【9 】至2 0 世纪9 0 年代后期则逐渐退居次要地位。国内这方面的运用最 早可追溯到1 9 9 4 年王兰生，姜云等人将g i s 引入山区城市地面岩体稳定性管理和控制 研究中。作为技术平台，g i s 为区域地质灾害的评价提供了前所未有的便利。 ( 5 ) 风险评价和风险区划以往的地质灾害研究中，多强调地质灾害的自然属性， 对其社会属性的关注较少。目前基础调查工作不能很好地适应防灾需要的一个主要原 因便是对地质灾害的理解存在偏差，调查关注的基本上都是已经发生的地质灾害，虽 然对认识地质灾害总体规律有一定的价值，但还不能完全满足防灾减灾工作的需要。 正因为如此，有关部门已明确提出，在今后地质灾害防治工作中要贯彻“以人为本 的防灾主旨。将重点放到可能产生地质灾害并对人民生命财产安全造成威胁的潜在危 险点上。我国目前的管理体制，缺乏对地质灾害防治工作绩效的评判。这也是进行地 质灾害风险评价与风险管理的另一原因。现今地质灾害防治管理中的工作方法、手段 等技术要求和管理办法有待建立和完善，特别在对一些重大地质灾害的勘查与防治中 如何做到经济有效、科学理性地决策，以最小的投入获得最大的减灾效益，是一个值 得深入探讨的问题。近年来国际社会自然灾害风险评估受到了越来越广泛的重视，投 身这方面的专家学者越来越多，不但有自然科学方面的专家，而且包括不少从事社会 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 经济研究、方法研究的专家，从而极大地促进了风险评估的发展。但是由于这一领域 涉及的内容相当广泛，目前的研究尚不能完全满足社会经济发展和减灾的需要。 综上所述，地质灾害研究需要解决的问题还很多，到目前为止，尚未形成完整的 理论与方法，对危险性评价的指标、侧重点以及方法问题，仍存在一些不同的观点。 而公路地质灾害危险性评价指标和方法的研究就更少，没有成熟的评价模型和方法， 迫切需要深入开展这方面的研究工作。 1 2 4 研究发展趋势 综上对国内外地质灾害危险性分析与评价研究进展的回顾，不难发现，在传统灾 害评价研究基础之上，该领域的研究无论是在内容或是方法技术上均出现了一些新的 特征【1 2 】： ( 1 ) 灾害危险性分析与评价研究正由传统的定性描述阶段向定量化发展。这一特 点不仅表现在评价结果的表达方式是以数字化形式，更重要的是建立了一些高精度的 物理和数学模型，使得评价精度不断地提高。特别是随着模糊数学理论的发展，给地 质灾害危险性定量综合评价产生了新的飞跃。模糊逻辑、模糊数学综合评判、模糊因 子分析、模糊模式识别、模糊主成分分析等方法的广泛应用，使得更精确地刻画地质 环境质量特征成为可能。 ( 2 ) 危险性评价的研究对象得到了广泛的扩展。各种地质灾害几乎都能够建立相 应的定量评价模型，评价内容也由早期的单灾种危险性评价转向多灾种综合评价，从 单纯的自然科学领域，逐渐提高到多学科、多领域研究，从而使灾害评价结果对决策 者有更加实际的指导意义。 ( 3 ) 灾害评价的技术水平得到了明显改善。许多国家正广泛地采用各种现代科学 方法，其中包括先进的遥感、计算机、地理信息系统技术，配合传统的地面地质，物 理探测、实验模拟等手段，力求更迅速、更准确、更灵活的对地质灾害进行评价。 1 3 论文的主要内容及技术路线 1 3 1 研究的内容 本文依托溪洛渡电站工程管理中心与成都西南交大科技发展有限公司签订的溪 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 曼i- -=i i ii i li i_i i ii i o 曼曼曼皇曼曼量曼! 苎曼! 曼! 曼曼曼曼曼曼曼! ! 曼曼曼曼曼曼曼! ! 曼! ! 皇! 曼量曼 洛渡电站专用公路及辅助公路重点地段地质灾害评估及整治方案建议，针对路基典型 地质灾害，在总结己有研究成果和工程经验的基础上，进行广泛现场调查和分析研究， 分析地质灾害的主要影响因子，对路基地质灾害危险性评价指标和评价方法进行比较 深入的研究，并结合依托工程，对评价结果进行了验证。研究的主要内容如下： ( 1 ) 研究路基地质灾害的常见类型与及基本特征及形成机理 研究常见的路基地质灾害的类型、各类灾害的特征以及灾害的形成机理等。 ( 2 ) 研究地质灾害危险性评价的基本理论和方法 研究地质灾害危险性评价的基本理论和方法，针对公路工程的特点，选择合理的 评价方法对公路地质灾害进行危险性评价。 ( 3 ) 研究路基地质灾害危险性评价的指标体系 分析研究地质灾害的影响因子，研究影响因子权重的确定方法，建立地质灾害危 险性评价的指标体系。 ( 4 ) 研究地质灾害危险性评价的模型 首先根据崩塌、滑坡、路基沉陷地质灾害的特点，建立相应的模型，进行地质灾 害单灾种的危险性评价。然后利用单灾种评价的结果，运用地质灾害危险性综合评价 的理论，进行路基地质灾害危险性综合评价。 1 3 2 研究的技术路线 本次调查研究，主要采用地面详细调查研究与基于层次分析的综合指数法相结合 的研究方法进行分析研究，对每个病害工点确定了灾害性质，提取了灾害评价因子， 建立了基于层次分析的综合指数法评价系统，评价了灾害自身严重程度和对公路的危 害程度，提出了各工点防治等级和针对性整治方案。在此基础上，对调查研究结果建 立了公路地质灾害数据库动态管理系统，为今后对灾害发展的动态管理打下了基础。 本次研究将灾害自身严重程度分为极严重、严重、中等、轻微四个等级，灾害对 公路的危害程度分为极严重、严重、中等、轻微四个等级，对灾害的建议防护等级分 为i 、四个等级。防护等级中，i 级为暂不防护，i i 级为可缓一步防护， i i i 级为尽快防护，级为立即防护。 经过本次详细调查研究，主要发现尚存在地质问题的工点3 9 处，其中专用公路1 8 处，辅助公路2 1 处。本来主要是研究溪洛渡电站辅助公路的2 l 处病害工点，主要有 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 崩塌落石工点1 0 处，滑坡溜坍工点8 处，泥石流工点3 处，主要针对其地形与地貌因 素、地质构造因素和水文气象因素进行实地数据收集，根据基于层次分析的综合指数 法对上述工点进行严重程度评价，然后进行数字化的评价模型及处理，以下为危险度 评价流程图，表1 - 1 表1 1 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 第2 章溪洛渡电站辅助公路工程地质条件 2 1 自然地理条件 2 1 1 地形地貌 溪洛渡电站辅助公路位于金沙江流域下游段的四川省雷波县和屏山县境内，该区 域地处青藏高原和云贵高原滇北的川西南高原高山区向四川盆地过渡的斜坡地带，地 势总体上呈西南高东北低之势，山脉走向受地质构造控制，以近南北和北东向为主。 辅助公路走于金沙江北岸，基本上展布于4 0 0 m 高程等高线上，高程变化范围3 8 5 - 一 4 4 0 m ，地貌上为金沙江峡谷区。 金沙江峡谷区：为构造侵蚀高中山区，山高谷深，河谷呈狭窄的v 型和u 型，谷 坡陡峻，岸坡形式多为一个或数个基岩陡坎组成的缓坡和一坡到顶的陡坡，地面高程 3 0 0 - - 1 3 0 0 m ，相对高差1 0 0 0 m ，路线起点渡口乡枯水位3 4 0 m ，终点新市镇大桥乡3 0 6 m ， 江面宽8 0 一- - 3 0 0 m ，岸坡坡度一般为3 0 。 - - 6 0 。，河床平均坡降1 。金沙江两岸阶地零 星分布、大小冲沟发育。 2 1 2 城镇与交通 地理上通过四川省雷波县和屏山县，大的村及乡镇有渡口乡、溜沙坡、刹水坝、 下坝、古米、刺竹评、下河坝、芭蕉滩、黄茅坝、大岩洞、邓溪堂、冒水乡、石灰窑、 竹林寺、周家垮、寸腰滩、干田坝、鹰嘴岩、新市镇、和平街、大桥乡等。 路线经过地段除渡口乡至谷米乡下河坝村无道路，交通极为不便，其余路线附近 均有等外砂石路面道路分布。其中下河坝至新市镇段有雷屏公路，新市镇至终点段有 2 1 3 国道与之平行分布，交通较为便利。 2 1 3 山脉与水系 本段路线大部分走行于峡谷、沟谷区。山势陡峻，沟谷深切。沿线水系发育，最 大的河流为金沙江，属长江水系。其支沟发育，主要有刹水坝河、谷米河、大岩洞河、 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 西宁河、中都河等。除上述常年流水外，路线范围内发育较多的季节性冲沟，雨后洪 水均较大。 2 1 4 气象 溪洛渡水电站对外交通工程区地处青藏高原和云贵高原滇北j l i 西南高原的高山区 向l 四) l l 盆地过渡的斜坡地带，属亚热带气候区，区内气温垂直分布明显，形成鲜明的 河谷与高山立体气。其余各参数见主要气象资料汇总表。 表2 - 1 主要气象资料汇总表 气象台站名 称 云南省永善县气象局 地理位置及海拔高程 代表里程及地点 项目 年平均气压 ( i n b ) 年平均 气温 湿 度 降水量m l i l 蒸发量1 1 1 1 1 1 绝对( 1 n b ) 相对( ) 年平均 日最大 日最小 年平均 日最小 年平均 年最大 年最小 月最大 月最小 一次最大及延续时间 年平均降水日数 年平均 年最大 n ：黧， 高程8 7 7 2 m e ：1 0 3 。3 8 一一 数值 9 1 3 7 1 6 4 3 8 8 3 6 2 5 4 6 6 1 8 8 1 4 7 3 3 5 2 7 7 4 1 2 6 6 7 3 9 2 4 1 4 6 5 2 2 8 9 2 o 0 1 0 8 9 1 2 6 1 2 6 4 7 1 5 9 2 2 全线 统计年限及出现时间 5 8 2 0 0 2 年 5 8 2 0 0 2 年 5 8 2 0 0 2 芷 5 8 2 0 0 2 年 5 8 2 0 0 2 年出现在7 月 5 8 2 0 0 2 年出现在1 月 5 8 2 0 0 2 焦 5 8 2 0 0 2 年 5 8 6 - , 2 0 0 2 年出现在7 8 年7 月1 日 5 8 2 0 0 2 年出现在6 9 年4 月4 日 5 8 2 0 0 2 年 5 8 - 2 0 0 2 年出现在6 6 年5 月8 日 5 8 2 0 0 2 年 5 8 2 0 0 2 年出现在5 9 年 5 8 - - 2 0 0 2 年出现在9 3 年 5 8 - 2 0 0 2 年出现在9 1 年6 月 5 8 2 0 0 2 年出现在9 4 年1 月 5 8 2 0 0 2 年延续时间3 4 小时 5 8 2 0 0 2 年 5 8 2 0 0 2 矩 5 5 8 2 0 0 2 年出现在1 9 6 3 年 高低 平平较月月月热冷大 最最最 m 而极 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 蔓曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼! 曼! 曼曼舅曼曼曼曼! 曼曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼! 曼! ! ! ! ! ! ! ! ! 曼曼曼曼! 曼! 曼! 曼曼曼曼! 曼曼曼罡曼曼曼蔓皇曼皇曼皇m mmm ：。曼 表2 - 1 ( 续) 2 2 工程地质条件 沿线出露地层主要有第四系( q ) ，侏罗系( j ) ，三叠系( t ) ，二叠系( p ) ，志留 系( s ) ，奥陶系( 0 ) ，寒武系( e ) 。 2 2 1 第四系( q ) 1 第四系全新统( q 4 ) 第四系全新统地层主要有冲积层、洪积层、崩积层、堆积及坡积层，沿线均有不 同程度的出露。冲积层多分布于河流、河谷中；洪积层主要分布于山体冲沟内及洪积 扇上；崩积层、堆积及坡积层主要分布于山体半坡及坡脚一带。岩性详述如下： 亚粘土：以坡积层为主，主要零星分布于山体坡面上，厚0 l o m ，古滑坡堆积层 较厚为l o - - - - 9 0 m ，灰褐色、棕黄色、褐黄色，土质极不均，碎石、角砾含量高，约占 1 0 4 5 ，局部加有碎石土薄层，硬塑。 亚沙土：以洪积、坡积层为主，主要分布于冲沟沟口及局部山坡表层，厚度l 一8 m ， 浅黄色为主，土质不均匀，砂感较强，含5 2 5 碎石、角砾，半坚硬一硬塑。 粉砂：主要零星分布于路线起点附近山体坡脚及金沙江河床缓坡一带，冲积为主。 厚o - l m ，灰黄色，成份以石英、长石等为主，砂质教均，稍湿，松散。 细砂：以洪积、冲积、坡积为主，以透镜体方式分布，灰黄色，成份以石英、长 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 石等为主，砂质不均，含1 0 - - 3 0 粘粒，稍湿一饱和，中密。 中、粗砂：以洪积、冲积、坡积为主，以透镜体方式分布，灰黄色，成份以石英、 长石等为主，砂质不均，含1 0 2 5 粘粒，稍湿一饱和，中密。 砾砂：以洪积、冲积、坡积为主，以透镜体方式分布，灰黄色，灰色，成份以石 英、长石等为主，砂质不均，含1 0 2 5 粘粒，稍湿一饱和，中密。 角砾土：洪积、坡积为主，堆积层次之，分布于山体坡面及冲沟内，分布不均匀， 厚0 2 5 m 不等。浅灰色为主，成份主要为石灰岩、砂岩等，多呈棱角状，少量为亚圆 形。粒径大于2 0 m m 约占1 5 - - 2 0 ，2 0 1 0 约占2 5 ，l o 2 m 约占3 0 4 0 ，余为杂 砂土充填，中密，稍湿。 圆砾土：冲积层，分布于金沙江阶地、河流河床及河漫滩中，厚o 3 0 m 。青灰色， 成份以灰岩、砂岩为主，亚圆形为主，粒径大于2 0 m m 约占1 0 - - - - 2 0 ，2 0 - - - l o m m 约占 2 5 - - 3 0 ，l o - - - 5 m m 约占2 0 - - 3 0 ，5 2 m m 约占1 5 2 0 ，余为杂土充填，个别粒径 可达3 0 0 m m ，稍湿一饱和，中密。 碎石土：洪积、坡积为主，堆积层、崩积层次之，分布于山坡、河流河床及河漫 滩中，厚3 , - 一4 0 m 。青灰色，棕黄色，成份以砂岩、石灰岩、玄武岩等为主，棱角形， 粒径2 0 6 0 m m 的颗粒约占5 - - 15 ，6 0 - - l o o r m n 的颗粒约占1 5 2 0 ，1 0 0 2 0 0 m m 的 颗粒约占2 0 - - - 3 0 ，大于2 0 0 m m 的颗粒约占3 0 3 5 ，余为角砾及杂填土充填。稍湿 一饱和，中密。 漂石土：冲积层，分布于河流河床及河漫滩中，厚2 1 5 m 。青灰色，成份以砂岩、 石灰岩、玄武岩等为主，亚圆形为主，粒径大小不等，多集中于4 0 0 一- - 8 0 0 m m 之间，个 别粒径可达1 3 m ，其中卵石约占2 0 ，圆砾及杂填土约占1 0 ，充填。稍湿一饱和。 块石土：崩积层、坡积为主，堆积层次之，分布于山体陡坎下及山坡、坡脚表层。 后2 4 0 m ，青灰色，成份主要为砂岩、灰岩、玄武岩，棱角形。粒径大小不等，多集 中于4 0 0 ，- - 8 0 0 m m 之间，个别粒径可达1 5 0 0 - - 一1 0 0 0 0 m m ，其内多充填有碎石和角砾，稍 湿一饱和。 2 第四系上更新统( q 3 ) 第四系上更新统地层以冲积层为主，局部为冲、洪积层。主要分布于测区内残留 金沙江阶地上。岩性详述如下： 亚粘土：厚度1 5 一- 5 m ，棕褐色为主，土质教均，硬塑为主。 亚砂土：主要分布于金沙江阶地上大河湾隧道出口附近，分布不均匀，多呈透镜 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 体出现于粗颗粒土中，淡黄色，土质极不均，含有大量碎石约占2 0 ，硬塑。 圆砾土：主要分布于金沙江阶地上大河湾隧道出口附近，分布不均匀，多呈透镜 体出现，厚度一般大于2 0 m ，青灰色，成份以灰岩、砂岩为主，亚圆形为主，粒径大于 2 0 m m 约占1 0 ，2 0 - - 1 0 约占3 5 ，l o 一- - 5 m 约占2 0 ，5 - - - 2 m 约占1 5 ，余为杂砂土充填， 个别粒径可达4 0 0 m m ，局部具轻微胶结现象，胶结物主要为泥沙质，稍湿，密实。 角砾土：主要分布于金沙江阶地上大河湾隧道出口附近，分布不均匀，多呈透镜 体出现，厚度0 8 m ，灰褐色，成份以灰岩为主，砂岩及玄武岩次之，棱角形。粒径 1 0 0 ，一- - 2 0 m m 约占2 5 ，2 0 - 1 0 约占1 5 ，l o - 一2 m 约占3 0 ，余为杂砂土充填，稍湿，密 实。 卵石土：浅灰色为主，厚度大于1 5 m ，成份主要以石灰岩、砂岩及玄武岩等，亚圆 形为主，粒径2 0 0 l o o m m 约占1 0 ，1 0 0 - - 4 0 约占3 5 ，4 0 一- - 2 0 m 约占2 5 3 0 ，余为 杂砂土等充填，稍湿，密实。 碎石土：主要分布于金沙江阶地上大河湾隧道出口附近，分布不均匀，厚度大于 l o m 。灰褐色，成份以灰岩为主，砂岩及玄武岩次之，棱角形。粒径2 0 0 - - l o o m m 约占 2 0 - - 2 5 ，1 0 0 一- - 5 0 m m 约占2 5 - - 3 0 ，5 0 2 0 m 约占2 5 - - 3 0 ，余为杂砂土充填，局 部夹有亚砂土及角砾土薄层，潮湿，密实为主。 卵石夹漂石土：主要分布于金沙江阶地上，厚度大于l o m 。青灰色，成份以砂岩、 石灰岩及玄武岩等为主，圆形、亚圆形，粒径2 0 - 一6 0 m m 的颗粒约占1 0 ，6 0 - - - l o o m m 的颗粒约占2 5 ，1 0 0 - - 一2 0 0 m m 的颗粒约占2 5 ，大于2 0 0 m m 的颗粒约占3 5 ，余为圆砾 及杂填土充填。其中漂石粒径多集中于4 0 0 - - - 6 0 0 m m 之间，个别粒径可达1 2 m ，具轻 微胶结现象，胶结物主要为泥沙质。稍湿，中密。 块石土：主要分布于隧道出口端地表，厚度大于5 m 。青灰色，成份主要为灰岩、 砂岩，棱角形。粒径最大可达1 - 一3 m ，其内多充填有碎石、角砾及亚砂土，稍湿，中密。 2 2 2 侏罗纪系( j ) 集中出露于黄坪至终点段，为巨厚砂岩与泥岩互层。 砂岩( j 2 s s ) ：深灰色、紫红色，细砂结构、钙铁质胶结，巨厚层状，成份主要以 石英、长石为主，岩质坚硬，完整，节理不发育，强风华层厚度0 5 - - - 3 m 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 泥岩( j 2 m s ) ：紫红色，泥质结构、泥、钙质胶结，中、厚层状，成份主要以粘土 矿物为主，岩质较坚硬，完整，节理、裂隙发育，强风化层厚度0 5 , - 一5 m 。 2 2 3 侏罗系至三叠系( t 3 - j ) 出露于大路梁子两端及渡口乡一带，以砂岩为主、夹页岩，局部含煤层。 砂岩( t 3 一j s s ) ：紫红色，细砂结构、钙、铁质胶结，中、厚层状，成份主要以石 英、长石为主，岩质坚硬，完整，节理不发育，强风化层厚度0 5 - - - 2 m 。 页岩( t 3 一j s h ) ：紫红色，灰白色、泥质结构、泥。钙质胶结，页理发育，成份主 要以粘土矿物为主，岩质教软，节理、裂隙发育，强风化层厚度0 5 5 m 。 煤层( t 3 3 m c ) ：黑色，厚0 1 1 3 m ，含瓦斯。 2 2 4 三叠系( t ) 1 三叠系中统( t 2 ) 出露于大路梁子两端及渡口乡、大烂田一带，以石灰岩为主、夹砂岩。 砂岩( t 2 s s ) ：紫红、灰绿色，细砂结构，钙、铁质胶结，中、厚层状，成份主要 以石英、长石为主，岩质坚硬，完整，节理不发育，强风化层厚度0 5 - - - 3 m 。 2 三叠系下统( t 1 ) 出露于大路梁子两端、大河湾、回龙场、渡口乡、桧溪一带。由以石灰岩夹泥灰 岩组成的嘉陵江组和以砂岩与泥岩互层，局部夹泥灰岩组成的飞仙关、铜街子组构成。 石灰岩( t 1 l s ) ：灰色、深灰色为主，节理面具有锈红色，隐晶质结构，厚层、巨 厚层状构造，局部夹有泥灰岩薄层，岩质坚硬，完整，节理不发育，陡崖处卸荷裂隙 教发育，强风化层厚度0 5 - - 一2 m 。 砂岩( t 1 s s ) ：灰紫、紫红色，成份主要以石英、长石及云母等为主，粉细砂状结 构，中、厚层状构造，节理教发育，岩质教坚硬。强风化层厚度0 5 - - - 5 m 。 泥岩( t 1 m s ) ：紫红色，成份以粘土矿物为主，泥质结构，中、厚层状构造，泥、 钙质胶结，强风化层厚度2 - - 6 m