（地质工程专业论文）基于gis的内昆铁路地质灾害空间数据库设计及应用.pdf

糟南交通大常石页士研究生学位论文第l 页 摘要 近几年来，地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 以其对象汹数据的存德、查询、分辑和处理功熊，在各行各她中撂到了广泛 应焉，间样在建质灾辔的处理裙分析磅究中龟不例外。地矮灾害酶形成鄢发 展规律极其复杂，取决于地形、地质、气象、工程及人类活动等因素的综合 影响，地质灾害资料中包含着显蕊的空间特征和复杂的属性信息。如 可有效 懿存德、管理、交滚，进瑟充分翻嗣这些灾害资辩，筏筏运麓零残懿鼗爨簿 管理系缆已经无法谶行有效地处理。因此，利用地理信息系统技术，对复杂 的地质灾害空间数据进行采集、存储、分类、资询检索，以及建立应用模型 将是一条毒效戆途经。 内隧铁路位于我豳陆遣地势三级阶梯中的一、二级阶梯之间，线路主要 辗转于四川盆地至嚣赛高原的过渡带。由于受宵藏高原隆升的影响，该段现 处在强烈拾丹期，出高坡陡，水深流急，地形媳质条 孛十分复杂，地质灾菘 频繁。本文在对内瑟铁路建质灾害数据库送行憨俸设诗静綦确上，经遂多方 面分析最终选用优秀的国产地理信息系统软件m a p g i s 为熬础平台。探讨了 在m a p g i s 中如何快捷有效地建立地质灾害图形数据库，即按照矢量化、图 影编爨、误差校委、辫蝠撵接等浚箨遴嚣；逸溪m i c r o s o l ta c c e s s 建立惑矮 灾害属性数据库；通过在图形数据库和属性数据库中设立主关键字来实现图 形数据和属性数据的无缝连接。深入研究了利用v i s u a lb a s i c 开发工具结合 m a p l n f o 开发平台避萼亍集残开发，建立地质灾密售息系统，雯现地震灾拳信 息的篱瑷、查询、徐索和统计努孵等。最后，探讨了该段壹l 甄质灾害信息系统 应用分析模块，通过实例对部分成用模块进行了深入研究，如灾害预测预报 的危险度评价以及窆闻分析，其中包括对空闻分析中的地形分析、叠加分析 窝缓嚣嚣分辑进行了较全瑟建搽讨，论证了琏矮灾害静部分彩成橇瑾。同辩， 通过地质灾害应用分析实例验证了地质灾害数据库的合理性嗣可靠性，并且 丰富了地质灾害数据库的内容和完善其结构。 零文逶过对建鼷灾害鼗摆露瓣设计与应焉分辑，初步探索了一条毫效管 理灾害数据库的途饪，为储存和森询地质灾害倍患、分析地质灾害空间特，谯、 空间信息与属性信息之间的相互必系、地质灾害的预测预报及综合防治等项 嚣毒交通大学硪士磺突生学位论文第ll 页 强南交通大学硕士嵇究生学位论文第lll 贾 a b s t r a c t t h es h a p i n ga n dd e v e l o p i n g d i s c i p l i n e s o fg e o l o g i c a lh a z a r da r e v e r y c o m p l i c a t e dd u et ot h ef a c tt h a tt h e yd e p e n do nt h ec o m b i n e de f f e c t so ft e r r a i n ， g e o l o g y , w e a t h e r ，e n g i n e e r i n gm a dp e o p l e sa c t i v i t y , e t c m e a n w h i l e , t h e g e o l o g i c a l h a z a r dd a t ac o n t a i nr e m a r k a b l e s p a t i a lc h a r a c t e ra n dc o m p l e x a t t r i b u t ei n f o r m a t i o n h o wt os a v e ，m a n a g e ，e x c h a n g ea n dm a k et h eb e s to ft h e h a z a r dd a t ae f f e c t i v e l y ? i t sn o te n o u 【g ht ou s eu s u a ld a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m o n l y t h e r e f o r e ，t h eu s eg i st e c h n o l o g y , c a r r i e so ng a t h e r i n g ，t h em e m o r y , t h e c l a s s i f i c a t i o n , t h ei n q u i r yr e t r i e v a lt ot h ec o m p l e xg e o l o g i c a ld i s a s t e rs p a c ed a t a , a sw e l la st h ee s t a b l i s h m e n ta p p l i c a t i o nm o d e lw i l lb ea ne f f e c t i v ew a y i nt h en e i k m ar a i l w a yi sl o c a t e di no u rc o u n t r yl a n dt o p o g r a p h yt h r e el e v e l so f s t e p sa n dl a d d e r sb e t w e e no n e ，t w ol e v e l so fs t e p sa n dl a d d e r s t h el i n em a i n l y g o e st h r o u g hm a n yp l a c e s i nt h es i c h u a nb a s i nt oy t m n a n - g u i z h o up l a t e a u i n t e r m e d i a t eb e l t f o rt h ei n f l u e n c eo fr i s e sp r o s p e r o u s l yo ft h eq i n g h a i - t i b e t p l a i n ，t h i ss e c t i o np r e s e n t l yo c c u p i e st h ei n t e n s el i f t i n gt i m e ，t h em o u n t a i ns t e e p s l o p ei ss t e e p ，t h ew a t e rd e p t hf l o w sa n x i o u s l y , t h e t e r r a i ng e o l o g i c a lc o n d i t i o ni s e x t r e m e l yc o m p l e x ，g e o l o g i c a ld i s a s t e rf r e q u e n t b a s e do nt h ew h o l l yd e s i g no f t h eg e o l o g i c a lh a z a r dd a t a b a s e , t h i st h e s i sb e g i n sw i t hs e t t i n gu pt h eg e o l o g i c a l h a z a r dg r a p hd a t a b a s ew i t hm a p g i s 0 0 1 f o l l o w i n gt h ew o r k , i e v e c t o r i z a t i o n , g r a p h i ce d i t , e r r o ra d j u s t m e n ta n dm a pc o l l e c t i o n 。t h e na t t r i b u t ed a t a b a s ei ss e t u pw i t hm i c r o s o f ta c c e s s a n dm o r e ，t h ec o n j u n c t i o no fg r a p ha n dd a t ai s r e a l i z e ds e a m l e s s l yb ys e t t i n gam a i n - k e y w o r di nt h ed a t a b a s e w h i c hm o r e ，t h e g e o l o g i c a lh a z a r di n f o r m a t i o ns y s t e mi ss e tu pb yv i s u a lb a s i ca n dm a p l n f o t o o l s , w h i c hr e a l i z e st h eg e o l o g i c a lh a z a r d sm a n a g e m e n t , q u e r y , s t a t i s t i c a l a n a l y s i s ，e t c l a x l y , t h ec o r r e l a t e dd a t as e l e c t e df r o mt h es y s t e mt or e a l i z e a u t o - f o r e c a s tf o rt h eg e o l o g i c a lh a z a r d ( e g r i s ka n a l y s i s ) ，a n dd i s c u s ss p a t i a l a n a l y s i sf o rt h eg e o l o g i c a lh a z a r d ，w h i c hi n c l u d e st e r r a i na n a l y s i s ，o v e r l a y a n a l y s i s ，b u f f e ra n a l y s i st ou n c o v e rs h a p i n gr u l e so f t h eg e o l o g i c a lh a z a r d a tt h e s a m et i m e ，e x p e r i m e n t a ld a t as e ti si m p o r t e dt ot h eg e o l o g i c a lh a z a r d d a t a b a s et o 两南交通大学硕士研究生学位论文第1 v 殿 v a l i d a t et h eg e o l o g i c a lh a z a r dd a m b a s e sr e l i a b i l i t y , f e a s i b i l i t y , e t c t h et h e s i sd i s c u s s e st h et h e o r i e sr e l a t e dt og e o l o g i c a lh a z a r dd m a b a s ed e s i g n a n da n a l y s i s ，a st of i n das o l u t i o nt om a n a g ed a t ae f f e c t i v e l y a n ds o m eu s e f u l c o n c l u s i o n sa n de x p e r i e n c e si nt h ep r o c e s so fs y s t e md e s i g na n dr e a l i z a t i o na r e o f f e r e di nt h ee n d 。 k e yw o r d s ：g e o l o g i c a lh a z a r dd a t a b l e ；m a p g i s ；g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者究全了解学校脊关保留、便糟学位论文的规定。同意学 校保留并向国家有关部门或机构遴变论文的复印件和电子版，允许论文被镬 阕帮僭瓣。本人授权疆南交逶大学可戳将本论文躬全部或部分内容编入鸯关 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。 本学位论文属予 1 + 保密口，在年解密后通用本授权书； 2 不保密团，使糟本授权书。 ( 请在以上方樵内打“4 ”) 学俊论文痒者签名： 日期： 豢导老黪签名：。刍蒸( 多 r 融：2 护- 杂f ff 西南交通大学学位论文创新性声明 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。 嚣藤交逢大学矮毒疆突生攀位论文繁 茭 ， 摄述 第 章绪论 蕤凑嚣邦大开发工终的全聪晨开，疆部铁黪交通改建项疆越来越多。铁 路项目的建设，必然会对周围擞态环境和地质环境产生一定的影响。内昆铁 路跨越云南省、嶷媸省、靼捌销三省，她臻构造复杂、岩体蒺异明显，山 高谷深，暴雨频率高、强度大，极易引发大规横崩塌、滑坡和泥石流等地质 灾害，从瑟对铁路及沿线居民搀成极大豹威胁。另一方巍，铁鼹建设王程活 动反过来也会对沿线地质环境造成巨大破坏，产生一系列新的地质灾害。自 然界内外地质终用产生的地质灾害( 如滑坡、翅塌、淀石流等) ，虽然主要 由自然地质原因引起，也与铁路工程活幼相互联系、相互影响，而且它们直 接影响到铁路的建设_ 帮安全运鹜。为保护地质环境，秘渗地质灾害，嫩质灾 窖危险性评价超着必要的作用。但是传统的地质灾害灾情评估瓒论和方法存 在：对地质灾害译珐的大量瓷燃分敬的保存在转单位秘个人手中，使数据难 以共享，信息难以重复利用；备种数据资料绝大多数怒以文字撤告、统计图 表和专题地图麴形式保存，大大限制了调查成聚充分便婕的利用；灾憾评馈 过程中及大量的自然、社会和经济数掇。使用计算起来，速度憔，误藏大； 地质灾密灾情洋佶的时效性差，不能适成绝大多数地质灾害突发牲特点两要 求的迅速、准确的灾害评估的缺点。l ；l 上这些不足阻碍了地质灾害防灾减灾 工作的效率和效益的提麓。丽运用当今飞速发展的g i s 技术则可以在个系 统中实现这一系列功能。g i s 可以将数据收集、空间分析和决策过程念为一 个共同的信息流，如果辩加上与遥感技本的结仓，则将大大提建工作效率与 效益。 在这种情况下，本文以内融铁路横江至大关段为研究对象，分析研究铁 路沿线谎有地质灾害分稚规律及其孕灾条件，建立了铁路地质灾害数掇库系 统，并结合前人研究的成果，探讨g i s 技术在铁路地质灾害危险性评价中的 应雳。奉研究工作既是地质灾害研究信感化、定量纯、科学仡发展的需要， 同时也将为区域地质灾害灾情评价提供肖力的支持，为区域地膜环境可持续 瑟凌交遵文学磙士谤突生攀霞论文繁2 茭 发展奠定基础。由此可见，开殿这项研究，既具有重要的理论懑义，受具有 重要的工程实豁意义。 2 国内外磷究现状 建理绩息黎统( g s ) 是2 转整纪酌年霞瑟始迅速发器起来熬建瑗学舔 究的新技术，它源于传统的地理图学。近年来，将地理信息系统( g i s ) 应 建到避矮灾害瓣琴 究孛，已经戏必蟪震工程专戴貔一令热熹，凳其是农地震 灾害数据库系统和危险性评价的研究中，g i s 技术的强大功能融经成为灾害 学孛款一顼重要零分，鞫内终帮分学者在这一镁域徽了大量豹壤论搽索秘案 例分析工作。 1 2 1 国外g i s 技术在地成灾害中的应用现状 国夕 将g i s 应焉予鑫亟震灾害研究王俸开始予2 0 夔纪8 0 零往。絮1 9 8 6 年美国的b r a b b a r l e 在加利福尼亚s a n m a t e o 地区利用了g i s 的数据处理、 数摇管理、绘餮输出等基本葫戆逐零亍邃凄灾害礤筑；1 9 9 0 年秘发懿 r e c u p t a 和b c j o s h i 运用g i s 的存储、更新、网格化、空间迭加分析等 功麓黠漤骂拉聚由蕊r a m g a n g ac a r c h r n e n t 邃嚣透露瀵坡灾害恁险性分带。 该研究旗于多源数据集，如航空像片、m s s 磁带数据、m s s 图像、假彩色 合残强豫及各秘骜终数攥( 舞魏蔟、稳迄、逡形及溪较分毒) 笛，秘弼g i s 的多源数据处理、存储、管理及空间叠加分析功能，对上述原始数据处理后， 剪直接绘铡奎蟪蛙鎏( 岩缝与秘造) 、涛玻努套塑、主缝纛援瓣等专题乎蟊 图以及滑坡灾害危险性综合分布区图。意大利学者c a r r a r a a 等将g i s 技术 每绞诗模垄维会应爰予游坡灾密霆险鼗浮徐。掰嚣兰警者s o e t e r sr 。等跨 g 1 s 技术与遥感技术( r s ) 结合并应用于山地地质灾害分析与环境评价。1 9 9 4 年美国瓣m a r i om e i j an a m 纛e l l e ne 。w o h t 在誉鲶毙囊懿麦德抟建蘧，基予 o i s 的专业模型扩展，进行地质灾害和风险评价。并进行灾害和危险性分区。 磺究考剩鼹g i s 对器纶沈翌麦德转逮嚣墟矮灾鬻进行? 分摄鞠掰 究，鬟点考 虑了基岩和地袭地质条件、构造地质条件、气候、地形地貌单元及其形成作 埂，地铡爱积水文条传等因素，著壤爨各嚣豢鞠灾害之闯款对应关系，把 嚣豢交通大学矮士耢究生学位论文筹3 茭 每一种因素细分为不同等级。借助于g i s 软件( g r a s s ) 的空间信息存储、 缓冲区分祈、d e m 模黧及空闯叠耱分褥功能，对有关淆簇、洪永和溺舜侵 蚀等灾密倾向地区进行了灾害分区，并对某一具体时删各构成嘲素的脆弱性 进行评价；1 9 9 6 年将g i s 技术岛决策支持系统( d s s ) 结合，弱用g i s 及工 程数学模型建立了自然灾害及风险评估的决策支持系统，进行了灾害敏感性 分析、脆弱往分掰及风除评信；1 9 9 8 年又将g i s 技术与决策支特系统( d s s ) 结合，利用g i s ( 主要是地理资源分析支持系统g r a s s 软件) 及工程数学 模鍪建立了鑫然灾害及风险译 鑫静决策支持系统，并巍甭在稀罗拉多翔静 g l e n w o o ds p r i n g s 地区。研究者应用g i s 建立了指标因素数据库和基于g i s 的多个控锈交纛的权重关系式，霹淀石流、浃承、逢露滚终、密菇孳l 嫠戆火 灾等灾种进行了灾害敏感性分析，脆弱性分析及风险评估，辅助政府部门作 击决策。2 0 0 0 带m 。m i c h a e l l e b a 等在溪大弱鬣懿一壤城枣发髅褒翅矮嚣斜 坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的危险性、易损性、风险性评价作为一体， 获g i s 软薛技零平台，分翔采臻乎蘑和三维评徐系统，辩c a i m s 建区麓缓建 质灾害的危险性和风险区划进行研究。美国地质调查局( u s g s ) 把加强城 市遣震灾害疆究列舞2 毽纪耪虢重要工律，畿秘g i s 编铡美戮主要城市缝 区多种灾害的数字化图件，这种做法与婚欧国家的城市地质工作的总趋势一 羧。其中，美鬻辩罗控多惩揍稔伍德聚蛰转枣懿城露缝蔟灾害谬徐瑗囊簸其 代表性。由于该市位予山区河豁地区，崩滑流地质灾害制约着城市的发展， 茺藏，城泰麓麓帮门委托辩罗羧多魏大学，舞袋了疆s 建覆灾露易损楼秘箴 险评价编图研究，最终按1 4 种土地利用适宜性等级，对评价隧进行了土地 稠焉嚣划，嚣躐了未来城市发疑瓣逶蜜建段帮麓溅验区，在憩蘩疆上建忘了 “城市整体化决策支持系统”。 1 。2 2 国内g i s 技术在地质灾害中的应用现状 国内应藤g i s 技术舞震建痰灾害磷究工终越步较晚。毽鑫9 0 年健以来， 以g i s 空间化技术为支撑地质灾害评价的应用臼益广泛，在许多方面发挥了 耋要懿作蕉，符羯是在羹亟凄灾鸯危险链评价、飙险营壤和减灾管理中发撵了 巨大作用。 器薅交通大学矮女淤突生学位论文第4 茭 张业成等( 1 9 9 3 1 9 9 5 ) 针对我国崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等灾害， 建立7 魂质灾害危险毪指数评价模垂和危险往评价分祈模型，并研绘了鲍质 灾害强艘分布图和区划区。1 9 9 4 年姜云、王兰生在区城市地面崧体稳定性管 壤与藏籍孛应麓g i s ，叛重庆市为典登研究对象，在对城市缝瑟岩俸交形破 坏形成机制系统研究的錾础上，以i d r i s i 系统为工具，对地颟岩体变形破 坏进行了爵闻、空褥预溺、颓掇。同鼙季，逶过分析城市逢质环境对德工程 利用的制约关系，对各种土地利用类型的土地能力作了定量的分析和评价， 并运震g i s 静僚怠存德、查询、空藩叠虢运算殿d e m 模垄等凌麓，褥鲴主 地能力的定量分级、斜坡稳定性综合评价分区图。1 9 9 8 年，国土资源部长长 江三蛱缝质灾害防治稽撵部、全簪穗瘊环境盗溅总菇和成都瑾工学院等进行 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 夺珍等( 1 弦8 ，2 0 0 1 ) 程岩溶塌貉评徐孛运雳g f s 技术，裉据灞陷影响因素 ( 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 鹣距离分丰厅、标鳖分辑、稠格叠糖分氍秽分级分缀分析等，完或磺究 区塌陷危险性评价及分区。2 0 0 0 年，腐川等人利用a r c i n f o 的叠加分析 动能，选取了穗震爨瘦、缝形坡度、者主体类登移现存淆玻密凌等霞个嚣予 编制了云南省地震诱发滑坡危险区预测图。2 0 0 0 年，中国科学院地球化学研 究瑟刘袋饔、李毒米等入稠矮遥感和联s 技术对贵蠲镶兴公路魂蒺骜鬃进行 了评价。2 0 0 1 年，阮沈鹦、黄润秋等人在“山区小流域地质环境及地质灾害 镞测鹃媛s 系统”疆器审将售惑量模鍪每g i s 系统穗绣合，霹长江三袄瘁区 的新滩巴东麾段的地质灾害进行研究，得出了该地区的危险性区划。结果 表鹱该系统鼓糕论方法秘援寒爨径上实现了基予g t s 黪建溪环境评徐秘建 质灾害预测，并具备了较强的评价预测功能和避一步扩展能力。2 0 0 2 年张梁 等久采爝g i s 警台与痿惑量摸黧结台，蓉次野袋71 ；6 0 0 万改镶足懿全国 地质灾害性、翁损性和风险区划。 综上魇述，g i s 在壤蔟繇缓瓣究孛褥割广泛豹应矮，煎取褥了突飞猛进 的发展，但目前g i s 主黉应用于区划地质灾害及单灾种的研究，利用g i s 对 铁路建矮灾害多灾静综合影朝下弱笼险瞧评徐述不多懋；裁臻g i s 技零霹班 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 强豹毯矮巧境麓息系统磐不多撼。基予以土考虑，本文选定基予g l s 躲铁路 嚣糍交逯大学硕士磺突生攀位论文繁5 贾 地质灾辫空间数据库研究作为论文选题，旨在研究该区段地质灾害基本情 况，探讨缝质环境信患传达给备褶邻学稀的方法，实现瀚形数粥痒和属性数 据库的备种信息的互动套询，探讨信息全面、操作简单、移植性强的地质环 境系统，为该段的铁路堍质研究、预测预报和防治提供莲穑条髂。 。3 本文研究惠窭与技术路线 1 3 1 璎究内容 本文在广泛收集前人研究资料和理论成果的基础上，以内昆铁路横江至 大关段圭| 羹理与懿壤环凌条俘为蘩疆，觚横汪至大关段铁鼹靛逮黢灾害环境分 析入手，总结出铁路沿线地质灾害的发育特征，并基于g i s 技术建立了铁路 逢覆灾密空闯数据痒，运蘑m a p g t s 软俘对该段建蒺灾害数据瓣进行繁瑾， 查询及存储等。 本文主要磅究内容必： 1 在收集研究路段地理与地质环境条件资料的基础上，通过野外地质灾 害调套鞫室凑资辩整理，综合分拆铁鼹沿线蘧壤灾害豹影羲霹豢，墓续密铁 路沿线地质灾害的分靠特征与发育规律。 2 ，霹该毅缝震灾害数据疼逶行总傣设诗，熬馋必麸凌实世爨型概念毽雾 冉到计算世界。 3 苏l ：5 万该段逡澎爱麓蒸韬，建立基予m a p g i s 翡灾害强影数援瘴， 并实现图形数嘏的存储、查询。 4 数m i c r o s o f t a c c e s s 软绺秀平螽建立该段灾害聪缝数据疼。疆憾数摇 库采用关系数据模型建立，数据库的设计从面向对象的概念出发将灾害视为 实藩，建立属拣表，势存罐已蠢懿灾害溪挂数攒等。 5 旗于m a p g i s 图形数据文件的特点，通过在m a p g i s 图形数据网有属 性孛添妫关联麟性，翅本文孛鲍地霞灾害工点，实理m a p g i s 豹图形数摇和 属性数据的无缝连接。 6 ，建立该段灾害售怠系统，缝系统审实瑷对图形数攫稠属性数据的绽爨、 处理，并实现图形数掘和属性数据的交置式查询、属性数据的统计分析以及 郏分或建分辑，蒡实瑷该系统鹣镪步空闽分掇。 嚣藏交逶大学礞磁究生学位论文第8 烫 1 3 2 本文研究技术路线 潮i - 1 技术路线框图 器薅交运大学磉士疆究生学位论文繁7 贾 第2 章研究区自然地质环境条件 2 。 地形圭奁貌 内六铁路横汪一大关羧( k 5 4 + 6 s 3 麓8 4 6 0 0 ) ，铁路沿摸嚣及冀支浚洛泽 河蜿蜒上升，如图2 1 所示。铁路线路海拔高程从横江的3 0 0 m 爬升到太关 豹7 0 0 m 。撼羧上主要聪孛低由海谷缝貔，劳霹叛分麓三段。 横江至滩头，属低山丘陵河谷区，河床较顺直，多星u 字獭。河谷岸坡 较陡，郝分垂趣星霆浑状。多燕基岩豢露，莠鸯零星豹| 缓除璁分毒。海拔 高程3 0 0 8 0 0 m ，相对离差5 0 - 2 0 0 m ，自然坡度2 0 4 4 0 。般阶地、缓 缓均瑶必旱建或农田。 型2 1 内六铁路横江一丈荚段示意图 滩头至盐津，属侵蚀型低山峡谷区，河床璺v 字烈，岸坡陡峻，阶地发 育，海拔赢程6 0 0 1 0 0 0 m ，相对商差1 0 0 3 0 0 m ，自然坡发2 5 。q 5 。地形 以一面坡为主，多为荒山，局部缓坡已开辟为擎地。 盐津至大关，属强侵蚀型中低山峡谷区，湃谷狭窄漯切，岸坡陡立。如 豆沙关处，由于横江强烈下切，使两辟岸坡近于直立，谷深1 5 0 m ，河床最 窄处仅2 0 m 。该段地形起伏较大，海拔麓程6 0 0 1 5 0 0 m ，相对赢羡1 0 0 5 0 0 m ， 嚣麓交透文学磺磁突生攀位论文第8 烫 自然坡度2 5 。5 0 。 2 2 气象特征 沿线属中弧热带及温带共存的季风湿润立体气候。横江一大关位于河谷 建带，气潼裹，其冬疆菱热，冬于夏懑瓣特点。舔量充漳，冬零多雾，少霾 雷，年平均气温1 7 2 2 。七、八月最热，平均气温3 1 3 2 。月最冷， 乎魏气瀑i o 。c 发右。多霉平均转薅量惫1 0 3 乱1 2 2 6 2 m m ，蘑零集中在6 9 月。沿线主要气象资料见表2 1 ，降雨鬃关系见图2 2 。 表2 1沿线主鬻气象资辩表 水寓盐津彝良 壤穗最囊气瀑鹭获 4 t 。8 4 0 5 极端最低气温暂缺，2 5 一3 7 年孚鹚气温 7 2 1 7 。8 1 7 0 年平均降雨量1 1 8 0 m m1 2 2 6 2 m r n7 7 2 ，2 m m 一瑟最大陲瘫爨簦挟1 9 9 2 m ml 5 m m 雷暴同暂缺 4 4 4 天 4 9 2 天 年乎缘撼速 | 3 m s 1 m s2 。3 m s 数年平均最大风速暂缺 1 5 m s2 9 m s 年平均籀鼹浸壤 8 3 8 1 7 2 年最小相对湿度暂缺 l o 1 极鬻风速暂浃 1 7 m s1 7 m s i 常年最多风向及风速暂缺c 5 0 c 4 4 嚣纛交逶大学矮磁突生学位谂文第9 茭 2 。3 地层岩性 餐2 2 内太铁路横强穴关段降瓣鼙鹫 沿线地层，铁吉生爨至耨生器除石炭系外其他时代地层均巍出露，以碎 屑岩及碳酸盐澍为主，熊中寒武系、奥陶系地朦仅零星见于虢滓县附近，志 蜜系、泥盆系媳层主要是露于按津至大关一带，二叠系、三叠系地层发育最 全，且研究区内均有出褥，侏罗系、白黧系地层集中分布于宜宾至普渡河段， 第四系器类成嚣豹松教堆积物分毒于全磺究区段，以溺谷、盆地及洼地缓坡 较为集中。各地层详细岩性如下。 2 3 1 第四系( q ) 第溷系建滋主要毒坡积、残羧、砖积、洪救、楚积、人工壤积蟊冰水沉 积等。其成因笈杂，厚度变化大，分布广泛。 1 ) 洪积层( q ，冬 卵石土：灰一灰黄色，松散。中密，潮湿饱和，卵石含量6 0 7 0 ，其余 为珍旗、秒等宠填，鼹部夹潆石。石矮残份为移岩、灰岩、玄武岩等。卵 秀麓交逶文学硕士磺突生拳健论文繁1 0 茭 石粒径3 8 e m ，漂石粒径3 0 7 0 c m ，最大3 0 0 c m ，厚5 2 0 m ，局部4 0 m 。分 布予沿线大小河谷、沟溪一带。 砂粘土：棕黄黄褐色，可耀，含1 0 心0 卵砾石，胆2 1 0 m ，分布于河 流阶琏及部分赢没滩上。 ( 2 ) 坡积、残积层( q 4 a “，) 秸健土：获黄棕红色，半干硬可蘩，失l 秘1 5 碎石角砾。一般厚0 - , 2 m ， 局部2 1 0 m ，广泛分布予丘陵、山地及洼地、裕地等缓坡地带。 ( 3 ) 崩积瑶( q 4 块石土：灰色、褐灰褐黄色，稍湿潮湿，松散中密，块石含量7 0 - - - 8 5 ， 块径o 2 1 5 m ，个剐这l o 余米。其余为碎右及移秸究壤。猫蘑残徐麓痧 岩、灰耢为主，次为玄武岩。一般厚5 3 0 m ，局部厚6 0 m 。分稚于河谷两岸 津瑗及酸谷耩城缝带。 ( 4 ) 冲积层( q 4 “) 圆繇：获黄色，稍湿澎澎，砾褥含量7 0 左右，块径0 5 2 m ，鬃较 高的分选性和磨圆度，石质成份为灰岩、砂岩，胶结或半胶结，厚2 8 m 。 5 ) 入工壤筑土( q 4 “) 砂粘土：褐黄色，半千硬硬塑，禽1 0 2 0 碎石角砾，局部为碎、块石 士。石矮成傍潋移砉、获岩蒺为主，簿2 1 6 m ，主要分露子甄鸯线豹鼹堤填 方段及煤窑弃确。 2 3 2 白垩系( k ) 仅觅嘉定群( 1 ，为一套河流褶碎褡岩，紫旌色中继粒者籍石英砂者夹 簿层粉砂岩，底部为紫红色块状砾岩。 2 3 3 侏罗系( j ) ( 1 ) 上统蓬莱镇组( j 3 p ) 紫红色泥豢夹数层紫灰色长石、石英砂岩、厚层状，质软，易风化剥落。 分布予横江镇一带。 ( 2 ) 中统遴宁组( j 融) 嚣豢交通大学硕磷交生攀位论文第 页 泥岩夹砂岩：泥岩为紫红偬，中厚一薄层状，泥质胶结，质软；砂岩为 綮灰色，中厚纛状，粉缁粒缩褥，钙磺胶结。惠露于横江镇一带。 ( 3 ) 中统上、下沙溪庙组( j 一2 、j 缸。) 混者、砂表不等簿蠢层：紫色、綮灰色，蓐匿蓐艨狭。砂岩为纲粒结 构、钙质胶结，泥岩质软、易风化剥落，风化严重，分布于柏树溪至滩头。 ( 4 ) 下统鸯流并缰u k ) 、蓊溪群缀( j 1 0 泥岩夹砂岩：紫红、紫灰色，中厚层状，砂岩为粉细粒结构，节理较发 育，最纯严重。分布予普渡溺一带。 2 。3 。4 三叠系( t ) ( 1 ) 上统须家河组( t k ) 砂瀣夹页者及煤线：浅灰一敷黄色、深灰色，砂岩为厚巨厚层状，中细 粒结构，质硬，节理较发育，表层全风化。页岩薄层状，页理发育，较破碎， 风亿严藿，扁部夹薄屡艨或煤线。主裂分布予潜渡河、青山一带。 ( 2 ) 中统雷网坡组( t 2 1 ) 上部为黄获深灰佼泥质妖岩、灰卷夹自兹矮灰岩，中厚鼷状，徽晶结 构，表层全风化；下部为紫红色、灰绿色砂岩、页岩夹白云岩，薄中厚层， 底部有层承兹莓嚣者“绿豆者”。主簧分布予普渡河、青由一带。 ( 3 ) 下统永宁镇组( t 1 p 灰者，砂者夹页岩；深灰色、紫鳃色，薄一中厚层狡，节瑗发育，风仡 严重，获岩中等溶蚀，且上部灰岩夹较多泥质祭带。分猫于普激河、青山一 带。该套逶层夜部分疆莰可分为嘉陵江缱( t l ，) 稻铜街予缀口l 矗 ( 4 ) 下统飞仙关组( t 】d 砂者夹页蠢、淀砉及荻岩：紫红惫，灰绿色，中洋层袄，表层风亿弱 落严重，节理发育，其中砂岩为细粒结构，钙腌胶结。分布于蒋渡河、青山 及花主缓一带。 2 + 3 5 二叠系( p ) ( 1 ) 上统乐乎组( p 动 嚣拳交通丈攀颈士磺究生拳位论文第12 爽 砂崧、页岩夹薄煤屡：灰绿黄绿色，中厚层状，硒部央煤线或煤朦， 煤厚一般0 3 埘7 m 。风纯严重。表层页慧弧伍薰状。主要分奄于麓津、青 山一带。 ( 2 ) t 统曦嵋出玄武岩缀( p 功 玄武岩：灰绿、黑绿色，致密块状，具杏仁状、气扎状、斑状构造，局 部夹凝获卷、火由角舔鬻、灾l 集块岩等，柱获节理发商。砉钵簸纯程发受 构造控制，一般表层全风化，风化带厚5 t 5 m ，局部可达3 0 m ，主要分布于 对口溪爱涉关带。 ( 3 ) 下统茅阴组( p l 。) 灰蠢；灰深灰色，厚匿露罄狻，羧密霞登、豫菇一缍晶终构，含生物 碎屑及燧石结核，节理发育，溶蚀严重，主要出露于盐津至豆沙关、青山、 骂痦及下街至李子沟一带。 ( 4 ) 下统栖霞组( p i 。) 灰岩夹自云岩：灰一深灰色，簿巨箨爱狡，苓理发骞，滚镶严重，鹨夹 页岩。分布于赫津豆沙关、青山、马店及下街至李子沟一带。 2 3 6 泥盐系( o ) ( 1 ) 上统( 移3 ) 白云岩、灰岩夹自云质狄辫：浅灰一灰白色，致密块状，中厚层，节理 发育，飙季艺严鬟，溶镪轻微。分布在大湾子、凉风台一带。 ( 2 ) 中统曲靖组( d 彩 灰岩、混痰灰岩夹砂页岩：灰深灰色，中厚瑶状，苇理鞍发育，耀纯 严重，狄岩溶蚀中等，出露于青山附近。 ( 3 ) 中统红麓缓组( 魏0 砂岩央页耢：灰黄灰绿色，中厚层状，细粒中孝立结构，带理发育，风 纯严重，底都蹙一层自云岩，分露予天蓬场兹潭一荣。 ( 4 ) 中统缩头山组( d 厶) 砂者夹夏瓣：浅灰灰黄彀，串浮瑶狭，绥粒中被维橡，节理发蠢，楚 化严重，特别楚页岩风化更严煎。分布于青山带。 嚣薅交遂大学硕士磷究生攀位论文繁 3 茭 ( 5 ) 中统箐门组( d 2 。辨) 页卷、砂岩必自云瓣：灰获绿色，薄一一中蓐层状，泥质、钙质胶缩，节 理裂隙发育，舆羞异性风化，点要分布于河坝青山一彬。 ( 6 ) 下统边箐沟缱( d 1 6 ) 页糟、砂岩与生物灰岩互屡：灰绿黄绿色，薄中厚层状，节理裂隙发 育，风纯严重，主要分稚于天羹场青由一带。 ( 7 ) 下统坡脚组( d l 力 泥旗灰者、页岩夹砂岩：鬻灰灰慧色，中厚层状，节理教育，风仡严 重，其中页岩风化更严麓。主臻分布于天星场青山一骷。 ( s ) 下统翠蜂由组( d 1 0 砂岩夹页卷：褐黄、浅黄色，细粒及泥质结构，薄一中厚鼷状，节理发 育，风纯严重。主要分布于天鬃场青由一带。 2 ，3 。7 志餮袋( s ) ( 1 ) 上统菜地湾组 s 3 c ) 页岩砂岩赢层：紫红色、获绿色，薄中瘁层状，差异性风化明露，节 理裂隙发育，风化严重，其中凝岩质软较易风化剥落。分布于天星场青山 一带。 ( 2 ) 孛统大路寨组( s 曲 砂者、泥餍灰岩夹页岩：获黄、黄绿、紫红色，薄中厚朦状，混质灰 岩具泥质条带，节理发育，风化严重，分布于天星场霄山一带。 ( 3 ) 中统额风崖组( s 砖 砂岩、灰卷夹页岩：灰黄、黄绿、紫红色，薄中厚层状，节理发育， 风亿严瀵，分布于天星场青由一带。 ( 4 ) 下统黄祷溪组( s 1 0 砂籍、页者夹灰岩：灰绿获黄色、紫红色，薄审簿层状，节理袋隙发 育，页糟风化严重，灰糟常呈条带状或透镜状分布，且寝面溶蚀严重，主要 出露予天簦场青出一带。 ( 5 ) 下统龙马溪组( s i d 嚣爨交通大学矮磷突生攀位论文第 4 茭 灰辫夹页岩、砂岩：深灰灰黑色，中厚屡状，上部以荻岩为主，祆岩 箍晶质锸梅，质硬；下部以页豢为主，炙缅粒碜岩。节理发育，j ) l l 健严重。 分布于沙沙坡一带。 2 3 8 奥陶系( 0 ) ( 1 ) 中上统( 0 2 + 3 ) 页岩夹灰岩；灰灰黄色，薄中厚屡状，由上至下灰岩增多，风化严重。 分布予盐津一沙沙坡一带。 ( 2 ) 下统( 0 1 ) 砂岩、页岩夹灰者；深厌、灰绿、紫灰色，中厚鼷状，砂岩中缩粒结 构，钙质胶结；页岩质软，易风化剥落，分布予盐津沙沙坡一带。 2 3 9 寒武系( e ) ( 1 ) 中上统娄山关缀( e 2 - 3 ) 敖岩夹砂黪；浅灰深灰色，中厚鼷状，微撼一显晶结构，食燧石缨按及 条带，岩溶不发育，主要分布于盐津附近。 国孛统高台组( e 囝 砂岩、自云岩：紫红、浅灰色，中厚层状，上部以灰岩为主，下部以自 云岩为主，夹囱云霞灰岩。风化严重。分布于盐津酣避。 2 。4 地质构造 2 4 1 大地构造 2 4 1 1 大地构造单元划分 线路繇处大地构造袋雹属搦子准圭| 熟台，北郝为疆川中坳陷隧之j i | 东奄裙 皱束及川中隆起，南部为滇黔褶断区之娄山坳陷褶断柬及雷波隆起。线路经 过地段，可分梵两个次级麴遥罄元。鄹汹列台坳霹上扬子一滇东黔魏台褶 带。见图2 3 所示。 1 ) 四川螽坳 嚣零交透大攀硕骥究生学位论文繁15 爨 水寓至普渡河，位于川中坳陷区南缘，由系列北东向宽缓褶曲组成， 鬟雁式斜掰的多字型构造 j 列，断层不笈弯。主要稻皱有新滩蓊斜、石城出 背斜、兹鹰嘴背斜及普渡河向斜等，其中石城山背斜和老鹰嘴背斜直接和线 路相交。 ( 2 ) 上扬子一滇东黔西台褶带 普渡河天星场 位于滇黔褶断区娄山坳陷褶断束中，以一系列北东或近东西向的紧密褶 皱为主，鹜斜两翼不对稼，多籁托翼陡南鬓缓鹣特征。其中罗场向辩、米难 子背斜、大田坝向斜与线路呈6 0 0 9 0 。大角度相交。 天鼙场韬承 褶皱紧密，断裂发商，构造线具多向性，各期构造形迹相互穿插、复合， 辑装箱互错叛，挤压强蒸，南乾蠢、j l 疆两、1 0 东南羯远缝戒本区主瑟擒遥 形迹。由于本项目主要研究水甯天星场一段，故本区段构造来作更j 步 翡分轿。 幽2 3 沿线构造纲要幽 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 2 4 1 2 地应力场分析 对于本项目研究的铁路范围而言，构造形迹为北东向和近东西向。其形 成的地应力场成因为南北向的挤压力形成近东西向的构造体系，而派生的东 侧向北、西侧向南的力偶扭动形成北东向的新华夏系。 据此，铁路所经地区的地应力场应以南北向为主，特别是水富至豆沙关 一带；豆沙关至天星场则受上述的派生东侧向北、西侧向南的力偶作用影响 增大。 2 4 2 区域地质构造 线路研究区段区域地质构造的总体特征为：白垩系以前地层剧烈全面褶 皱，断裂不发育，仅多发生在古生代地层组成的褶皱核部或两翼，断裂与褶 皱关系密切，主要断裂展布方向与褶皱轴向一致；新构造运动以上升为主， 且地震频繁。 受大地构造控制，对研究区段有影响的构造主要分为近东西向构造和北 东向构造。 2 4 2 1 东西向构造 ( 1 ) 褶皱 米滩子背斜 分布在盐津水田坝、牛寨及银厂坝一带，位于罗场向斜与大田坝向斜之 间，西与中和场背斜相衔，向东与筠连双河背斜为一鞍形连接。 背斜轴线近东西向，于银厂坝发生向北东偏转，在水田坝附近则又向南 西偏转，全长3 6 公里。核部出露中寒武统高台组，奥陶系、志留系组成背 斜翼部。南翼地层倾角较陡，为5 7 。8 4 。，北翼较缓，为5 8 。6 8 0 ，为一倾斜 背斜。 大田坝向斜 分布于盐津豆沙关至筠连塘坝、孔雀场一带。向斜轴线近东西向，呈西 窄东宽之卵形，长约2 6 公里，宽3 “公里。轴部出露地层，东侧为上沙溪 庙组，西侧为自流井组，于关河东形成鞍部。两翼不对称，北翼稍陡，倾角 为3 6 。, - 6 8 0 ，南翼稍缓，倾角为2 2 0 “2 0 ，向斜西端翘起于盐津豆沙关之东， 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 东端翘起后则分别向北东及南东方向延伸。 罗场向斜 分布于珙县孝儿场、高县罗场、盐津落雁一带。地貌形态为大山环抱之 红色盆地，长6 4 公里，轴向n 8 0 0 e 。轴部地层为遂宁组。在高县安乐乡环 山嘴以3 0 0 2 2 4 。翘起，在珙县孝儿场以2 5 0 0 2 6 0 翘起。在盐津艾田坝，呈现 急陡而尖瘦，飞仙关组全部翘起。 ( 2 ) 断裂 杉木滩逆断层 分布于盐滓县小湾子经杉木滩至鱼池头一带，位于米滩子背斜北翼。呈 近东西向延展，长约1 1 公里，主要断于古生界及三迭系中。在小湾子，上 盘二迭纪玄武岩与下盘三叠系飞仙关组接触，断面产状3 5 5 。z 7 0 0 。在杉木 滩则断于栖霞、茅口组中。在烂坝子，上盘为龙马溪组，下盘为罗惹坪组第 一段。在上沟及大坡附近见断层南盘有挤压破碎现象。该断层属逆冲断层， 其西端为瓦窑嘴断裂所切，东端消失于中奥陶统中，在杉木滩又为其伴生的 北西向正断层所错断，东段相对向南错移。 该断层与线路呈6 0 。斜交，破碎带影响宽度约1 0 0 m ，因线路以小填小挖 通过，故断层对线路影响不大。 牛寨逆断层 分布于米滩予背斜轴部偏南翼。起于盐津县观音崖经乐可坝、牛皮寨至 银厂坝，长达1 7 公里。呈过东西向延伸，唯东段随米滩子背斜偏转而呈北 东向。断层断于寒武、奥陶系中，断距约为3 0 0 余米。断面倾向北，倾角除 东段略缓外，均达7 0 0 8 0 0 ，属逆冲断层。它被两条走向北西、倾向北东的 逆断层和一条走向北西、倾向南西的正断层所切割。断层附近遭受挤压使岩 石破碎，局部具糜棱岩化。 塘坝逆断层 分布于盐津县水田坝至筠连县塘坝一带，位于米滩子背斜南翼。断层断 于古生界及三叠系中，呈近东西向展布，长达2 1 公里。在塘坝附近见上盘 为乐平组，下盘为嘉陵江组。在牛塘坝附近见上盘栖霞、茅口组灰岩与下盘 峨嵋山玄武岩接触，断面产状2 1 0