地质灾害风险评估综述范文

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地质灾害风险评估综述

篇1

关键词: 大(理)瑞(丽)铁路;地质灾害;工程分区;层次分析法

中图分类号: TU471文献标志码: AEngineering Geological Division of Geological Hazards

为了有效避免地质灾害对工程建设和人们生命财产的危害,地质灾害危险性评价和科学分区不仅是城市规划和建设的重要研究内容之一,也是铁路、公路、水电等重要工程建设规划的重要研究内容之一.本文基于地质灾害危险性评价,考虑铁路工程风险,对大瑞铁路高黎贡山越岭段地质灾害进行工程分区研究.当前国内外学者对地质灾害形成机制及影响因素进行了深入研究.但是,由于影响地质灾害发育的因素众多,同时各种地质灾害形成机制不尽相同,很难建立一种适用于各种地质灾害危险性评价的方法.目前,关于地质灾害危险性评价方法的研究集中在以下几个问题:

(1) 地质灾害危险性评价等级划分标准

由于研究区域和评价目标不同,地质灾害危险性评价等级划分各不相同,用于评价地质灾害危险性的指标也不相同.单纯从地质灾害潜在危险性方面分析,通常采用地质灾害发生概率、地质灾害潜在发生度等[16]作为综合指标.如果考虑到地质灾害对财产造成损坏方面,则将其归入地质灾害风险评估(价)中,风险评估[710]通常对既有地质灾害(潜在)危险性及其造成的经济损失等指标进行综合评价.

(2) 地质灾害危险性多因素评价指标

当前对于山区地质灾害危险性评价指标的研究,主要集中在工程地质条件、区域地质灾害分析、评价因子选取以及定量分析方面.常用的指标量化方法有层次分析法、模糊评判法、聚类分析法、基于GIS(geographic information system)技术的因子叠加法[1112]等.

(3) 地质灾害危险性评价的数学模型

地质灾害危险性评价中,各个评价因子的多状态性、多指标性对地质灾害危险性评价目标的贡献各不相同,通常采用权重体现指标重要性程度的差异[1314].当前常用的方法为专家打分法、信息量法、数理统计法、层次分析法等.西南交通大学学报第48卷第2期赵志明等:大(理)瑞(丽)铁路高黎贡山越岭段地质灾害工程分区研究1高黎贡山越岭段地质环境简介大瑞铁路高黎贡山越岭段地形、地貌复杂,岩土体类型多样,活动断裂影响频繁,是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害频发的地区.铁路在翻越高黎贡山山脉时,选线方案受到各种地质灾害的制约.大瑞铁路高黎贡山越岭段主要位于青藏高原东南缘横断山脉南侧,总体地貌特征是山体和盆地相间,峰岭与峡谷并列,属构造侵蚀高中山区[15].地形险峻,山地、峡谷、高原、盆地交错分布,地面高程多在1 500~3 500 m之间,最高山脉为保山西部的高黎贡山(图1).

印度板块强烈推挤和青藏高原叠加作用导致断块边界断裂并发生强烈的水平剪切错动,形成复杂的地质构造格局,褶皱和断裂构造发育.区域内出露地层齐全,岩性复杂,除白垩系(K)之外,从第四系(Q)至寒武系(C-)均有分布.沉积岩的岩性主要为石灰岩、白云岩、砂岩以及泥岩等;岩浆岩则以花岗岩为主,其次为玄武岩等喷出岩,另外可见辉绿岩、橄榄岩等岩脉出露;变质岩主要为片麻岩、板岩、变质砂岩以及片岩等.

沿线大型河流主要有怒江、龙川江、芒市河等.

3大瑞铁路越岭段地质灾害工程分区结合线路在越岭段走向及区段内微地貌特征和主要地质问题,将线路划分为6段,利用上述方法,根据工程地质调查、勘探资料[15],对各因素进行分区赋值.采用本文建立的数学模型,对地质灾害进行分区评价.

(1) 小寨子—蒲缥段.属构造剥蚀中山区地貌,沟谷纵横,地形起伏大,海拔高于1 000 m,相对高差小于500 m.上覆第四系全新统坡残积层粉质粘土,下伏基岩为奥陶系中统黄绿色页岩夹泥灰岩、砂岩,奥陶系下统紫红夹黄色砂质页岩、条带状杂砂岩、粉砂岩.褶曲及断裂构造发育,地下水以岩溶水、基岩裂隙水、断层带水为主,水量丰富.发育中小型滑坡,崩塌落石较严重,岩溶塌陷微弱发育.降雨较少,分布较均匀.

(2) 蒲缥段.山原丘陵地貌,相对高差为100 m左右.上覆第四系全新统坡残积层粉质粘土,下伏基岩为奥陶系中统施甸组黄绿色页岩夹泥灰岩、砂岩,奥陶系下统紫红夹黄色砂质页岩、条带状杂色砂岩、粉砂岩.区内地下水以岩溶水、基岩裂隙水、断层带水为主,水量丰富.发育少量小型滑坡,局部地段有崩塌落石,岩溶塌陷微弱发育;地质构造不发育,新构造运动不强烈,构造变形较弱,岩石较坚硬,结构较完整,岩溶较发育,地下水作用较强烈;森林覆盖率为30%~40%,降雨较少,分布较均匀.

(3) 老白河—高黎贡山隧道进口段.构造剥蚀中山区地貌,沟谷纵横,地形起伏大,相对高差500~1 000 m.上覆第四系全新统坡残积层粉质粘土,下伏基岩为侏罗系中统下段紫红钙质砂、泥岩、泥灰岩夹白云质灰岩、底部钙质砾岩,三叠系中统白云岩、白云质灰岩及断层角砾.褶曲及断裂构造发育,地下水以岩溶水、基岩裂隙水、断层带水为主,水量丰富.发育中小型滑坡,崩塌落石较严重,泥石流发育,岩溶塌陷微弱发育;区域内地质构造发育,新构造运动强烈,构造变形强烈,岩石破碎,结构不完整,岩溶较发育,地下水作用较强烈;降雨较少,分布较均匀.

(4) 高黎贡山隧道出口—龙陵车站段.芒市盆地北部中山剥蚀地貌,相对高差约100 m.上覆第四系全新统坡残积层粉质粘土,下伏基岩为燕山期花岗岩.发育中小型滑坡,局部地段有崩塌落石,无岩溶塌陷;区域内地质构造较发育,新构造运动较强烈,构造变形较明显,岩石较破碎,结构不完整,岩溶不发育,地下水作用不强烈;降雨较少,分布较均匀.

(5) 龙陵车站—那里段.芒市盆地北部中山剥蚀地貌,相对高差100~500 m.上覆第四系全新统坡残积层粉质粘土,下伏基岩为泥盆系中统白云质灰岩、白云岩;高黎贡山群上段千枚岩、板岩、片岩、片麻岩夹石墨片岩、大理岩,以及断层角砾.段内断裂、断层发育.断裂构造主要有:双坡木康断层、龙陵—瑞丽断裂、橄榄坡断层、龙陵瑞丽断裂;褶皱构造主要有那里背斜.受构造影响,岩体节理裂隙发育,破碎.断层破碎带附近地下水丰富,水量较大.

发育中小型滑坡,崩塌落石严重,岩溶塌陷微弱发育;区域内地质构造发育,新构造运动强烈,构造变形强烈,岩石破碎,岩溶较发育,地下水作用较强烈;区域内多为切割较强烈的山地;降雨较少,分布较均匀;有少量矿山和工程,植被部分破坏,地下水适量非均匀开采.

(6) 那里—芒市段.构造剥蚀丘陵地貌,相对高差小于100 m.发育少量小型滑坡,局部地段有崩塌落石,无岩溶塌陷;区域内地质构造较发育,新构造运动较强烈,构造变形较明显,岩石较破碎,岩溶不发育,地下水作用不强烈;降雨较少,分布较均匀.

4结论在对大瑞铁路越岭段地质灾害类型、规模、影响因素进行调查分析的基础上,建立了越岭段地质灾害工程分区评价模型,用层次分析法构建判别矩阵,确定各级指标权重,对大瑞铁路高黎贡山越岭段地质灾害工程危险性进行评价,得到以下结论:

(1) 影响地质灾害发生的因素众多,层次分析法是对多因素进行重要性排序的重要方法之一.该方法具有使用参数少、数学理论严密的特点,可较好地应用于地质灾害工程危险性分析评价.

(2) 层次分析法判别矩阵的构建至关重要,构建过程受到人们对评价因素认识程度的制约,虽然通过矩阵的一致性检验可以消除部分人为误差.但是有必要进一步深入探讨判别矩阵构建方式.

(3) 将越岭段地质灾害工程分区划分为:Ⅰ安全区、Ⅱ基本安全区、Ⅲ较危险区和Ⅳ危险区4个等级.采用层次分析法对小寨子—蒲缥—老白河—高黎贡山—凹子地—那里—芒市段地质灾害进行工程分区评价.

(4) 本文研究的线路方案通过区域,地质灾害对铁路工程危害等级为基本安全和较危险,这表明此选线方案基本避开了地质灾害面状、大范围发育的地区,使铁路工程风险可控.

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篇2

[关键字] 广州 地面塌陷 成灾机制 危险性评价 对策

[中图分类号] X4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-199-2

1前言

地面塌陷是地质灾害常见的一种,多发生在人口较多、经济较为发达的地区,对人民的生产、生活造成较大影响,广州市主城区已发生多次地面塌陷灾害,给广州市的发展带来了较大的负面影响,本文首先通过对广州市孕灾环境及诱发因素两方面阐释了地面塌陷的成灾机制,提出了地面塌陷的危险性评价方法,针对目前存在的问题提出了相应的防治对策,为广州市地面塌陷灾害的防治提供一定的参考。

2 广州市地面塌陷成灾机制

广州市的地面塌陷主要集中在主城区环市高速公路环绕地区,包括越秀区、天河区、珠海区以及荔湾区,面积接近300km2。主要从孕灾环境、诱灾因素两个方面对产生塌陷的机制进行分析。

2.1 孕灾环境

(1)地理环境因素。广州市主城区主要位于广花断陷盆地和珠江三角洲平原的过度地带,地势东北高、西南低,轻微倾斜。广州处于南亚热带地区,属于典型的季风海洋气候,全年温暖多雨、温差较小。

(2)地质构造单元。广州市主城区大地构造属于华南褶皱系—湘桂粤带南部—粤中拗褶带,主要包括Ⅳ级的东江三角洲断陷、三水断陷、广花褶断群以及增城凸起和Ⅴ级的麻涌断陷、广州断陷以及白云上—罗岗断陷等。

(3)地层与岩性。广州市地层属于华南地台型沉积,除了出露岩浆岩、变质岩及零星的上古生界-中生界外,约有 60%的面积被第四系松散沉积物和水系覆盖。而塌陷区地层主要由岩石风化严重的下古生界和全新世中期三角洲相淤泥沉积组成。

(4)断裂构造及区域稳定性。主城区断裂构造发育且均为活动性断裂。塌陷区具有明显活动性的断裂有三组,即东西向组:瘦狗岭断裂、广三断裂;北北东向组:广从断裂;北北西-北西向组:石榴岗断裂、化龙断裂和文冲断裂。

(5)第四纪地质特征。塌陷区第四系盖层结构主要有单层粘土、易液化砂土层、软土亚类层以及上层为粘性土以亚粘土为主,下层为含砾中粗砂和粉细砂的双层结构。液化现象明显,容易产生塌陷。

(6)水文地质。主要有松散岩类孔隙淡水、松散岩类孔隙咸水、块状岩类裂隙水、层状岩类裂隙水以及红层裂隙水,分别分布在广州地下各个地区;主城区地下径流差异也很大,在北部和东西部的中低山,丘陵地区,受地貌形态、地质构造和众多断裂影响,基岩裂隙水径流途径短,且以垂直循环为主。

(7)社会经济状况与人类活动。广州作为全国第三大城市,人口近1000 万。而市区拥有众多大型工业企业,人口稠密,对地下淡水的需求很大,长期超量开采浅层地下承压水是地面塌陷的主要原因。同时,工程建设施工与塌陷也有较大的关系,基坑的开挖、地铁盾构机的掘进等均会造成地面塌陷。

2.2 诱灾因素

根据上述分析可知,广州城区的环境是地面塌陷易于形成的前提条件,地面塌陷应在一定的诱发因素影响下发生,主要有以下几个因素。

2.2.1 施工因素

(1)排水与突泥作用。在隧道等地下建筑开挖过程中,由于排水或突泥而造成地下水位的迅速下降,引起上方土体的失衡,形成空洞等问题,产生地表塌陷。

(2)人工加载。在施工工程中,由于人工堆在等造成地面荷载加大,导致地面出现沉陷、坍塌。

(3)地下隧道开挖。目前,广州市地铁大范围施工,地铁距离地表距离较近,在开挖过程施工不当则极易造成地表塌陷。

(4)基坑开挖。基坑开挖过程中,大范围的排水及打孔,改变了土体原来相对稳定的平衡状态,导致塌陷。

(5)地下水开采。随着人口增多,对地下水的需求量越来越大,无序、过度的开采也是造成个别地区地面塌陷的原因。

2.2.2 自然因素

引起地面塌陷的自然因素主要是指降水,广州属于多雨的城市,暴雨或长时间降雨使得遇水渗入地下,对地下土体软化,降低了强度,同时由于渗流作用可能会带着一部分土体,形成空洞,造成地表塌陷。

3地面塌陷的危险性评价

3.1 评价指标构建

从总体上说,地质条件、地形地貌条件、气候条件、水文条件、植被条件、人为活动条件是控制所有地质灾害活动的基本条件。塌陷灾害的发生具有很大的不确定性,其潜在危险性受多种条件控制。因而必须全面考虑危险性本身及构成危险性各因素的相似性与差异性,进而选择一些相互联系的指标作为综合分析的依据。根据广州城区的特点,选取断裂构造发育程度、地壳稳定性、第四系覆盖层厚度、基岩岩性、地下水动力条件、地表人类活动强度和地下活动强度等 7 个方面作为评价指标,并进行细分。

3.2 建立危险评价数据库

将广州主城区的遥感地图作为工作底图,从底图中提取前述的相应评价指标,通过市区图提取建筑物等社会经济指标。对于信息库的建立主要有:数据需求分析,数据收集及整理、底图预处理及扫描修补、图像校准以及编辑修改等过程。

3.3危险评价的信息量法实现

通过对已有灾害提供的信息,把反映各种影响区域稳定性因素的实测值转化为反映区域稳定性的信息量值,用信息量的大小来评价影响因素与研究对象关系的密切程度。对于地面塌陷总会存在各种因素下的最优因素组合,通过数学分析找出最优组合方式。

4 广州市地面塌陷防治对策

4.1 开展地质灾害危险性评估工作

在对主城区内进行工程建设和编制城市总体规划时,应首先进行地质灾害危险性评估,

通过评估,提前采取相应的预防可能出现的灾害,而在地面塌陷多发区,应禁止禁止审批新建住宅以及爆破、削坡和从事其他可能引发塌陷灾害的活动。在浅层岩溶发育、地表水与岩溶水有直接水力联系的地带,居民点和重要建筑应尽量避开,或采用桩基基础。

4.2进一步加强建设工程项目的管理

随着广州市城市化进程快速开展,大量地上及地下建筑的修建势必要打破原有的平衡,在加上外界自然因素的影响,加剧了地面塌陷的产生。同时,不少工程不按规定施工,也会造成相应的地面灾害,应采取有利措施加强工程施工管理,杜绝违章建筑与违规施工。

4.3加强地下水资源开采的监管力度

地下水的无序、过度开采是造成地面塌陷的主要原因之一,应严格地下水开采制度,在开采前,查明地下水相应的地质构造、补水来源、地表水以及地下水的关系,充分论证地下水开采后可能对环境造成的影响。在已开采的地段,应分时、适量的开采,避免大量集中开采造成的地面塌陷。对于地面塌陷多发区,应严格禁止地下水的开采。

4.4制定防治方案,落实应急措施,增强应急能力

由于广州地区地面塌陷情况多发,应制定相应的防止预案,明确相关的责任部门,提高应急能力,尽量将灾害发生后的损失程度降至最低,在汛期也成立专门的机构,调动社会各界力量,及时掌握灾害动态,做好突发性地质塌陷灾害的调查及处理工作。

5结语

近年来广州市经济高速发展和人口不断增长,对自然环境的干扰破坏也愈来愈强烈,不合理工程活动也使地面塌陷日益加剧。通过对地面塌陷成灾机制的分析,建立的地面塌陷危险性评价方法,并提出了相应的防止措施,为广州市的地面塌陷灾害处治提供相应的参考,对广州建立国际化大都市具有重要的现实意义。

参考文献

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