都四铁路重要构筑物地质灾害危险性评价

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都四铁路起于成都平原西北侧都江堰市,穿越龙门山断裂带西南段和青藏高原东缘的梯形过渡带区域,其地质构造发育、地层岩性多变、地震烈度高,地形地貌主要以高山峡谷为主,地质灾害十分发育,拟建都四铁路在施工和运营过程中将面临大量的地质灾害威胁。本文在收集都四铁路地面重要构筑物(路基、桥梁、车站、隧道口)相关地质灾害勘察设计资料的基础上,首先对都四铁路研究区地质灾害的发育分布规律进行研究,分析地质灾害的孕灾环境和诱发条件,找到地质灾害与铁路重要构筑物的相互作用关系;其次针对不同类型的地质灾害,建立地质灾害的危险性评价模型,运用层次分析法(AHP)对不同类型的地质灾害进行单灾种危险性评价;最后基于ArcGIS对都四铁路地质灾害进行线性危险性评价和区划危险性评价,综合分析得到都四铁路地面重要构筑物遭受相关地质灾害威胁的危险性评价结果。通过研究,主要获得以下几方面的成果和认识:(1)通过对都四铁路沿线地面地质灾害的发育分布规律、孕灾环境和诱发条件的研究,研究区主要存在5种类型的地质灾害,分别是滑坡、崩塌、泥石流、岩堆、危岩落石。地质灾害主要集中在地处龙门山高山峡谷区的卧龙镇境内,在时间分布特征上具有季节性、重复性和伴随地震高发的特点。地质灾害的孕灾环境主要包括地形地貌、植被发育情况、海拔、地层岩性、地质构造等因素;诱发条件包括降雨、地震、冻融、地下水、地表水、河流影响等。地质灾害主要威胁的地面重要构筑物包括铁路路基、桥梁、隧道口及车站,都四铁路的施工建设同样会触发地质灾害或加剧地质灾害的危险性。(2)构建都四铁路沿线地质灾害危险性评估模型,即D=1×2,其中P1为地质灾害易发性评分,P2为地质灾害到达铁路概率评分。根据研究区地质灾害的类型和成灾特征,选取适当的评价指标对各类地质灾害的易发性进行量化统一评估;根据地质灾害可能的运动距离以及地质灾害与铁路之间的距离,建立地质灾害到达铁路概率的评估方法;总结地质灾害的里程桩号数据、灾害点前缘宽度数据,得到地质灾害影响铁路线路的范围。(3)采用都四铁路滑坡地质灾害危险性评价模型,对研究区21处滑坡进行危险性评价,结果为4处极高危险、8处高危险、7处中危险、2处低危险;研究区42处崩塌的危险性评价结果为:11处极高危险、12处高危险、14处中危险、2处低危险、3处极低危险;研究区31处泥石流的危险性评价评价结果为:4处极高危险、10处高危险、4处中危险、10处低危险、3处极低危险;研究区24处岩堆的危险性评价结果为:6处极高危险、6处高危险、8处中危险、2处低危险、2处极低危险;研究区20处危岩落石的危险性评价结果为:8处极高危险、3处高危险、5处中危险、3处低危险、1处极低危险。(4)基于ArcGIS分别对研究区进行地质灾害线性危险性评价和地质灾害区划危险性评价。都四铁路地质灾害线性危险性评价结果显示:铁路主要遭遇极高危险的地质灾害威胁,其次是高危险和中危险的地质灾害影响,少部分的铁路构筑物遭遇低危险和极低危险的地质灾害威胁。极高危险和高危险灾害主要分布在上木江坪大桥至耿达站区域,彩林特大桥至邓生沟隧道出口段,以及四姑娘山站区域。都四铁路地质灾害区划危险性评价结果显示:极高危险和高危险区域主要分布在上木江坪大桥至耿达站,卧龙站至邓生沟隧道出口段,以及四姑娘山站区域,该区域主要分布在茂县-汶川断裂带附近以及高海拔的四姑娘山站附近。从都江堰站到四姑娘山站,全线依次经过中、低危险-高、极高危险-中、低危险-高、极高危险-中、低危险-高、极高危险这一灾害危险性程度不同的区域。对比都四铁路地质灾害线性危险性评价和都四铁路区划危险性评价成果可见,危险性偏高的地质灾害主要分布在上木江坪至耿达站、卧龙站至邓生沟隧道出口以及四姑娘山站区域,两者评价结果基本一致。(5)分析都四铁路重要构筑物(桥梁、路基、隧道口、车站)在线性危险性评价结果中相关地质灾害范围内的危险性等级、数量,以及重要构筑物在区划危险性评价结果中所处的危险性区域。综合得到了都江堰至四姑娘山山地轨道交通扶贫项目沿线重要构筑物遭遇地质灾害威胁的危险性评价结果,为该轨道交通防灾减灾设计提供了科学依据。
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