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文档简介

线状工程地质灾害危险性评估xx大学xx教授博士生导师xx省国土资源厅地质灾害危险性评估培训讲座目录一、正确理解评估内容及相关术语二、如何才能写好评估报告三、线状工程灾害特征及装备要求四、地质灾害危险性评估技术要求(试行)一、地质灾害评估内容及相关术语1.1地质灾害评估内容

阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征;分析论证工程建设区和规划区各种地质灾害的危险性,进行现状评估、预测评估和综合评估;提出防治地质灾害措施与建议,并作出建设场地适宜性评价结论。

1.2地质灾害评估相关术语(1)地质灾害易发区:是指容易产生地质灾害的区域。(2)地质灾害危险区:是指明显可能发生地质灾害且将可能造成较多人员伤亡和严重经济损失的地区。(3)地质灾害危害程度:是指地质灾害造成的人员伤亡、经济损失与生态环境破坏的程度。(4)危险的定性表达即危险性,危险的定量表达即危险度。危险度是指有遭到损害的可能性大小。一、地质灾害评估内容及相关术语一、地质灾害评估内容及相关术语(5)张梁认为地质灾害危险性分析是度量地质灾害体的活动程度、活动特征、地理分布及其对影响区的威胁程度,它是评价地质灾害破坏损失程度的基础。罗元华等认为地质灾害危险性是自然灾害自然属性的体现,它的核心要素是地质灾害的活动程度。(6)根据联合国公布的地质灾害风险的定义,地质灾害风险评估应包括危险度评价和易损度评价。

(7)刘传正提出了地质灾害发育度,潜势度,危险度和危害度的“四度”概念。1.3小结由上述所述可知,仅仅对地质灾害危险性评估是不够,它仅反应了致灾体的特性,未能反应承载体承灾特点。BACK二、如何才能写好评估报告2.1写评估报告所涉及的知识体系和学科2.2写好评估报告所面临的困难

(1)对行业法规不熟悉(2)对致灾体特性缺乏系统深入的认识(3)对承灾体的工程体特性不了解

2.3写好评估报告思路(1)评估范围划分不准确(2)评估等级确定有误差(3)评估方法使用不正确导致《崩塌、滑坡、泥石流监测规范DZT0221-2006》《泥石流灾害防治工程勘测规范DZ-T-0220-2006》《干线公路灾害防治试点工程技术指南(试行)》《公路勘测规范JTJ061-99》《滑坡防治工程设计与施工技术规范DZ0240-2004》《岩溶塌陷的灾情评估及防治措施》BACK二、如何才能写好评估报告三、线状工程灾害特征及装备要求3.1线路工程地质灾害概述3.2线状工程地质灾害危害特征3.3线状工程地质灾害分布规律3.4线状工程承灾体特征分析(1)公路灾害:川藏公路西藏境内南线有滑坡崩塌389处,平均每3.2km一处;仅西藏境内迫隆藏布流域271.4km的公路沿线就有泥石流沟125处,平均每2.2km有一条泥石流沟。(2)铁路灾害:我国铁路沿线已查明的大中型泥石流共1386条以上,仅1978年铁路发生滑坡崩塌4901处,延长575km,约路基病害总长度的8.6%,宝成,宝天,成昆等几条铁路自建设之初就一直受到泥石流滑坡的威胁,成昆铁路受威胁和危害的车站13个,桥梁45座,涵洞2座,隧道1座,宝成铁路在1987年8月21号一次暴雨中泥石流淤埋了5个车站,冲毁了8座桥梁,漫灌隧道4处,停运抢修2个月,导致严重损失。3.1线状工程灾害的概述

3.1线状工程灾害的概述

我国山区地质构造复杂,经历过多期构造运动,地震活跃,地形起伏大,地貌类型多样,多暴雨或局地性降雨,侵蚀强烈,人类活动聚集,泥石流滑坡形成条件较为充分,灾害频发,对穿行于期间的线状工程和交通安全影响严重。(1)地质条件

a地质构造

这些断裂规模大,活动性强,影响到区域地壳稳定性,地震活动,斜坡岩体稳定和地貌发育,基本控制了我国泥石流滑坡的发育和区域分布特点。断裂构造的破碎带可长达数十公里,沿断裂带上软弱构造面发育,岩石破裂,形成了糜棱岩,破裂岩和角砺岩等动力变质岩,利于加速风化,形成带状深厚风化壳,为泥石流滑坡崩塌发育提供极为有利条件,是灾害发生的控制因素。

3.1线状工程灾害的概述

b新构造运动新构造运动的垂直升降运动对泥石流滑坡发育的影响最为巨大。地壳抬升强烈,断裂发育,相对高差大,地形坡度陡,有利于泥石流滑坡的发育。

c地震是地壳能量集中释放的表现形式,它所产生的强烈震动荷载,造成山体开裂,土石松动,破坏自然斜坡的稳定性,直接导致滑坡崩塌的发生,促成泥石流的发展。在7°以上地震烈度区,泥石流滑坡分布与地震关系密切。

d岩性新生界地层为固结较差的粘土类和各种成因的松散堆积物,力学强度差,容易破坏和侵蚀,极易产生滑坡泥石流。

3.1线状工程灾害的概述

(2)地质条件a相对高度

决定势能的大小,相对高度越大势能越大。b坡度和坡向

山坡坡度影响松散固体物质的发布和聚集,直接为滑坡的形成提供能量条件,影响到泥石流的规模及固体物质的补给方式与数量。c临空面

在坡脚剪出口具有临空面是滑坡形成的有利条件,临空面与滑移控制面的侵蚀方向一致,坡度较滑移面的坡度大,高度大于或接近于前缘控制滑移的软弱结构面的埋藏深度,最有利滑坡的形成。

3.1线状工程灾害的概述

d沟床比降和沟谷形态

沟床比降是流体位能转变为动能的基本条件,是泥石流形成和运动的重要因素。3.1线状工程灾害的概述

(3)水源条件a降水

降雨和泥石流形成的关系非常密切。据初步估计,约60%的滑坡和80%的泥石流由于降水引起。b冰雪融水c地下水

浅层地下水对泥石流和滑坡的形成也具有很大影响。对滑坡的影响尤为突出。地下水位往往由降水和冰雪融水补给而变化,水库和河道水位的变化也可以影响到岸坡地下水位的波动变化,地下水位的这种变化是滑坡形成的诱发因素。由于水库运行调度使得地下水位水位升降而诱发的库岸滑坡崩塌等库岸的再造就是地下水位影响滑坡的典型例子。

d溃决洪水

3.1线状工程灾害的概述

(4)人为因素a工程开挖与弃土工程建设的开挖和弃土往往直接导致滑坡泥石流的发生,在道路修建时,坡脚开挖破坏山坡稳定性,造成山坡失稳,引起滑坡和崩塌,破坏道路设施,影响交通安全。

b森林采伐

森林过度采伐减小水分涵养和水土保持作用,加剧水土流失,会导致泥石流滑坡灾害。

c矿山开采与弃渣是造成泥石流滑坡的重要原因。矿山建设和开采对森d林植被的破坏,导致环境退化,引起泥石流滑坡的发生。d陡坡垦殖

3.1线状工程灾害的概述

图a陡坡垦殖图b森林采伐图c矿山开采与弃渣3.1线状工程灾害的概述

BACK3.2线状工程地质灾害危害特征3.2.1线状工程地质灾害的危害概况3.2.2线状工程地质灾害的危害方式3.2.3线状工程对灾害形成的影响3.2.1线状工程地质灾害的危害概况3.2.1.1对已建工程的危害3.2.1.2对在建工程的危害3.2.1.1对已建工程的危害对已建工程危害:一处受灾,全线瘫痪,影响极大。据不完全统计资料,在泥石流灾害严重地区,泥石流毁损公路构筑物,导致中断交通总时间占公路可通行时间的30%-40%。例如:川藏公路东久2号滑坡,于1991-9-16下午暴雨后失稳,使公路断道至1991-10-23;1980年成昆线铁西滑坡摧毁铁路,中断行车40余天,整治经费达3686万元;1981年宝成线崩塌性滑坡滑入嘉陵江中使水位壅升15m,死亡13人,断道达371.2h。BACK工程建设活动(边坡开挖、路堤填筑、隧道开凿等)崩塌、滑坡、泥石流例如:国道318线二康路K2794+860—K2795+000段左侧滑坡,由于边坡下部道路开挖施工,滑坡稳定性遭到破坏,2003年8月中旬一场特大暴雨后,坡体发生滑动,滑坡后壁裂缝宽10—20cm,下错50—150cm,推毁了已修好的护面墙,严重影响道路安全。BACK引发3.2.1.2对在建工程的危害3.2.2.线状工程地质灾害的危害方式3.2.2.1滑坡崩塌危害路基路面3.2.2.2冲毁桥梁危害3.2.2.3淤埋危害3.2.2.4冲刷危害3.2.2.5弯道超高和漫流改道危害3.2.2.6阻塞河道的次生灾害3.2.2.1滑坡崩塌危害路基路面坡体自身因素(具有易滑地层、山坡陡峻、坡面排水不合理、边坡开挖、坡脚冲蚀、严重风化等)+诱发因素(地震、降雨或人为扰动)→边坡失稳,产生滑坡或崩塌,直接毁坏路基或淤埋路面,造成交通中断。CASE:京九铁路衡阳工务段2007年7.15暴雨引发山体滑坡。

BACK3.2.2.2冲毁桥梁危害泥石流、滑坡直接冲毁道路建筑物,特别是跨沟桥梁,往往造成公路毁坏、铁路列车颠覆,发生车毁人亡的事故。CASE:川藏公路加马其美沟泥石流先后冲毁公路桥10余次。1991-07-26川藏公路索道沟大型泥石流将桥梁拱脚破坏,造成桥面坍塌,桥梁毁坏,造成数人死亡,断道20余天,直接经济损失50万元以上。1981-7-9成昆铁路利子依达泥石流,冲毁利子依达大桥桥台,剪断2号桥墩,毁梁两孔,442次列车遇难,死亡370多人,断道1200h。1978年7月天宝铁路伯阳车站,暴雨引发泥石流,将1孔10m钢筋混凝土梁冲走,桥台剪断,淤埋铁路长150m,中断行车300h。BACK3.2.2.2冲毁桥梁危害泥石流、滑坡可直接淤埋道路建筑物,使其破坏、失去作用或缩短使用年限,这是最为普遍的道路灾害。淤埋灾害主要有:直接淤埋道路、使河床上涨淤埋道路、淤埋遂涵等方式。CASE:卓福泥石流2003年7月8日至7月10日,特大暴雨袭击武陵山区,K996+654.6~K996+750.4段右侧山体在7月9日10时20分发生滑坡,引起强大的泥石流:流宽100m、长约850m,总量约60万m3,铁路通信系统中断,行车中断173小时38分,造成重大损失。BACK3.2.2.3淤埋危害3.2.2.4冲刷危害泥石流具巨大的冲刷能力,道路建筑物常受到泥石流冲刷。主要表现在:由于泥石流强烈的冲淤特征,使局部侵蚀基准下降,造成轨道悬空或墩台基部的冲刷。CASE:如一次泥石流过后,东川铁路发窝大桥5号桥墩被刷深5m。成昆铁路格达泥石流沟,1981年8月,一次泥石流过程冲刷桥墩,墩台基部刷深7~13m。BACK冲刷导致轨道悬空3.2.2.5弯道超高和漫流改道危害泥石流具有直进性,在流通段和堆积段上部的弯道处直进爬高,危害道路建筑物。泥石流在堆积段中下部漫流改道,绕过桥孔,冲毁路基。CASE:东川铁路拖沓沟大桥,桥位布置在堆积扇扇缘轴部,为3孔16m桥,1960年泥石流漫流改道,淤塞桥孔,冲毁桥头路堤。1987-07-11成昆铁路蔡家沟泥石流,在铁路桥上游约300m的弯道处,泥石流超高爬坡形成分流,分流流体直泻铁路,先冲刷铁路,造成1人死亡和电话设施毁坏,后淤埋铁路250m,中断行车16.25h。

BACK3.2.2.6阻塞河道的次生灾害

崩滑流发生后,往往阻塞河道,产生一系列次生灾害:河道堵断:形成上游水位上涨,淹没沿河道路、农田及两岸建筑物;河道溃决:在下游形成溃决洪水冲毁路基、桥梁和道路建筑物,在上游水位回落过程中,可能导致上游路基沉降或局部崩塌。堆积物局部阻塞河道:将主河挤压到对岸,使河道变窄,造成挑流,挤束水流,引起河岸冲刷,导致岸坡失稳产生滑坡,或使墩台和路基冲刷,危害道路工程。泥沙淤积抬升河床:泥石流的频繁活动将大量泥沙输入主河,使河流泥沙增多,造成中、下游河床因泥沙淤积抬升,出现频繁水毁现象,对线路影响较大。CASE:2000-04-09川藏公路帕隆藏布流域易贡藏布支沟扎木弄巴发生特大崩塌-滑坡-碎屑流-泥石流,在堵断易贡湖62d后溃决,形成特大规模洪水,溃决洪水水位高出正常水位约50m,洪峰持续达6h之久,洪峰沿帕隆藏布直泄雅鲁藏布江,毁坏下游公路近30Km。BACK3.2.2.6阻塞河道的次生灾害

3.2.3.1线状工程在施工阶段对滑坡形成的影响(1)道路施工开挖坡脚,造成临空面,有利于滑坡形成;(2)道路施工开挖形成人工边坡,使得坡体应力松弛,有利于边坡失稳;(3)道路施工开挖使得阻滑段卸荷,减少了抗滑力,容易形成滑坡;(4)道路施工开挖破坏了土体表层结构,减弱土体。(5)道路施工开挖破坏了地下水和层间裂隙水的运移路径。3.2.3线状工程对灾害形成的影响

3.2.3.2线状工程建成以后对滑坡形成的影响(1)路边排水沟导游不当,开挖导致的地表水和地下水路径改变,都会对潜在不稳定斜坡产生影响,有利于滑坡形成;(2)道路施工开挖后,边坡具有3~5年的应力调整期,在应力调整期,开挖边坡容易产生滑坡,遇到长历时强降雨,会产生群发性滑坡;(3)高等级道路在运营期间,道路行车的震动荷载在其他条件适宜时,会诱发滑坡,地震也会诱发开挖边坡的破坏;堆放于临近沟道或沟坡的弃土,部分处于不稳定状态且易于被侵蚀。3.2.3线状工程对灾害形成的影响3.2.3.3线状工程在施工阶段对泥石流形成的影响:(1)道路施工中将大量弃土堆放于临近沟道或沟坡,为泥石流形成提供了丰富的松散固体物质,在“z”形展线的坡体上部弃土,更易于形成泥石流。(2)道路施工改变了坡面和小型集水区的汇流路径,增加了沟道水动力条件,有利于泥石流的形成。(3)工程弃土压缩了沟道行洪空间,在洪水期间容易产生沟道洪水的集中冲刷,侵蚀岸坡,产生滑坡或坍塌,形成泥石流。(4)道路施工会破坏植被,这有利于坡面侵蚀,使得沟道在降雨特别是暴雨过程中易于汇集水流和泥沙,为泥石流形成提供有利条件。3.2.3线状工程对灾害形成的影响3.2.3.4线状工程在建成以后对泥石流形成的影响:(1)道路施工中堆放于临近沟到或沟坡的弃土,部分处于部稳定状态且易于被侵蚀,在降雨期间易于产生侵蚀和坍塌供给沟到溪流,进而发展成泥石流,这一影响会持续较长时间;(2)道路施工改变了集水区的汇流路径,路边排水沟把集水区以外的路面产流和坡面产流导入沟道,增加了沟道水动力条件,有利于泥石流的形成;(3)道路的建设改善了当地人民的通达条件,随之也会改变当地的产业结构和土地利用方式,在经济利益驱使下可能造成不合理的土地利用,使得生态破坏,侵蚀加剧,利于泥石流的形成。3.2.3线状工程对灾害形成的影响BACK3.3线状工程地质灾害分布规律3.3.1地带性13.3.2集中性23.3.3地段性33.3.4差异性4

由于地形地貌、地层岩性、地质构造、气候水文具有地带性,导致灾害发生具有地带性Case:

(1)山区地质构造复杂,地形破碎,风化强烈,松散固体物质丰富,降雨集中于雨季,灾害主要为暴雨性泥石流,易出现多沟并发泥石流现象。(2)西北地区干旱少雨,但局部暴雨多,泥石流爆发突然,规模巨大,道路沿线多雨洪型泥石流。(3)青藏高原气候寒冷,冰川发育,山区的寒冻风化作用强烈,因而在高山峡谷区道路沿线冰川型泥石流最为发育。(4)滑坡发布也具有一定的区域性,在高山和高原区,主要发育受冻融作用影响的岩质滑坡;高山峡谷区,坡体陡而长,多产生大规模岩质滑坡和崩坍;在山地丘陵区,主要形成中小规模滑坡;在湿热地区,主要形成风化层滑坡;在黄土地区,发育独特的黄土滑坡;旱地区主要在暴雨激发下产生滑坡。back3.3.1地带性3.3.2集中性

灾害沿交通线路分布较为广泛,但又表现出相对的集中性。Case:

川藏公路沿线的成灾泥石流1036条,主要分布在伯舒拉岭以东的横断山区和西部藏东南地区,其他地区的泥石流分布相对较少。如下图所示:back3.3.3地段性

道路沿线灾害分布表现出沿着线路成串珠状分布的规律,据此可进行道路灾害分区Case:

(1)四川境内成昆铁路沿线共有泥石流沟367条,基本上沿安宁河大断裂等地质构造带发育,主要分布在峨边、金口河、甘洛、越西、喜德、冕宁、西昌、德昌、米易、攀枝花一带。(2)由于受北西一南东向的构造线控制和气象水文条件的影响,川藏公路在帕隆藏布沿溪路段泥石流滑坡而沿河流呈带状分布。综合考虑灾害的沿程差异和灾种差异,分析帕隆藏布河谷滑坡崩塌、泥石流沿程分布规律,发现全河段可分为上游峡谷密集段、中游宽谷较密集段和下游、拉月曲峡谷极密集段几部分。如下图所示:3.3.3地段性

道路沿线灾害分布表现出沿着线路成串珠状分布的规律,据此可进行道路灾害分区。back3.3.4差异性水热条件的坡向差异导致自然地理要素的规律性分异,使灾害分布呈现出差异规律。Case:

以近于东西流向的帕隆藏布为例,北岸谷坡为阳坡,南岸谷坡为阴坡,两岸的岩性、构造、降水、气温等条件相似,自然地理要素的坡向分异较明显。北岸与南岸相比,寒冻风化更强烈,雪线、积雪较高,地形较陡,植被较疏,土层较薄,松散固体物质最丰富,地表径流与冰雪融水较多。因此崩塌滑坡、泥石流在北岸比南岸数量多、规模大。采用同精度的两岸遥感地质资料,对全程的崩塌滑坡、泥石流数量,按南、北两岸分别进行单因子方差分析。结果表明,崩塌滑坡或泥石流在两岸的分布都有较显著的差异性。如下表:BACK3.4承灾体特征分析3.4.1桥梁特征分析1危害桥梁的主要灾害类型(1)边坡路段的(顺)层滑坡、崩塌(2)膨胀土区的不均匀胀缩变形(3)岩溶区的塌孔,漏浆等(4)桥墩在泥石流沟中和低净空桥梁,需要考虑泥石流的影响。1.1评估判别因子(1)自然地质环境因素:

a地形地貌b地质结构构造,如节理、破碎带的发育程c地层岩性d地下水等e气象水文(2)人为活动

a开挖顺序、深度、角度(与岩层走向的夹角)b爆破震动c抽取地下水的强度d桥梁长度、跨度、高度、走向、结构形式等。e开采弃碴

地质作用因素是影响桥梁工程地质灾害的内在因素,决定桥梁工程地质灾害的类型和规模。外力作用因素是影响桥梁工程地质灾害的外在因素,是引发、加剧地质灾害重要条件。3.4承灾体特征分析桥梁与滑坡相对位置不同,破坏形式不同3.4承灾体特征分析桥梁破坏形式与桥梁走向和地震传播方向关系3.4承灾体特征分析落石砸毁的梁体3.4承灾体特征分析3.4.1、隧道特征分析(1)目前常采用工程地质分析法,主要通过影响洞体稳定性的因素来分析洞体的稳定性,一般考虑的因素有:a围岩结构完整性b结构面(断裂、节理裂隙等)发育程度c围岩岩石强度(饱和)d风化程度e围岩组合特征

将洞体围岩进行围岩类别划分,并根据地下水情况调整围岩类别,对洞体进行稳定性评估,具体可参考铁路、公路、水利等部门的工程技术规范。3.4承灾体特征分析(2)对于深埋隧道(超过300m)应进行岩爆危险性评估,可采用围岩切向应力达到围岩饱和单轴抗压强度(也可参照经验值)的1/3~1/4时,在硬质岩石中,特别是与软质岩石或破碎岩石接触附近的硬质岩中可能产生岩爆。

泥石流淹埋隧道崩滑破坏隧道BACK3.4承灾体特征分析四、地质灾害危险性评估技术要求(试行)4.1.

致灾体的定义与类型4.2.评估范围和级别的确定4.3.地质灾害调查与地质环境分析4.4.地质灾害危险性评估4.1致灾体定义及类型致灾体是指可能导致灾害发生的地质体。致灾体类型包括崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。对于线状工程(譬如铁路、公路)来说主要以泥石流、滑坡、崩塌和岩溶为主。back京九线惠州段K2102+940处路堤滑塌导致铁轨悬空图枝柳线张家界工务段卓福泥石流图

4.2评估范围和级别的确定

1、评估范围根据“技术要求”,地质灾害危险性评估范围确定可以分两种方法:

①、由基本原则和具体要求来确定②、按灾种分类来确定基本原则:(1)不能局限于建设用地和规划用地面积内,应考虑如下因素:(a)建设和规划项目的特点(b)地质环境条件(c)地质灾害种类

(2)若危险性仅限于用地面积内,则按用地范围进行评估。具体要求:对于线状工程属重要线路工程建设项目,评估范围以相对线路两侧扩展500-1000m为限的原则。

4.2.1评估范围根据《浙江省建设用地地质灾害危险性评估技术要求》:对线状工程项目:评估范围应根据地质环境条件复杂程度决定。

(a)地质环境复杂场地一般控制在线状工程中心线两侧各500~1000m范围;(b)中等场地控制在线状工程中心线两侧各300~500m;(c)简单场地可控制在线状工程中心线两侧各200~300m范围内。(d)当在线状工程两侧有重大地质灾害发生或在泥石流易发区时,应扩大评估范围。4.2.1评估范围2.按灾种分类来确定评估范围:根据“技术要求”:a)崩塌、滑坡其评估范围应以第一斜坡带为限;b)泥石流必须以完整的沟道流域面积为评估范围;c)地面塌陷和地面沉降的评估范围应与初步推测的可能范围一致;d)地裂缝应与初步推测可能延展、影响范围一致。根据《浙江省建设用地地质灾害危险性评估技术要求》:地质灾害危险性的来源或影响超出用地范围,则应依据地质灾害种类特征,适度扩展评估范围。

雅泸高速公路沿线的舍克尼罗沟全貌

雅泸高速公路沿线的雀儿沟主沟沟谷线图

雅泸高速公路沿线的雀儿沟汇水面积图

雅泸高速公路沿线的大沙沟汇水面积图

4.2.2地质灾害危险性评估等级

1.地质灾害危险性评估等级的确定根据“技术要求”中表5-1分级进行,按照地质环境务件复杂程度与建设项目重要性,确定地质灾害危险性评估的等级。

对于一级评估应有充足的基础资料,进行充分论证.二级评估应有足够的基础资料,进行综合分析.三级评估应有必要的基础资料进行分析,参照一级评估要求的内容,作出概略评估。

复杂程度评估等级项目重要性复杂中等简单重要建设项目一级一级一级较重建设项目一级二级三级一般建设项目二级三级三级表5-1建设用地地质灾害危险性评估分级表2、评估级别⑴建设项目重要性根据“技术要求”中表5-3(建设项目重要性分类表)和《浙江省建设用地地质灾害危险性评估技术要求》中的建设项目大、中、小型划分表,确定建设项目重要性。项目类型项目类别重要建设项目开发区建设、城镇新区建设、放射性设施、军事设施、核电、二级(含)以上公路、铁路、机场,大型水利工程、电力工程、港口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂等。较重建设项目新建村庄、三级(含)以下公路,中型水利工程、电力工程、港口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂等。一般建设项目小型水利工程、电力工程、港口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂等。

表5-3建设项目重要性分类表4.2.2地质灾害危险性评估等级建设项目大、中、小型划分表

(《浙江省建设用地地质灾害危险性评估技术要求》)类别建设项目大型(重要建设项目)中型(较重要建设项目)小型(一般建设项目)水利工程(水库库容亿方)>10.1~1<0.1水电工程(装机容量万KW)>252.5~25<2.5灌溉面积(万亩)>505~50<5电力工程(单机容量万KW)>205~20<5变电所(万伏)>5022~5011~22港口码头(年吞吐量万吨)>10050~100<50矿山(年产矿石万吨)>20050~200<50集中供水水源地(万方/日)>103~10<3水厂(万方/日)>305~30<5污水处理厂(万方/日)>125~12<5垃圾填埋场(万方)>1000500~1000<500民用建筑医院(床位张)>500300~500<300学校(在校人数)>20001000~2000<1000一般建筑(楼层)>208~19<8高耸构筑物(米)>10030~100<30影剧院(座位)>1500500~1500<500体育场馆(座位)>50002000~5000<2000新建村庄(人口)>400200~400<200城市道路(公里)>103~10<3《浙江省建设用地地质灾害危险性评估技术要求》4.2.2地质灾害危险性评估等级⑵地质环境条件复杂程度根据“技术要求”中表5-2(地质环境条件复杂程度分类表),对线状工程的地质环境条件复杂程度进行划分。

复杂中等简单1.地质灾害发育强烈1.地质灾害发育中等1.地质灾害一般不发育2.地形与地貌类型复杂2.地形较简单,地貌类型单一2.地形简单,地貌类型单一3.地质构造复杂,岩性岩相变化大,岩土体工程地质性质不良3.地质构造较复杂,岩性岩相不稳定,岩土体工程地质性质较差3.地质构造简单,岩性单一,岩土体工程地质性质良好4.工程地质、水文地质条件不良4.工程地质、水文地质条件较差4.工程地质、水文地质条件良好5.破坏地质环境的人类工程活动强烈5.破坏地质环境的人类工程活动较强烈5.破坏地质环境的人类工程活动一般表5-2地质环境条件复杂程度分类表注:每类5项条件中,有一条符合复杂条件者即划为复杂类型。4.2.2地质灾害危险性评估等级《浙江省建设用地地质灾害危险性评估技术要求》中对地质环境复杂程度划分进行细化。类别项目复杂中等简单1地质灾害发育强烈地质灾害发育中等地质灾害一般不发育2有两种以上地貌类型,地形坡度以>35°为主有两种地貌类型,地形坡度以15~35°为主地貌类型单一,地形坡度以<15°为主3岩体结构以薄层状或碎裂结构为主,岩溶发育岩体结构以层状或镶嵌结构为主,岩溶较发育岩体结构以整体块状结构为主,岩溶不发育4具区域性断裂带,有4组以上裂隙,间距一般<0.2m具一般性断层,有3~4组裂隙,间距0.2~0.4m一般无断层,有1~3组裂隙,间距一般>0.4m5岩性岩相变化大,岩土体工程地质性质不良岩性岩相不稳定,岩土体工程地质性质较差岩性单一,岩土体工程地质性质良好6水文地质条件复杂水文地质条件中等水文地质条件简单7破坏地质环境的人类工程活动强烈破坏地质环境的人类工程活动较强烈破坏地质环境的人类工程活动一般注:1.由复杂向简单推进,首先满足其中三项者,即为该类复杂程度;2.具地质灾害发育强烈或破坏地质环境的人类工程活动强烈任一者,即为地质环境条件复杂。表1地质环境条件复杂程度分类表back4.2.2地质灾害危险性评估等级4.3地质灾害调查根据“技术要求”,地质灾害调查的重点应是评估区内不同类型灾种的易发区段。(1)在相同地质环境务件下,存在适宜的斜坡坡度、坡高、坡型,岩体破碎、土体松散、构造发育,工程设计挖方切坡路堑工段,将是崩塌、滑坡的易发区段,应为调查的重点。(2)经初步分析判断,凡符合泥石流形成基本条件的冲沟,应为调查的重点。(3)对线状及区域性的工程项目,必须将地质灾害的易发区段和危险区段及危害严重的地质灾害点作为调查的重点。

以滑坡为例进行调查:(1)搜集当地滑坡资料,并调查分析山体地质构造。(2)调查地貌形态及其演变过程;圈定滑坡周界、滑坡壁、滑坡平台、滑坡舌、滑坡裂缝、滑坡鼓丘等要素;并查明滑动带的组成和岩土状态。(3)调查滑带水和地下水的情况。(4)调查滑坡带内外的变形、位移及其破坏的时间和过程。(5)对滑坡的重点部位宜摄影或录像。(6)调查当地整治滑坡的经验。4.3地质灾害调查对于线状工程,分析其地质环境因素的特征与变化规律。地质环境因素主要包括:①、岩土体物性:岩土体类型、组份、结构、工程地质特征;②、地质构造:构造形态、分布、特征、组合形式和地壳稳定性;③、地形地貌:地貌形态、分布及地形特征;④、地下水特征:类型、含水岩组分布、补径排条件、动态变化规律和水质水量;⑤、地表水活动:径流规律、河床沟谷形态、纵坡、径流速与流量等;⑥、地表植被:种类、复盖率、退化状况等;⑦、气象:气温变化特征、降水时空分布规律与特征、蒸发与风暴等;⑧、人类工程:经济活动形式与规模。

4.3地质灾害调查

(1)通过分析各地质环境因素对评估区主要致灾地质作用形成、发育所起的作用和性质,从而划分出主导地质环境因素、从属地质环境因素和激发因素,为预测评估提供依据。(2)综合地质环境条件各因素的复杂程度,对评估区地质环境条件的复杂程度作出总体和分区段划分。(3)隧道开挖过程中的工程地质问题和地下开挖过程中各种灾害(岩爆、突水、瓦斯等)问题,不作为地质灾害危险性评估的内容,可在地质环境条件中进行论述。back4.3地质灾害调查4.4地质灾害危险性评估2314.4.1地质灾害危险性现状评估4.4.2地质灾害危险性预测评估4.4.3地质灾害危险性综合分区评估back4.4.1地质灾害危险性现状评估(1)地质灾害类型及特征根据沿线的地质灾害调查和统计,确定沿线地质灾害的类型(泥石流、滑坡、崩塌等)和特征(包括数量、分布、规模、形成机制、危害对象、稳定性等

)。(2)地质灾害危险性现状评估现状评估是指在评估区范围内,对灾害点的危险性现状评估:

a)、灾害点分布,规模,危害,危险性大、中、小;不要用“较”。

b)、重大地质灾害的调查和评估。

(3)地质灾害危险性现状评估编写

a)、分灾种进行论述;b)、每一灾种,论述成因,分布,规模,危害,危险性大、中、小c)、同时以图、表方式加以总结;d)、对有重大灾害点,详细调查,配有平面图和剖面图,并进行危险性评价。

(1)滑坡的特征对滑坡的特征进行描述,包括滑坡的类型(如土质滑坡等),滑坡的位置,滑坡的规模,形成机制,滑坡土体特性,滑坡坡度、宽度、斜坡长度和滑动面,岩层产状,边坡性质(如顺向坡、逆向坡等),现状情况(主要特征、治理情况等),危害对象及危害程度等。(2)滑坡危险性现状评估

根据“技术要求”地质灾害危险性分级标准表8-1,对区内现状地质灾害(滑坡)危险性进行评估。确定因素危险性等级地质灾害发育程度地质灾害危害程度危险性大强发育危害大危险性中等中等发育危害中等危险性小弱发育危害小表8-1地质灾害危险性分级标准表4.4.1地质灾害危险性现状评估

根据《浙江省建设用地地质灾害危险性评估技术要求》中:

(1)地质灾害危险性大:指场地存在各类不良地质现象,并且已发生过严重的地质灾害,场地稳定性差,工程建设会受到地质灾害的危害,或工程建设必然会诱发或加剧地质灾害的发生;

(2)地质灾害危险性中等:指场地存在不良地质现象,场地稳定性较好,但当场地条件稍有变化时就可能发生地质灾害,工程建设应采取一定的措施进行防范;

(3)地质灾害危险性小:指场地稳定性好,地质环境条件没有重大变化,不会发生地质灾害,工程建设不会受到地质灾害的危害,也不会诱发地质灾害。根据滑坡的类型、规模、基本特征和稳定性,确定滑坡的发育程度和危害程度,最后通过发育程度和危害程度来确定滑坡的危险性等级。

back4.4.1地质灾害危险性现状评估4.4.2地质灾害危险性预测评估地质害危险性预测评估内容包括:(1)对工程建设中、建成后可能引发或加剧崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和不稳定的高陡边坡变形等的可能性、危险性和危害程度做出预测评估。(2)对建设工程自身可能遭受已存在的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等危害隐患和潜在不稳定斜坡变形的可能性、危险性和危害程度做出预测评估。(3)对各种地质灾害危险性预测评估可采用工程地质比拟法,成因历史分析法,层次分析法,数字统计法等定性、半定量的评估方法进行。(1)工程建设引发或加剧地质灾害危险性的预测工程建设中可能引发的地质灾害和地质灾害危害程度及危险性,按不同灾害类型分别进行评估。地质灾害评估方法:1)评价因素的分析对灾害体的影响因素进行整合分析,确定主要因子和次要因子。2)评价因素的选择对于不同的灾害体,要选择正确的评价因素,要具有明确的物理意义和代表性,各评价因子要相互独立。3)评价指标权重的确定

对于不同的灾种、不同的研究区域,评价体系中的各个因子对于成灾危险性的贡献程度不同,应依据灾害特征及影响因素分析结果赋予不同的权重值。4)评价方法根据实际情况,选择相关的评价方法(如模糊评价、灰色聚类法,可拓学理论等)4.4.2地质灾害危险性预测评估

4.4.2.1滑坡的危险性预测评估

以工程建设引发的崩塌、滑坡为例进行危险性预测评估工程建设引发的崩塌、滑坡的可能性预测因素及经验指标见下表:类别形成因素条件程度极不充分Ⅰ类0不充分Ⅱ类1较不充分Ⅲ类3充分Ⅳ类6特别充分Ⅴ类10Y岩土体性质与岩土体结构岩土坚硬,结构完整岩土较坚硬,结构较完整岩石较破碎,结构不完整岩石存在,有软弱结构面,岩土体不完整岩石特别破碎,软件结构面发育,岩土体特别不一

D地貌类型平原、低缓丘陵切割微弱的高原、丘陵高原、山地切割剧烈的高原、山地切割特别剧烈的高原、山地及其与平原过渡带P山坡坡度(°)

<1010~2020~4040~60>60G人工活动切方高度(m)

0<55~1010~15>154.4.2地质灾害危险性预测评估

预测指标判别值:E=Y+D+P+G当E>12,工程建设引发崩塌、滑坡的可能性大;E=4—12,工程建设引发崩塌、滑坡的可能性中等;E≤4,工程建设引发崩塌、滑坡的可能性小。根据切方边坡特征及灾害预测因子量化指标,结合工程建设特点,预测评估工程建设引发崩塌、滑坡地质灾害可能性大小。

4.4.2地质灾害危险性预测评估(1)滑坡危险性定量评估方法

地质灾害危险性评估定量方法,对于不同的灾种有不同的定量评估方法,也有不同的评估标准。对于滑坡,选取正确的稳定性安全系数计算公式计算最小安全系数Fs,根据规范定出的相应标准定量分析其稳定性。《地质灾害防治工程勘察规范》中对滑坡稳定性安全系数划分标准如下:4.4.2地质灾害危险性预测评估(2)根据《岩土工程勘察规范(GB500212001》,滑坡的稳定性评价应符合下列要求;

1正确选择有代表性的分析断面,正确划分牵引段、主滑段和抗滑段;

2正确选用强度指标,宜根据测试成果、反分析和当地经验综合确定;

3有地下水时,应计入浮托力和水压力;

4根据滑面(滑带)条件,按平面、圆弧或折线,选用正确的计算模型;

5当有局部滑动可能时,除验算整体稳定外,尚应验算局部稳定;

6当有地震、冲刷、人类活动等影响因素时,应计及这些因素对稳定的影响。4.4.2地质灾害危险性预测评估(3)计算方法的选取

边坡稳定性的计算方法有很多种,具体如下:

1.传递系数法

2.平面滑动法

3.瑞典条分法

4.简化Bishop法

5.滑楔法4.4.2地质灾害危险性预测评估1.传递系数法边坡稳定性定量分析评价是在定性分析评价的基础上,根据勘察所确定的边坡地质剖面,采用静力平衡理论计算拟评价边坡的稳定系数,根据计算得的稳定系数来评价边坡的稳定性。目前工程中常用的定量分析评价方法主要是传递系数法。采用传递系数法时,滑坡稳定性计算应符合下列规定(图1):

4.4.2地质灾害危险性预测评估4.4.2地质灾害危险性预测评估②对岩体完整或较完整的岩质滑坡按下式计算:返回2.平面滑动法采用平面滑动法时,滑坡稳定性计算应符合下列规定:①.对土质滑坡和岩体破碎的岩质滑坡,按下式计算:②.对岩体完整或较完整的岩质滑坡按下式计算(如图2):

式中符号同前。

返回图3.瑞典条分法计算简图3.瑞典条分法该法使用圆弧滑动面,假定作用在土条侧向垂直上的E和X的合力平行于土条底面,计算简图:传统瑞典法在平缓边坡和高空隙水压情况下进行有效应力法分析时是非常不准确的。该法的安全系数在φ=0分析中是完全精确的,对于圆弧滑裂面的总应力法可得出基本正确的结果。此法的数值分析不存在问题。N为土条总数返回4.简化Bishop法

公路路基设计规范(JTGD30—2004)规定路堤的堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性宜采用简化Bishop法进行分析计算,稳定系数Fs按下式计算。(Bishop法计算简图见图1)

图1Bishop法计算简图4.4.2地质灾害危险性预测评估

式中:Wi—第i土条重力;ɑi—第i土条底滑面的倾角;Qi—第i土条垂直方向外力;Ki依土条滑弧所在位置分别按下式计算:

列出一算例如下:4.4.2地质灾害危险性预测评估

本算例针对衡阳工务段京广线下行线K1953+200~+420处的一高路堤边坡运用北京理正软件采用简化Bishop法进行稳定性最小安全系数计算。计算模型如图:4.4.2地质灾害危险性预测评估通过计算,得出该路堤边坡在暴、强雨或者持续降雨的情况下最小安全系数小于1.25,致使该路堤边坡失稳导致路堤悬空、交通阻断,下图为7.15水害后京广线下行线K1953+200~+420处高路堤的破坏照片。4.4.2地质灾害危险性预测评估存在问题简化Bishop法在所有情况下都是精确的(除了遇到数值分析困难情况外),其局限性表现在仅适用于圆弧滑裂面以及有时候会遇到数值分析问题。如果同时用Bishop法和瑞典法计算时,如Bishop法得到的安全系数小,那么可认为它存在数值分析问题,则推荐使用瑞典法条分计算安全系数。4.4.2地质灾害危险性预测评估返回5.滑楔法对于岩质边坡(左边坡),滑裂面为折线型时,采用滑楔法计算其稳定性安全系数。方法介绍如下:4.4.2地质灾害危险性预测评估滑楔法适用于任意形状滑裂面,一般对此法进行简化,假定Fs为某一数值,从右端第一个土条开始,通过静力平衡确定每个土条左侧条间力(也就是下一个土条右侧条间力),到最后一个土条,即左端部的土条,其左侧向力应为零。如部闭合,需修正Fs值,直至收敛。土石坝设计规范提供以下公式进行这一计算步骤。式中:下标R、L分别代表土条右和左侧面相应物理量。4.4.2地质灾害危险性预测评估滑楔法中有一个滑裂面为双折线形的特殊情况,计算简图如下:计算公式为:4.4.2地质灾害危险性预测评估下标r、l分别代表在转折点C左右侧相应的数值,βc为左、右楔块界面处作用力的倾角。可知,安全系数决定于对βc的假定值。对于滑裂面比较规则的可用双折线滑面法计算其稳定性系数。4.4.2地质灾害危险性预测评估路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性可采用不平衡推力法进行分析计算,稳定系数Fs按以下方法计算。

4.4.2地质灾害危险性预测评估式中:WQi—第i个土条的重力与外加竖向荷载之和;ɑi—第i个土条底滑面的倾角;

ci、фi—第i个土条底的粘结力和内摩擦角;li—第i个土条底滑面的长度;

ɑi-1—第i-1个土条底滑面的倾角;Ei-1—第i-1个土条传递给第个土条的下滑力。用上式逐条计算,直到第n条的剩余推力为零,由此确定稳定系数Fs。4.4.2地质灾害危险性预测评估4.4.2.2工程建设引发泥石流地质灾害危险性预测评估

根据《泥石流灾害防治工程勘测规范》(DZ-T-0220-2006)中泥石流沟的易发程度判别条件:选择15项代表因素进行数量化处理(见表5和表6),并按标准(表7)进行判别。4.4.2地质灾害危险性预测评估表5泥石流沟易发程度评判表

序号流域环境动态因素权重K数量化评分A数量化评分B数量化评分C数量化评分D1不良地质发育程度0沙补给长度比0.1181612813沟口地貌0.1081411714沟床纵坡0.090129615区域地质构造影响0.07597516植被覆盖率0.06797517河沟近期一次冲淤变幅0.06286418岩性0.05465419松散物质贮量0.054654110山坡坡度0.045654111横断面特征0.036543112松散物平均厚度0.036543113流域面积0.036543114流域相对高差0.030432115河沟堵塞程度0.0304321表6泥石流流域环境动态因素权重及评分值

4.4.2地质灾害危险性预测评估危险性级别极易发中等易发轻度易发不易发综合评分总计≥11686~11644~86<44表7泥石流沟易发程度划分标准表

根据线状工程沿线的泥石流流域环境动态因素,对泥石流易发程度因子进行评分,按照表7来确定泥石流沟的易发程度,并结合当地的地质环境条件和工程建设的实际情况,预测评估工程建设引发泥石流地质灾害的可能性大小。另外,对于泥石流危险性评价也可以参考刘希林在《泥石流危险性评价》使用的推荐公式,对泥石流危险性进行评价。4.4.2地质灾害危险性预测评估泥石流危险性评价是对泥石流致灾能力的评价,是泥石流规模和发生频率的综合体现。危险性的定量表达即危险度。采用刘希林在《泥石流危险性评价》和《泥石流风险评价》中使用的权重系数和推荐使用的公式来计算,泥石流危险度公式为:

H=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+0.06S3+0.11S4+0.03S5

式中:m为泥石流规模;f为泥石流发生频率;s1为流域面积;s2为主沟长度;s3为流域相对高差;s4为流域切割密度;s5为不稳定沟床比例;H为单沟泥石流的危险度。其中s1、s2、s3、s4通过1:50000地形图量算获取,s5通过现场调查结合地形图获取,m按设计频率下泥石流固体物质径流量计算方法获取,f

通过现场调查访问和参考历史资料获取。4.4.2地质灾害危险性预测评估针对现存地质灾害危险性和工程建设过程中可能引发或加剧地质灾害危险预测,工程建设可能遭受到滑坡、崩塌、泥石流及岩溶地面塌陷等地质灾害的危害。

根据评估区范围内的地质环境条件,地质灾害的现状评估及本工程建设特点,结合本工程的规划设计等分析,确定工程建设遭受外来地质灾害危险性大小。以岩溶地面塌陷为例进行工程建设可能遭受地质灾害的危险性预测,通过表9可以预测到工程建设可能遭受到岩溶地面塌陷等地质灾害的危险性大小。

4.4.2地质灾害危险性预测评估项目评估标准指标代值因素4321K岩溶发育程度特强强烈中等微弱W岩溶地下水位降低与土层关系及降速快速大降低至基岩中较快降至基岩面上下波动或至基岩中上部,降速较快在土层下部,降速中等原在基岩中或降低少,降速缓慢Q基坑排水量(m3/h)>2000<2000>1200<1200>500<500F岩溶地下水运移条件排泄区地带或浅迳流带迳流区补给区为主H土层岩性结构及厚度(m)砂土;双层或多层结构土,底为砂砾土;厚度<5m砂土;双层或多层结构土,底为砂砾土;厚度5—8m双层或多层结构粘性土—砂砾土;厚度>8—20m单层结构粘性土,厚度>20mG地形地貌岩溶洼地、谷地、低平原、低阶地岩溶低丘陵、低山前缓坡麓,岩溶台地、高阶地岩溶高丘陵,山地斜坡可能性指数N值判别式及等级划分标准判别式:N=K+W+

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