都汶公路次生地质灾害机制及防治措施研究

都汶公路次生地质灾害机制及防治措施研究

论文摘要

都汶公路包括二级公路和高速公路两条,二级公路在汶川地震期间被称为“生命通道”,是通往震区最主要的公路。震区公路是地质灾害的易发区,尤其受到汶川地震的影响,公路沿线发育大量崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害,严重威胁公路的安全通行。因此分析研究公路次生地质灾害类型及成因,对次生地质灾害进行危险性预测评价,开展次生地质灾害防治措施研究对于确保公路长期安全通行具有非常重要的意义。本文阐述了都汶公路沿线地质构造环境,总结分析了公路沿线崩塌、滑坡、泥石流三类主要次生地质灾害的发育分布特征;基于公路安全通行原则对沿线不同类次生地质灾害从多角度进行了分类,并对每一类型成因进行了归纳总结;针对公路次生地质灾害将长期潜伏的特点,用层次分析法和模糊综合数学法以都汶公路次生地质灾害为例建立了震区公路单体次生地质灾害危险性预测评价体系及震区公路次生地质灾害危险性综合预测评价体系;分析了都汶公路次生地质灾害已有防治措施及防治效果,并对震区公路次生地质灾害防治措施进行了研究。主要获得了以下认识及成果:(1)通过收集次生地质灾害资料及现场调查,都汶公路沿线次生地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流三类,其中震时以崩塌、滑坡次生地质灾害为主,震后则主要以崩塌、泥石流为主。(2)震区公路次生地质灾害发育分布受特征受地形地貌、地层岩性、地质构造、水文条件以及地震和降雨作用的综合影响。通过分析都汶公路次生地质灾害典型特征,对都汶公路不同类次生地质灾害从多角度进行分类研究灾害体的影响因素、成因机制及对公路的危害程度、危害方式。目前对公路有影响的崩塌次生地质灾害主要分布在公路内侧斜坡上,以斜坡危岩体和坡面、坡脚松散堆积体为主;其次隧道口崩塌也是严重影响公路安全的一类次生灾害体。滑坡次生地质灾害主要以软岩地层路堑开挖边坡浅层岩土体及强风化层滑移破坏为主,规模一般较小。泥石流次生地质灾害沿岷江两岸沟谷及坡面大量发育,其成因主要为泥石流物源剧增,启动降雨临界值显著降低,大规模、高频率泥石流极易发生。(3)基于震区公路次生地质灾害发育分布特点、影响因素及对公路危害方式,用层次分析法和数学模糊法分别建立震区公路崩塌、滑坡、泥石流次生地质灾害危险性预测评价体系及震区公路次生地质灾害危险性综合预测评价体系。(4)都汶公路崩塌次生地质灾害危险性预测评价结果为:高危险性占崩塌总数的62.5%,无危险性占22%,低、中危险性约占15.5%;滑坡次生地质灾害危险性预测评价结果为:路堑浅层滑坡次生地质灾害为高危险性,不稳定自然土质斜坡体整体发生滑坡灾害危险性较小;泥石流次生地质灾害危险性预测结果为:极高危险性占泥石流总数26%,高危险性占33%,中危险性占30%,低危险性和极低危险性占11%。(5)建立震区公路次生地质灾害危险性综合预测评价体系,即线评价与点评价相结合的综合预测评价体系。预测评价结果显示无危险性路段占全线总长的45.52%;低危险性路段占总路段的1.86%,中危险性路段占总路段的11.53%;高危险性路段占总路段的41.09%。(6)震区公路次生地质灾害防治原则是以确保公路安全畅通为首要原则。要特别注意震区沿河公路“线性”脆弱性及防治空间狭小性的特点。次生地质灾害防治要注意把握防治时机,把应急防治与长期治理相结合,灾害防治的同时要不断提高公路自身系统的抗灾能力。(7)都汶公路崩塌次生地质灾害防治措施以柔性防治为主,大量采用挂网支护措施,结合坡脚拦石墙、挡土墙、护面墙、坡脚墙等小型支挡工程措施进行综合防治。总防治路段中约46.15%线路采用了被动网防治,约31.46%的线路采用了主动网防治,约44%的线路采用了拦石墙、挡土墙防治,约20.67%坡面采用了护面墙及宾格护坡结构。防治措施基本采用的就是这四种防治措施及其组合模式。(8)通过对崩塌、滑坡、泥石流常用防治措施及已有防治措施、防治效果的调查分析,总结都汶公路次生地质灾害防治存在的问题,提出相应处置建议。对沿线小、中规模崩塌次生地质灾害多采用施工简单、成本较低、可更换使用的柔性防治措施,对于大型崩塌危岩体、堆积体要开展专项研究,提出新型防治措施。对地震直接诱发的大型、特大型滑坡,包括高速远程滑坡要绕避;对于小型路堑滑坡可采取一般滑坡防治措施就能保证其稳定性;发育在沟谷流域内的滑坡,对公路无直接影响,但是会通过泥石流间接危害公路,这类滑坡要结合泥石流防治工程进行合理处置;对于公路无法绕避,必须通过的大型滑坡,要进行专项防治技术研究,综合治理或提出新的防治技术。通过对泥石流常用防治措施及公路泥石流已有防治措施、防治效果分析研究,结合泥石流发育分布特点、危害公路方式,提出都汶公路泥石流次生地质灾害防治目前存在问题,并给出相应处置建议。(9)对都汶公路次生地质灾害链进行了机制分析,并提出了次生地质灾害链典型模式及防治措施。次生地质灾害链防治要注意单体灾害防治与灾害链防治相互协调;防治关键是灾害源和灾害链接点。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 选题依据及研究意义
  • 1.1.1 选题依据
  • 1.1.2 研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 次生地质灾害机制研究
  • 1.2.2 次生地质灾害危险性预测评价研究
  • 1.2.3 次生地质灾害防治措施研究
  • 1.3 研究内容及技术路线
  • 1.3.1 主要研究内容
  • 1.3.2 研究思路及技术路线
  • 第2章 研究区震后工程地质背景
  • 2.1 自然地理
  • 2.1.1 地理位置及工程概况
  • 2.1.2 水文气象
  • 2.2 地质环境
  • 2.2.1 地形地貌
  • 2.2.2 地层岩性
  • 2.2.3 地质构造与地震
  • 2.2.4 水文地质环境
  • 2.3 社会环境与人类工程活动
  • 第3章 震区公路次生地质灾害发育分布特征
  • 3.1 震区公路次生地质灾害类型及发育分布总特征
  • 3.1.1 次生地质灾害类型
  • 3.1.2 次生地质灾害发育分布总特征
  • 3.2 次生地质灾害沿岷江两岸分布规律
  • 3.3 次生地质灾害分布与公路组合关系
  • 3.4 次生地质灾害分布与地层岩性关系
  • 3.5 次生地质灾害分布与地形地貌关系
  • 3.6 次生地质灾害分布与地质构造关系
  • 3.7 次生地质灾害的时间分布特征
  • 3.8 本章总结
  • 第4章 震区公路次生地质灾害机制研究
  • 4.1 公路斜坡地震动力响应总结分析
  • 4.2 都汶公路崩塌次生地质灾害分类及机制分析
  • 4.2.1 崩塌次生地质灾害典型特征分析
  • 4.2.2 崩塌次生地质灾害类型分析
  • 4.2.3 崩塌次生地质灾害机制分析
  • 4.3 都汶公路滑坡次生地质灾害分类及机制分析
  • 4.3.1 地震滑坡次生地质灾害典型特征
  • 4.3.2 滑坡次生地质灾害典型特征分析
  • 4.3.3 滑坡次生地质灾害类型及机制分析
  • 4.4 都汶公路泥石流次生地质灾害机制分析
  • 4.4.1 泥石流次生地质灾害典型特征
  • 4.4.2 泥石流次生地质灾害类型及机制分析
  • 4.5 震区沿河公路地震次生地质灾害链机制分析
  • 4.5.1 次生地质灾害灾害链主要特点分析
  • 4.5.2 次生地质灾害灾害链模式模式
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 震区公路次生地质灾害危险性预测评价
  • 5.1 公路次生地质灾害危险性预测评价方法
  • 5.1.1 定性预测评价原则与内容
  • 5.1.2 层次分析法
  • 5.1.3 模糊综合评价法
  • 5.1.4 模糊综合层次预测评价模型
  • 5.2 次生地质灾害危险性预测评价指标选取原则
  • 5.3 震区公路崩塌次生地质灾害危险性评价
  • 5.3.1 评价指标选取
  • 5.3.2 评价指标权重分析及基准值划分
  • 5.3.3 典型崩塌体危险性预测评价
  • 5.4 震区公路滑坡次生地质灾害危险性预测评价
  • 5.4.1 评价指标选取
  • 5.4.2 评价指标权重分析及基准值划分
  • 5.4.3 典型滑坡危险性预测评价
  • 5.5 震区公路泥石流次生地质灾害危险性预测评价
  • 5.5.1 评价指标选取
  • 5.5.2 评价指标权重分析及基准值划分
  • 5.5.3 都汶公路典型泥石流沟危险性预测评价
  • 5.6 震区公路次生地质灾害危险性综合预测评价
  • 5.6.1 综合预测评价原则
  • 5.6.2 综合预测评价单元划分
  • 5.6.3 线性预测评价单元次生地质灾害危险性预测评价
  • 5.6.4 点预测评价单元次生地质灾害危险性预测评价
  • 5.6.5 震区公路次生地质灾害危险性综合预测评价分析
  • 5.7 本章小结
  • 第6章 震区公路次生地质灾害防治措施研究
  • 6.1 震区公路次生地质灾害对公路危害基本方式
  • 6.1.1 斜坡次生地质灾害对公路危害方式
  • 6.1.2 泥石流次生地质灾害对公路危害方式
  • 6.1.3 次生地质灾害耦合作用对公路危害
  • 6.2 震区公路次生地质灾害防治原则与特点
  • 6.2.1 公路次生地质灾害防治原则
  • 6.2.2 震区公路次生地质灾害防治特点
  • 6.3 公路地质灾害常用防治措施
  • 6.3.1 公路崩塌地质灾害常用防治措施
  • 6.3.2 滑坡次生地质灾害常用防治措施
  • 6.3.3 公路泥石流地质灾害常用防治措施
  • 6.4 震区公路次生地质灾害防治现状
  • 6.4.1 崩塌防治现状及存在问题
  • 6.4.2 滑坡防治现状及存在问题
  • 6.4.3 泥石流防治现状及存在问题
  • 6.5 震区公路次生地质灾害应急防治措施
  • 6.5.1 应急防治特点
  • 6.5.2 应急防治措施
  • 6.6 震区公路次生地质灾害永久防治措施
  • 6.6.1 崩塌永久防治措施
  • 6.6.2 滑坡永久防治措施
  • 6.6.3 泥石流永久防治措施
  • 6.7 震区公路次生地质灾害新型防治措施
  • 6.7.1 爆破技术
  • 6.7.2 改良宾格挡墙
  • 6.7.3 柔性框架石笼
  • 6.7.4 新型防崩塌落石棚洞
  • 6.8 震区公路次生地质灾害链防治措施
  • 6.8.1 灾害链防治特点
  • 6.8.2 灾害链防治措施
  • 6.9 本章小结
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间取得学术成果
  • 相关论文文献

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