公路工程地質災害危險性評價

鄭齊銀

（山西省交通新技術發展有限公司，山西 太原 030012）

1 工程概況

某公路路線總長38.65km，路基寬度為26m，沿線有11座橋梁、42座涵洞、1座隧道，有高路塹、高路堤路段，工程種類多。路線途經地貌形態變化多樣，成因復雜，地質構造體系發育，形式多樣，地表水、地下水豐富，浸潤地基巖土，影響路基、邊坡穩定性，可以看出研究區域地質條件復雜。綜合考慮路線各段的山脊走向和匯水斜坡分布情況以及建設項目對工程地質條件的要求，施工期間和建成后運營期間可能對地質條件的影響，項目建設過程中可能會引發的不同地質災害，以及公路建設項目對工程周邊環境影響等因素，確定了研究范圍。

2 地質災害危險性綜合評價指標體系

通常采用模糊綜合評價法和層次分析法分析公路沿線的地質災害影響因素，對選定的因素指標進行賦值后，用公式計算得出公路地質災害綜合性分析評價結果[1-2]。文章選擇氣象水文特征、地形地貌特征、工程建設地質條件和人類活動影響等4個主要的影響因素作為評價內容，選取4個主要因素的指標作為指標層，結合研究區域的實際情況建立工程建設評價指標的體系圖，如圖1所示。

圖1 公路工程建設的地質災害危險性綜合評價指標體系

影響或者誘發地質災害的成因很多，包括水文氣象、地形地貌、地質構造、人類活動及災害狀況等，通常用地質災害危險性來反映該地區地質災害危險性的相對程度[3-4]。通過分析已有地質資料，并進行現場踏勘，分析研究區域地質災害的影響因素和成因類型，構建了公路工程建設的地質災害危險性綜合評價的指標體系，主要采用層次分析法來確定指標權重，進而構建綜合評價模型。

2.1 評價因子的確定

文章選取水文氣象、地形地貌、地質條件和人類活動影響作為首層因子，地下水特征、年平均降雨量、地形坡度、高差、巖土體結構、人類活動強烈程度作為次層因子，來評價公路沿線地質災害大小。根據工程經驗賦予描述因子相應的值。用危險性大、中、小3個等級評價地質災害危險性，評價因子和評價標準如表1所示。表1中不同地質災害的規模大小按照表2確定。

表1 （續）

表1 公路工程地質災害的危險性評價的因子和標準

表2 地質災害的規模等級劃分表

2.2 隸屬度和評價指標權重的確定

隸屬度函數為：

式（1）中：ki(xi)為公路工程地質災害危險性各評價因子的隸屬度；ai為第i個地質災害危險性評價因子對地質災害規模等級的基值；xi為地質災害評價因子的實際值。

根據式（1）可求得公路工程地質災害危險性各評價因子的隸屬度，進而確定各評價因子的隸屬度矩陣R如下：

通過充分搜集研究區域相關資料，全面開展實地踏勘，深入分析外業和內業資料，結合工程實踐經驗，為網格單元的隸屬度賦值0-1，以表示其影響程度大小，可得：

對比分析地質災害的危險性程度劃分對水文氣象、地形地貌、工程地質條件、人類活動等4個影響因子的不同判斷矩陣和計算結果，得出權向量A=（0.28,0.14,0.37,0.12,0.13,0.17）。一致性檢驗結果小于0.1。指標權重的計算結果如表3所示。

表3 公路地質災害的危險性因素指標權重

2.3 模糊綜合分析評判法的運用

通過權向量A與模糊關系矩陣R相乘可以得到評價單元所在的等級B，選取計算結果的最大值作為該網格單元地質災害的危險性綜合分析評價等級。

將表3中的權重代入式（3）可得：

按照最大隸屬度原則，最大值為0.92，所在的地質災害危險性為“中等”。由此得出，該評價網格單元地質災害的危險性綜合評價等級為“危險性中等”。

3 綜合評價結果分析

利用MapGIS軟件中的空間分析功能模塊進行屬性分析，全面考慮研究區域內的地質環境條件，確定評價區段的危險性量化指標，考慮評價區段潛在的地質災害隱患點位的分布和危險性以及地質環境的差異[5]，按照研究區域“共性中存在差異”的劃分原則，分析評價區域的地質災害危險性[6]。該公路的地質災害危險性劃分為?。á蠹墸?、中（Ⅱ級）、大（Ⅰ級）3個級別。經過計算統計，危險性大（Ⅰ級）的區域占53.2%，主要地質災害為泥石流、崩塌、邊坡不穩定等。每個地質災害危險性等級所占的面積比例如圖2所示。

圖2 不同危險性等級區段占總長度面積比例

4 分區域研究與確定量化指標

在收集該公路建設用地特征、工程規模、結構材料的基礎上，鑒于研究區域地質災害發育、分布有特殊巖土體、不良地質作用等特征明顯，結合工程經驗，綜合確定研究區域地質災害危險性等級，進行分區研究。

（1）地質災害的危險性大（Ⅰ級）區：地形起伏較大，地勢陡峻、高差變化明顯，切割密度、深度較大，地形條件較差的山區、溝谷或河谷侵蝕明顯，坡陡谷深的狹長、較深的河谷、溝谷段；地質環境復雜、工程地質差，不良地質作用和現狀地質災害發育或較發育，擬建工程種類較多、工程規模較大、橋梁分布較多，切坡深度較大，工程建設對周邊地形地質環境破壞大，可能會誘發危險性較大的地質災害，防治難度和加固難度屬于中等或以上。

（2）地質災害的危險性中（Ⅱ級）區：地形波狀起伏，多呈丘陵或緩斜坡狀，以風化侵蝕作用為主，工程地質條件較差，地質環境條件屬于中等復雜～復雜。存在不良地質，但現狀地質災害不發育或發育少，擬建工程結構種類較為單一，主要以路基工程為主，切坡深度屬于中等，公路工程建設對地質環境破壞程度為較輕～較強烈，屬于中等，可能誘發的地質災害危害的危險性和規模也屬于中等，防治難度和加固難度屬于一般～中等。

（3）地質災害的危險性?。á蠹墸﹨^：以地形較為開闊、平坦，起伏不大的谷地或谷盆為主，工程地質環境條件屬于中等復雜，地質環境條件屬于一般～較差，不良地質作用影響工程建設，工程種類較為單一，主要是路基工程，切坡程度較小，公路工程建設對周邊地形地質環境破壞和擾動較小，不易引發或誘發地質災害，防治難度和加固難度小。

按照以上特征，將研究區域劃分為：地質災害危險性?。á螅┑膮^段2段，危險性中等（Ⅱ）的區段2段（Ⅱ1、Ⅱ2），危險性大（Ⅰ）的區段2段。各區段的線路、位置、長度、里程樁號見表3。

表3 研究區域地質災害的危險性分區詳細特征表

5 結語

綜上所述，本文對地質災害的危險性進行了分區、分級，將某公路建設研究區域劃分為3個級別和6個區段，其中，危險性?。á髤^）2段，合計長14.2km，占線路總長的36.61%，適宜工程建設；危險性中等（Ⅱ區）2段，合計長11.5km，占線路總長29.81%，基本適宜工程建設；危險性大（Ⅰ區）2段，合計長13.0km，占線路總長33.58%，工程建設較為困難。地質災害危險性大的區段（Ⅰ區）總體建設較為困難，建議采取避繞方式優化路線。