公路地质灾害监测预警和减灾技术

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1、公路地质灾害监测预警和减灾技术王成华研究员孔纪名研究员中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所2010年10月目录1.公路地质灾害主要类型及与公路相互作用2.山区公路危险性区划3.山区公路地质灾害安全监测预警体系4.山区公路地质灾害防御体系1公路地质灾害主要类型及与公路相互作用1.1地质灾害及主要类型（1）什么是公路地质灾害由于地质作用引起的公路路基、边坡、桥涵等设施的毁坏和对相关人员生命财产造成损失的灾害（2）地质灾害的主要类型常见的公路地质灾害类型崩塌滑坡泥石流地面塌陷地裂缝1.2泥石流灾害（1

2、）什么是泥石流指山区沟谷中，由暴雨、冰雪融水或库塘溃坝等水源激发，形成的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流。往往突然爆发，浑浊的流体沿着陡峻的山沟奔腾咆哮而下，山谷犹如雷鸣，在很短时间内将大量泥沙石块冲出沟外，在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积，常常给人类生命财产造成很大危害泥石流摧毁房屋和田地，51人死亡(四川丹巴，2003)（2）泥石流分区汇水区（清水区）形成区流通区堆积区（3）泥石流形成条件陡峻的山坡沟道充足的松散固体物质强大的水动力条件(4)用沟谷微小地貌形态变化进行泥石流发生条件判别地

3、貌发育阶段发展期旺盛期衰退期停歇期形态特征山坡以凸形坡为主。形成区分散，并逐渐扩大，流通区较短。扇面新鲜，淤积渐快山坡从凸形坡转为凹形坡。沟槽堆积和堵塞形象严重。形成区扩大，有时较集中，流通区向上延伸。扇面新鲜，漫流现象严重山坡为凹形坡。形成区缩小，流通区向上延伸。沟槽逐渐下切。扇面陈旧，生长植物，植被较好全沟下切，沟槽稳定。形成区基本消失，逐渐变为普通山洪沟。植被恢复良好山坡块体运动发展明显。多见新生沟谷，有少量崩塌、滑坡强烈发育，供给物主要来自崩塌、滑坡、错落等，片蚀、侧蚀也很发育明显衰退。崩滑渐

4、趋稳定，以沟槽搬运及侧蚀供给为主山坡块体运动基本消失滑塌面积率（％）1-10＞1010-1＜1单位面积固体物质储量1-10＞1010-1＜1冲淤性质与趋势以淤为主，淤积速度增快以淤为主，淤积值大有冲有淤，淤积速度变小冲刷下切危害程度较大最大较大小1.3地质灾害与公路相互作用（1）滑坡崩塌对公路的作用剪断公路损毁路面埋没公路剪断公路埋没公路损毁路面（2）公路建设开挖引起滑坡崩塌开挖坡脚引起滑坡开挖坡脚引起崩塌（3）泥石流对公路的作用泥石流冲毁路基泥石流埋没公路泥石流冲毁桥梁泥石流冲毁路基泥石流埋没路面泥

5、石流冲毁桥梁（4）公路对泥石流的作用公路建设弃渣沟谷—弃渣泥石流公路桥涵压缩过流断面—阻碍泥石流通行2山区公路斜坡危险性区划2.1区划的目的和必要性（1）区划的目的全面了解和掌握公路灾害的分布与危险程度为公路安全管理和防治提供技术支持（2）必要性公路安全管理部门需要公路防灾规划制定需要公路灾害监测预警需要(3)分区原则1)针对性原则2)据实情原则3)科学性原则4)区内相似、区际相异原则5)求大同、存小异原则6)易操作适用性原则2.2斜坡危险性分级与区划方法（1）斜坡危险性分级极危险斜坡危险斜坡相对稳定

6、斜坡（2）斜坡危险性区划方法分区因子叠加法综合指标数值分析法专家系统分析法2.3分区因子叠加法（1）因子选择与分级（2）制作单因图（等比例尺）用线条表示：水平、左斜、右斜、垂直4个方向表示上述4个因子。用空白、虚线、细实线、粗实线表示每个因子分级。用灰度表示（在计算机上用）用灰度0％表示单因子最低级8％表示单因子第二级16％表示单因子第三级24％表示单因子最高级（第四级）（3）单因子叠加（4）制作区划图按线条密度进行危险性分区按叠置后的灰度大小进行危险性分区绘制分区图2.4综合指标数值分析法（1）分区

7、因子选择（2）分区因子指标体系因子作用指标：每个因子在灾害形成中的作用大小作用指标确定方法－专家打分、黄金分割法和因子贡献率法公路边坡危险性判别指标体系危险斜坡判别的指标体系表（3）分区模型建立模糊判别法神经网络法本文采用模糊评判法每一单元上述因子作用指数之和为将上式进行归一化处理，便转化成斜坡危险度DS（4）具体做法制作区划单元网格图：可采用等分法和非等分法调查计算每个网格单元的因子综合指数，并填绘在每个网格单元内。确定分级界限指标绘制危险斜坡区划图到现场抽样检验调查、核实、修正2.5专家系统法（1

8、）基本原理收集整理专家经验进行分析梳理、编制危险斜坡专家判别综合表将此表与将要判别的斜坡进行对照分析属何级别的斜坡（2）公路危险斜坡专家判别综合表2.6公路斜坡危险性分区范例——以贵州省三－凯公路为例贵阳－凯里－三穗，长260多公里，其中凯里－三穗160km为新建，位于贵阳以东，黔东南州北部，属西部黔中高原丘陵地形向东湘西山地过渡的中高山、中低山地形。地层：贵阳－凯里以二叠系碳酸盐为主，山地丘陵上有中生代、新生代砂、页、泥岩出露。凯里－三穗为二叠系以前的