汶川震区成兰铁路关键段多尺度滑坡危险性评估.pdf

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1、第2O卷第4期地质力学学报Vo1．20NO．42014年12月JOURNALOFGEOMECHANICSDec．2014文章编号：1006．6616(2014)04~379—13汶川震区成兰铁路关键段多尺度滑坡危险性评估王涛，胡秋韵。，张永双，吴树仁，辛鹏，(1．中国地质科学院地质力学研究所，北京100081；2．国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室，北京100081；3．中国地质调查局，北京100037)摘要：以穿越汶川震区的成兰铁路龙门山关键段为例，探索提出了强震扰动背景下重大工程场区多尺度滑坡危险性评估方法。

2、利用信息量模型反演评估了汶川地震诱发的同震滑坡空间分布特征，以此为前提开展了区域和局地两种空间尺度的滑坡危险性预测评估。在区域廊带尺度上，分别利用可能最大降雨量预测方法和信息量模型，进行了日超越概率10％的最大降雨量时空分布预测及其诱发滑坡的危险性评估；同时，结合地震危险性区划成果，开展了50年超越概率10％的基本地震动诱发滑坡的危险性评估。在局地场站尺度上，利用基于崩塌运动过程模拟的RockfallAnalyst软件，开展了柿子园大桥周边崩塌运动学特征(Runout)模拟和危险性评估。滑坡和崩塌危险性评估的结果分别为

3、铁路规划选线和场站防护设计提供了不同尺度的地质安全依据。关键词：汶川；地震扰动区；滑坡；多尺度；危险性；成兰铁路中图分类号：P642．22文献标识码：A0引言铁路工程滑坡具有分布区域广泛、涉及地质条件多样和形成机制复杂的鲜明特色¨。究其原因，铁路工程建设的坡体切削、填方和堆载施工均不利于斜坡稳定，加之经济和国防建设的需要，又无法回避构造活动强烈和极端气候区，因此极易在地震和降雨等内外动力因素综合作用下诱发大量滑坡。如宝成铁路建成后的35a间，沿线滑坡密度高达2处／km-43。有些滑坡还会造成重大伤亡和损失，例如宝成线K

4、190滑坡、成昆线铁西滑坡和沪昆线何坊村滑坡等等¨。铁路工程滑坡危险性评估，通过预测沿线滑坡分布及运移特征(Runout)，不失为铁路滑坡风险管控的重要手段之一。鉴于滑坡管理的不同需求，评估不仅需要考虑全线不同段落的滑坡危险性，还应兼顾隧道进出口、桥梁及场站等重点场址的滑收稿日期：2014-08—13基金项目：国家“十二五”科技支撑计划课题(2011BAK12B09，2012BAK10B02)；国家自然科学基金项目(41102165)；中国地质调查局地质调查项目(12120114035501)作者简介：王涛(1982一

5、)，男，博士，副研究员，主要从事地震地质灾害调查研究。E-mail：wangtao—ig@163．tom380地质力学学报坡隐患。因此，需要基于不同尺度和目标开展铁路工程滑坡的危险性评估。然而，目前国内外针对铁路工程沿线开展滑坡易发性或危险性评估的研究进展并不多见“，尤其关于多尺度滑坡危险性综合评估的进展更为欠缺。成兰铁路作为川西北首条铁路，构建了沟通西北与西南的区际干线大通道，对推进西部大开发战略意义重大；而龙门山关键段是成兰铁路沿线工程地质条件最为复杂、且受到强震扰动的高烈度路段，该段设计和建设工作对保障整条铁路安

6、全至关重要，前人针对该路段已开展了地质选线¨”、区域地质灾害危险性评估、泥石流单灾种评估与防治等问题研究。本文重点关注在汶川地震扰动之后，震裂山体在潜在降雨和地震作用下诱发新生崩塌和滑坡灾害问题，运用统计分析模型与运动学过程模拟结合的手段，分别开展龙门山关键路段和柿子园大桥场站两种尺度的滑坡危险性评估，以期为铁路线路设计和运营提供地质安全依据。1工程地质概况成兰铁路龙门山关键段的复杂工程地质条件主要体现在构造活动强烈、强震多发、岩体破碎、崩滑流灾害频发等方面。在自然地理方面，地处我国第一阶梯向第二阶梯的过渡地带，以龙门

7、山山脉的高山峡谷地貌为主，东临成都平原，西接岷山山脉，高程介于515～4768rn之间(见图1)；主干河流包括岷江和凯江，自北西向南东流淌；具有山地型立体气候特征，干雨季分明，降雨集中在龙门山东坡地段“。在活动构造和地震方面，发育多条全新世活动断裂，包括龙门山山前断裂带的灌县一安县断裂和晓坝场断裂、龙门山中央断裂带的映秀一北川断裂、后龙门山断裂带的汶川一茂县断裂和九顶山断裂以及岷江断裂带的岷江断裂和松坪沟断裂(见图1)。地处南北地震带中段，强震活动频繁”，截至目前区内发生6．0级以上地震21次，其中包括汶川M8．0级地

8、震。在未来百年内，区内仍处于第二活跃期末期及下一活动周期的相对平静期内，不排除发生7级以上地震的可能¨。在地层岩性方面，各时代地层序列出露齐全，岩性纷杂，分布最广的地层依次为：志留系茂县群(Smx)千枚岩、片岩和板岩等，第四系(Q)冲洪积砂砾石和黏土，上三叠统侏倭组(Tzh)和中三叠统杂谷脑组(T：)变质砂岩和千枚岩等，震旦系上统