部瑞梅

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安 710043)

地質災害危險性綜合評估是依據(jù)擬建工程在評估區(qū)內地質災害危險性現(xiàn)狀評估和預測評估的結果基礎上，根據(jù)所處地質環(huán)境條件的差異及潛在的地質災害點的分布、對擬建工程的危險程度、危害程度，從而確定判別區(qū)段危險性的量化指標，根據(jù)“區(qū)內相似、區(qū)際相異”的原則，采用定性、半定量分析法，進行地質災害危險性等級分區(qū)(段)[1]。筆者結合改建西安至安康鐵路增建第二線建設工程的地質災害危險性評估工作，選用綜合評估量化分析的方法，結合實際工程對綜合評估量化指數(shù)的原則、步驟和結果進行了研究[2-8]，為以后山區(qū)的鐵路工程建設的地質災害危險性綜合評估和危險性分區(qū)提供參考和借鑒。

1 評估工作概況[9]

1.1 工程概況

改建西安至安康鐵路增建第二線工程北起于隴海鐵路灞橋站，向南經(jīng)西安市灞橋區(qū)、長安區(qū)，在青岔以18.46 km特長隧道穿越秦嶺主脊——終南山，經(jīng)商洛市的柞水縣、鎮(zhèn)安縣，南抵安康市的旬陽縣，終點為襄渝鐵路的旬陽站，線路全長203.347 km，屬西安鐵路局管轄。全線共有橋梁工程32.063 km/70座，隧道工程106.713 km/61座，車站17處，擬建工程建設用地627.2 hm2。

1.2 調查與評估范圍和確定

擬建鐵路屬線狀工程，建設場地寬度一般為30～300 m(車站)，考慮沿線地質環(huán)境條件屬于復雜類型，地質災害發(fā)育，故調查的范圍一般以線路中線為準，呈帶狀向兩側各擴展1 000 m，兩端延伸1 000 m，局部地段有針對性的擴大評估范圍，如泥石流發(fā)育地段，調查的范圍以查明其形成區(qū)、流通區(qū)及堆積區(qū)的特征為準，調查面積410 km2；評估的范圍以線路中線為準，呈帶狀向兩側各擴展500 m，兩端延伸500 m，評估面積約180.66 km2(該評估面積不含已建成的終南山隧道)。

1.3 現(xiàn)狀評估

評估區(qū)內主要發(fā)育崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(包括巖溶塌陷和采空區(qū)塌陷)等4種地質災害，其中崩塌75處，危險性大的12處，中等的19處，小的44處；滑坡86處，危險性大的5處，中等的38處，小的43處；泥石流溝29條，危險性中等的14條，小的15條；巖溶塌陷3處、采空區(qū)塌陷1處，現(xiàn)狀致災危險性均為小。

1.4 預測評估

路基工程遭受、加劇滑坡災害危險性大的2處，遭受、加劇崩塌災害危險性中等的2處，遭受、加劇地質災害危險性小的路段4處；路塹工程引發(fā)地質災害危險性大的路段有10處(段)，引發(fā)地質災害危險性中等的路段12處(段)，其余9段路塹工程引發(fā)地質災害的危險性小；擬建橋涵工程中有10座遭受、加劇地質災害危險性大，7座橋梁遭受、加劇地質災害危險性中等；擬建鐵路橋梁工程引發(fā)崩塌地質災害危險性大的有2處；擬建鐵路隧道工程遭受、加劇地質災害危險性大的有15處，分布在隧道的進、出口段；遭受、加劇地質災害危險性中等的有9處。

2 綜合評估量化評分方法

地質災害危險性綜合評估常采用定性分析法和半定量法兩種。半定量法依據(jù)評估區(qū)地質環(huán)境條件差異，采用量化指標、結合定性分析結論進行半定量評估，結論更符合客觀實際。與定性分析法相比，半定量分析法在量化指標選取、各項指標分值確定過程中，需綜合考慮地質災害(隱患)點的分布密度，各種地質災點的危險程度、危害程度，以及山地環(huán)境地質條件和由于擬建工程建設引發(fā)的環(huán)境地質條件改變等諸因素，因此，采用半定量方法進行地質災害危險性綜合評估，合理選擇量化指標，客觀確定各指標分值是影響地質災害危險性綜合評估結論的關鍵[8]。

2.1 評估因子及取值的確定

該建設項目的綜合評估采用災種量化評分、區(qū)段綜合分析的方法來確定區(qū)段的危險性級別。以擬建鐵路工程可能遭受、引發(fā)和加劇的地質災害災種為主體，根據(jù)不同受災對象及致災對象后果取分。評估區(qū)現(xiàn)狀條件下發(fā)育有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷地質災害，而滑坡、人工邊坡失穩(wěn)、地面塌陷致災損失最為嚴重，所以預測評估危險性級大時其權重則大，賦予最高分值10分；崩塌以小規(guī)模的危巖、落石和古崩塌堆積體失穩(wěn)為主，泥石流以中、低易發(fā)為主，在危險性大級別中其權重則中等，賦予8分分值；同一種災點，按其治理的難易程度，易治理的取低分，治理難度大的取高分?，F(xiàn)狀地質災害的發(fā)育程度體現(xiàn)了評估區(qū)的地質環(huán)境條件、地質災害的發(fā)育程度，當災點距離擬建線路較遠時，則對擬建工程無危害，其權重則很小，地質災害也給予了較低分值1分，來體現(xiàn)評估區(qū)整體地質環(huán)境和地質災害現(xiàn)狀發(fā)育狀況；對預測評估中工程建設本身可能引發(fā)的人工切坡危險性小時，距擬建工程較近應占一定的權重，所以給予了3分的分值，來體現(xiàn)工程建設引發(fā)邊坡失穩(wěn)的危害程度；根據(jù)各災種對增建第二線的危害性大小，反復對比、調整各災種的危害程度的權重，確定出適宜本評估區(qū)的各災種分值。根據(jù)各種地質災害對擬建鐵路工程的危害性大小，反復對比、調整，確定出適宜本評估區(qū)的各災種分值，如表1所示。

表1 地質災害危險性分級標準

2.2 評估方法與步驟

(1)根據(jù)擬建線路組成特點，并結合現(xiàn)狀評估和預測評估結果，按擬建線路軸線方向每500 m、垂直方向線路兩側各500 m(評估范圍界限)劃分一個塊段單元，共劃分出364塊段個單元(線路兩端取整時不足500 m，并入相鄰一個單元)[2-6]，在每個單元里根據(jù)地質災害現(xiàn)狀評估、預測評估定性分析結果進行危險性綜合評估。按照表1分值標準，單元塊中各災種取最大的對應分值，累加計算出塊段單元總分值，剖分單元綜合評估平均分值如圖1所示。

圖1 剖分單元綜合評估平均分值分布

(2)結合地質環(huán)境條件、災害組合情況和野外調查所見致災程度，綜合分析，確定出擬建工程全線的綜合評估危險性分級界線。<5分， 地質災害輕微，綜合評估危險性小(Ⅰ級)；5～8分，地質災害較重，綜合評估危險性中等(Ⅱ級)；≥8分，地質災害嚴重，綜合評估危險性大(Ⅲ級)。

綜合評估危險性小區(qū)(Ⅰ級)分級界線值的確定，主要是考慮到山區(qū)鐵路的地質環(huán)境和地質災害現(xiàn)狀發(fā)育狀況，多種地質災害存在一個單元格內，各種災點又距擬建工程較遠，對工程本身沒有影響，經(jīng)過反復調整確定為小于5分。綜合評估危險性大區(qū)(Ⅲ級)分級界線值同樣考慮到加劇、引發(fā)地質災害影響，確定為≥8分。

(3)根據(jù)以上危險性等級標準，先確定出各剖分單元的危險性等級，具體到每一個單元分值應具體分析。

分區(qū)原則為：在綜合考慮地質環(huán)境條件的基礎上，劃分出的區(qū)段不能跨越差異大的2種地貌單元；將地質災害特征等級、危險性分值的大小相接近的單元格進行合并，其中一種地質災害不得跨2個區(qū)段；綜合定量分區(qū)的級別要和評估區(qū)內野外調查、綜合分析結果基本一致[2-6]。每個區(qū)段綜合評估分值為區(qū)段內各個單元分值平均值，即：區(qū)段綜合評估分值=區(qū)段內剖分單元分值總和/區(qū)段內剖分單元數(shù)。

2.3 地質災害危險性綜合評估結果

根據(jù)上述評估原則和方法，最終把評估區(qū)劃分危險性大、中、小3個級別43個區(qū)段。通過對分區(qū)結果分析，可以得出如下結果。

(1)地質災害嚴重，危險性大的(Ⅲ級)區(qū)段有12段，長度合計17.561 km，約占評估線路總長的9.72%，這些區(qū)段中首先位于隧道進出口和橋臺，邊坡穩(wěn)定性差，有崩塌、滑坡等地質災害點，工程建設引發(fā)、加劇并遭受崩塌、滑坡災害危險性大和中等；其次是工程設置有深挖方路塹工程，形成人工高陡邊坡，邊坡失穩(wěn)危險性大的區(qū)段；三是區(qū)段內地質災害分布密度比較大，有幾種災害的區(qū)段。這些區(qū)段總體上來說現(xiàn)狀條件下，地質災害比較發(fā)育，而工程建設對地質環(huán)境影響又比較嚴重，防治地質災害投入比較大，建設用地適宜性差。

(2)地質災害危害程度較大，危險性中等的(Ⅱ級)區(qū)段有10段，長度合計12.614 km，約占評估線路總長的6.98%；為地質災害比較發(fā)育，現(xiàn)狀和預測評估危險性中等的區(qū)段，地質災害點規(guī)模一般不大，防治措施比較簡單和防治經(jīng)濟投入比較小，建設用地基本適宜。

(3)地質災害危害程度輕微、危險性小的(I級)有21段，合計長度150.489 km，占評估線路長度的83.3%。主要位于渭河沖積平原，地質災害不發(fā)育；或位于秦嶺山區(qū)的山體腹部，遠離河岸，工程設置以長隧道為主，地面地質災害點對工程影響比較小，防治地質災害措施簡單，投入小，建設用地適宜。

從地質災害危險性綜合分區(qū)評估結果可以看出，采用綜合評估量化分析方法要根據(jù)擬建工程地質環(huán)境條件，綜合分析和研究各評價因子的綜合影響，同時要求對綜合評價結果與最主要的致災災種的分布具有良好的一致性。擬建工程建設項目地質災害危險性大和中等的區(qū)段所占比例很小，充分體現(xiàn)了山區(qū)鐵路地質選線的顯著成績，選線設計繞避了重大地質災害點，使工程建設在不進一步惡化地質環(huán)境且有所改善的條件下順利實施，建設場地總體是適宜的。

3 結論

選用綜合量化評分的方法對改建西安至安康鐵路增建第二線工程地質災害危險性進行了綜合評估，并根據(jù)評估結果進行了危險等級的分段。通過實例分析，結論如下。

(1)綜合評估量化分析方法中的評價因子的確定，不但考慮到評估區(qū)內對擬建工程有影響的現(xiàn)狀地質災害種類，同時還要考慮到工程建設本身引發(fā)的地質災害類型。本次實例中評價因子有滑坡、崩塌、泥石流、巖溶塌陷、人工切坡，前3個為現(xiàn)狀地質災害，后一個為引發(fā)地質災害。

(2)評價因子的取值應根據(jù)各因子的現(xiàn)狀致災危險性和預測致災害危險性的大小及其危害程度進行合理的分配，各災種的取值的合理性是通過各個因子最高等級分值之間的對比關系來確定，各因子的分值不僅要考慮各評價因子之間的協(xié)調性，還要考慮與所處的地質環(huán)境條件相符，使得具有相同致災危險性因素的最終取值基本相當。

(3)危險性等級劃分依然根據(jù)國土資源部《地質災害危險性評估技術要求(試行)》中的建設場地適宜性原則，取用Ⅲ級制，分別為危險性大(Ⅲ級)、危險性中等(Ⅱ級)及危險性小(Ⅰ級)。各等級界限分值的選取需考慮評估區(qū)內主要地質災害類型，如滑坡、崩塌、人工切坡等，同時依據(jù)每個單元格內的地質災害種類及不同搭配組合的總評分值進行綜合確定。

(4)采用各災種量化法綜合評估時，量化指標賦值重要突出的是地質災害的災種以及不同種類的地質災害對擬建工程建設的影響程度，通過考慮影響指標的具體賦值體現(xiàn)出其影響的強度，使綜合評估結果有理有據(jù)；綜合評估結論與評估區(qū)的地質環(huán)境條件、擬建工程類型、工程建設本身對地質環(huán)境條件影響相互匹配一致，符合實際。

當然，僅以改建西安至安康鐵路增建第二線的山區(qū)鐵路工程為例對綜合量化評分方法進行的應用實踐，所得出的結論也不一定具有普遍的適用性，隨著各地對半定量方法的實踐應用和深入的理論研究，使地質災害危險性綜合評估的依據(jù)更科學、規(guī)范。

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