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川藏交通廊道山地災害演化規律與工程風險 版權信息
- ISBN：9787030687647
- 條形碼：9787030687647 ; 978-7-03-068764-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
川藏交通廊道山地災害演化規律與工程風險 內容簡介
本書以川藏交通廊道山地災害研究為重點，較為系統地論述了川藏交通廊道孕災環境條件與工程地質分區、災害類型與分布規律、成災模式與危險性分區、形成機理與發展趨勢;在區域規律論述的基礎上，闡明了強震條件下山區道路斜坡災變機理、山地災害動力學特性與道路工程風險，并提出了復雜脆弱環境鐵路工程低頻大災風險調控減災選線策略、道路災害防治對策與關鍵技術。
川藏交通廊道山地災害演化規律與工程風險 目錄
目錄
前言
第1章川藏交通廊道孕災環境1
1.1地理位置1
1.2地形地貌2
1.3地質條件6
1.4氣象水文21
1.5植被土壤27
1.6人類活動32
參考文獻35
第2章川藏交通廊道工程地質分區38
2.1概述38
2.2工程地質分區原則與指標體系38
2.3工程地質分區方法41
2.4典型區段工程地質分區與評價43
2.5川藏交通廊道工程地質分區特征54
參考文獻60
第3章川藏交通廊道山地災害類型與分布規律62
3.1山地災害類型62
3.2山地災害分布現狀69
3.3山地災害分布規律74
參考文獻81
第4章川藏交通干線山地災害特征與危險性分區83
4.1山地災害活動特征83
4.2線路工程成災模式91
4.3線路工程山地災害危險性分區102
參考文獻107
第5章氣候變化下高寒區山地災害形成機理與災勢預估109
5.1高寒區氣候與孕災環境變化特征109
5.2氣候變化條件下山地災害活動特征117
5.3山地災害形成的氣候條件124
5.4高寒區山地災害形成特點與機理140
5.5川藏交通干線山地災害趨勢分析168
參考文獻175
第6章強震條件下山區道路斜坡災變機理178
6.1川藏交通廊道地震斜坡災害對線路工程的影響178
6.2地震作用下道路斜坡動力響應特征與災變機理179
6.3地震激發巖質斜坡破壞機理與穩定性分析192
6.4地震作用下基覆型斜坡成災機理與穩定性分析242
6.5地震作用下土質斜坡失穩機理與穩定性分析259
參考文獻272
第7章山地災害動力學特性與道路工程風險評估276
7.1滑坡-碎屑流動力學特性與數值模擬276
7.2泥石流運動特性與數值模擬284
7.3基于山地災害運動過程的道路工程風險定量評估295
7.4不同空間尺度川藏交通廊道災害風險分析與風險制圖305
參考文獻314
第8章川藏鐵路風險調控減災選線317
8.1川藏鐵路減災選線概述317
8.2川藏鐵路減災選線原理318
8.3堰塞湖災害鏈易發區線路工程減災選線策略322
8.4冰雪活動區鐵路減災選線策略342
8.5近場區大地形變預測及線路工程對策357
參考文獻379
第9章道路災害防治對策與關鍵技術384
9.1交通廊道山地災害防治關鍵問題384
9.2道路山地災害防治對策385
9.3特大泥石流防治關鍵技術388
9.4道路滑坡超前診斷與處置技術395
9.5堰塞湖防治關鍵技術402
9.6山地災害監測預警關鍵技術419
參考文獻431
前言
第1章川藏交通廊道孕災環境1
1.1地理位置1
1.2地形地貌2
1.3地質條件6
1.4氣象水文21
1.5植被土壤27
1.6人類活動32
參考文獻35
第2章川藏交通廊道工程地質分區38
2.1概述38
2.2工程地質分區原則與指標體系38
2.3工程地質分區方法41
2.4典型區段工程地質分區與評價43
2.5川藏交通廊道工程地質分區特征54
參考文獻60
第3章川藏交通廊道山地災害類型與分布規律62
3.1山地災害類型62
3.2山地災害分布現狀69
3.3山地災害分布規律74
參考文獻81
第4章川藏交通干線山地災害特征與危險性分區83
4.1山地災害活動特征83
4.2線路工程成災模式91
4.3線路工程山地災害危險性分區102
參考文獻107
第5章氣候變化下高寒區山地災害形成機理與災勢預估109
5.1高寒區氣候與孕災環境變化特征109
5.2氣候變化條件下山地災害活動特征117
5.3山地災害形成的氣候條件124
5.4高寒區山地災害形成特點與機理140
5.5川藏交通干線山地災害趨勢分析168
參考文獻175
第6章強震條件下山區道路斜坡災變機理178
6.1川藏交通廊道地震斜坡災害對線路工程的影響178
6.2地震作用下道路斜坡動力響應特征與災變機理179
6.3地震激發巖質斜坡破壞機理與穩定性分析192
6.4地震作用下基覆型斜坡成災機理與穩定性分析242
6.5地震作用下土質斜坡失穩機理與穩定性分析259
參考文獻272
第7章山地災害動力學特性與道路工程風險評估276
7.1滑坡-碎屑流動力學特性與數值模擬276
7.2泥石流運動特性與數值模擬284
7.3基于山地災害運動過程的道路工程風險定量評估295
7.4不同空間尺度川藏交通廊道災害風險分析與風險制圖305
參考文獻314
第8章川藏鐵路風險調控減災選線317
8.1川藏鐵路減災選線概述317
8.2川藏鐵路減災選線原理318
8.3堰塞湖災害鏈易發區線路工程減災選線策略322
8.4冰雪活動區鐵路減災選線策略342
8.5近場區大地形變預測及線路工程對策357
參考文獻379
第9章道路災害防治對策與關鍵技術384
9.1交通廊道山地災害防治關鍵問題384
9.2道路山地災害防治對策385
9.3特大泥石流防治關鍵技術388
9.4道路滑坡超前診斷與處置技術395
9.5堰塞湖防治關鍵技術402
9.6山地災害監測預警關鍵技術419
參考文獻431
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川藏交通廊道山地災害演化規律與工程風險 節選
第1章川藏交通廊道孕災環境第1章川藏交通廊道孕災環境 川藏交通廊道自然地理環境復雜，構造運動活躍，地殼隆升與河流下切作用強烈，地勢高，氣候差異顯著，地貌類型多樣。區域內滑坡崩塌、泥石流、山洪、冰湖潰決等山地災害發育典型、廣泛分布，對交通工程影響嚴重。本章從地理位置、地形地貌、地質條件、氣象水文、植被土壤、人類活動等方面論述川藏交通廊道的孕災環境條件。 1.1地 理 位 置 川藏交通廊道東起四川成都，西止西藏拉薩，橫跨我國地貌的**級與第二級階梯，是國家西部深度開發戰略的重要經濟和交通廊道。區內的交通干線(如已建的川藏公路、擬建和在建的川藏鐵路和川藏高速公路)是西藏連接內地的交通命脈(圖1.1)，在促進地區經濟發展、維護國家統一、加強民族團結等方面，占有重要的地位。 圖1.1川藏交通廊道地理位置圖 川藏鐵路東起成都，經雅安、康定、昌都、林芝至拉薩，全長1543km，其中成都—雅安段已于2018年12月建成通車，拉薩—林芝段已于2014年開工，計劃于2020年建成。新建的川藏鐵路雅安至林芝段2018年年底推薦線路(優化正線)長約967km，新建車站20個。川藏高速公路即四川成都至西藏拉薩的高速公路，已列入國家發展改革委員會會同交通運輸部編制的《國家公路網規劃(2013～2030年)》。根據國家高速公路網路線方案，川藏高速公路南線(雅安—康定—巴塘—芒康—左貢—林芝—拉薩)全程約1530km，其中四川段647km，西藏段883km。此外，建成于20世紀50年代的川藏公路有南、北兩條線，南線全長2155km，屬G318線的一部分，是連接西藏與我國西南地區其他城市的主要交通干線，由四川成都經雅安、新都橋、雅江、理塘、巴塘，進入西藏芒康，再經八宿、波密、林芝、工布江達、墨竹工卡到拉薩；北線全長2414km，是G317線的一部分，在新都橋與南線分開北上，經爐霍、甘孜、德格，進入西藏妥壩、昌都，至邦達后又與南線重合，直至拉薩。 1.2地 形 地 貌 地形地貌是主導山地災害分布的控制因素之一，地形高差為松散固體物質沿斜坡運動提供了基本的能量條件。從丘陵、低山、中山、中高山、高山到極高山區，地形為山洪、泥石流形成提供的能量依次增大。一般而言，起動時擁有較大能量的致災體，也具有較大的破壞能力。川藏交通廊道橫跨我國**與第二級地勢階梯，地形地貌極其復雜，尤其在階梯的過渡地帶，山高、坡陡、谷深，滑坡、崩塌、泥石流分布極為密集。 1.主要地貌類型 受青藏高原強烈隆升的影響，川藏交通廊道地勢西高東低（附圖1），自東向西跨越不同的地貌單元，主要包括四川盆地及青藏高原兩大地貌單元，地貌形態以盆地丘陵和高原山地峽谷為主(中國科學院青藏高原綜合科學考察隊，1983)。依據《中國地貌區劃圖》(李炳元等，2013)與《中國自然地理總論》(鄭度等，2017)中的地貌劃分方案，川藏交通廊道主要地貌類型的分布與特征如下： 1)成都平原及盆緣低山丘陵區 成都平原屬于四川盆地西南緣，地處龍門山、邛崍山與龍泉山之間，系斷裂下陷后由岷江水系的河流沖積而成，是我國西南地區*大的平原。平原內部地形平坦開闊，地勢由西北向東南傾斜，南北長約200km，東西寬近90km，海拔在460～750m。平原主體是由自龍門山流入的綿遠河、石亭江、湔江等八條主要河流的沖積扇群聯合而成，主要為松散砂礫石、砂土和粉砂質黏土。成都平原水系格局較為特殊，呈紡錘狀，河流出山口后，在平原之上分支交錯，河渠縱橫，到金堂和新津后又匯合成沱江、岷江兩大干流。平原周邊斷續分布一系列低起伏丘陵，海拔在800m左右，起伏度在100～200m。丘陵主要由中生代沉積的紫紅色砂巖、泥巖和頁巖組成，巖層近于水平且軟硬相間，在流水的長期侵蝕切割作用下，形成臺階狀的方山丘陵。該區由于地形起伏度小，總體上山地災害發育并不強烈，僅在紅層丘陵中零星發育小型-中型崩塌或滑坡。 2)橫斷山高山峽谷區 橫斷山高山峽谷區東起四川盆地邊緣的邛崍山，西抵伯舒拉嶺，由一系列近南北向的高山縱貫本區，山嶺之間大河奔流，切入高山之中形成深切峽谷。近南北向山川并列，地勢起伏大，是其*基本的地貌特征。從宏觀上看，橫斷山高山峽谷區是一個巨大的山原，包括伯舒拉嶺-高黎貢山、他念他翁山-怒山、寧靜山-云嶺、沙魯里山(雀兒山、玉龍雪山等)、大雪山、邛崍山和岷山等七列山脈。山脈頂部有寬緩的夷平面，以及聳立其上的高山和極高山(李炳元，1989)。該區地勢總體呈現西北高、東南低的態勢，山嶺連綿，山脊多呈鋸齒狀，險峰突兀，海拔為3000～6000m，著名的大雪山主峰貢嘎山(海拔為7556m)就位于大渡河西側。高山地區古冰川遺跡、現代冰川和冰緣地貌分布較廣。該區自東向西依次分布大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江和怒江，河谷狹長幽深，呈“Ｖ”型峽谷，嶺谷高差達1500～3000m。在山地與河谷谷底之間，高差較大，許多地層新老交錯，呈層狀疊置，現代河流仍繼續切割，地貌過程迅速。由于河谷狹窄，谷坡陡峻，岸坡的巖體在該地極其活躍的構造運動與強烈的風化剝蝕作用下裂隙密集，整體強度明顯降低，加上降雨集中，崩塌、滑坡、泥石流等災害十分發育。 3)江河上游高山河谷區 江河上游高山河谷區位于橫斷山高山峽谷區上游，大致為江達—昌都—邊壩一線，西部以念青唐古拉山脈為界與喜馬拉雅高山、極高山區域分開，南部以伯舒拉嶺為界與橫斷山高山峽谷區分開。本區地勢依然高峻，但起伏遠比橫斷山脈區要小，山嶺海拔在5000m左右，自北向南逐漸降低。長江、黃河、瀾滄江和怒江上游均貫穿本區，在高原面上下切成為河谷，切割深度約500m，另有一些較寬的河段相間分布，兩旁有河流階地發育。該區寒凍風化作用十分強烈，使大量巖體崩解破壞，在雪線以上巖石裸露地段，巖屑堆積地貌*為普遍。在雪線以下融凍作用占主導地位，地表草皮和泥土順斜坡滑動，大面積的滑動常常形成泥流或泥石流。 4)喜馬拉雅高山、極高山區 喜馬拉雅高山、極高山區北麓與羌塘高原相鄰，東界為伯舒拉嶺，南抵國界。本區主要地貌特征為兩山夾一谷。南側的喜馬拉雅山由若干條平行的山帶組成，西北-東南延伸近2500km，寬50～90km，平均海拔6000m以上。喜馬拉雅山脈南北地形不對稱，南翼地勢陡峻，由于雨量充沛，流水侵蝕強烈，干流常形成許多深切峽谷；山脈北翼地勢比較平緩，降水較少，河流侵蝕切割能力弱，堆積地貌發育(楊勤業和鄭度，2002)。北面的念青唐古拉山脈，海拔一般為5500～6000m，主峰念青唐古拉海拔為7162m，高海拔的山地地形比南側的喜馬拉雅山更顯得寬厚和完整。念青唐古拉山雪蓋面積較大，是高原上現代冰川的發育中心之一，分布有中國*長的海洋性現代冰川。夾在兩條巨型山脈之間狹長條狀的雅魯藏布江谷地，河谷寬峽相間。寬谷段發育在淺變質巖帶上，河流坡降僅為千分之一左右，河漫灘廣泛分布，尤其是在枯水季節，出露的河漫灘可達數千米寬。寬谷兩側的谷坡坡度在30°左右，河流谷地到谷肩相對高度為500～1000m，坡面物質受到風化，穩定性差，地表多砂礫層，并有較普遍的風沙堆積(楊勤業和鄭度，2002)。在峽谷段，水流切穿堅硬的巖漿巖或變質巖，谷坡陡峭，坡度達50°～70°，在南迦巴瓦峰(7782m)附近形成馬蹄形大拐彎，發育長達504.6km的雅魯藏布大峽谷。該區現代冰川十分發育，在全球氣候變暖的影響下，冰川對溫度的響應尤其敏感，與之關聯的山地災害頻繁發生。 2.地表起伏巨大，山地災害頻發 川藏交通廊道地形起伏較大，河流發育，切割強烈，高山深谷地貌分布廣泛。川藏公路南線地形剖面圖如圖1.2所示，公路所經區域*低點成都(海拔為512m)到*高點米拉山山口(海拔為5013m)，垂直落差超過4000m。公路沿線跨越16座海拔超過4000m的高山，橫跨岷江、大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江等大江大河，以及穿過龍門山脈、橫斷山脈、念青唐古拉山、岡底斯山脈及喜馬拉雅山脈等山系。沿線山系及主要山嶺埡口海拔統計見表1.1。大起伏高山區山高坡陡谷深，在構造運動、寒凍風化、地震、流水侵蝕等的作用下，斜坡巖體劣化易于失穩，為滑坡、泥石流的活動及其堵塞河道形成堰塞湖提供了物質條件。沿溝河兩岸山坡中、下部坡度大多介于21°～35°，是滑坡形成和發生的*佳坡度；且相當一部分峽谷深切段坡度大于60°，易形成崩塌。大起伏高山區由于下墊面作用，常常是局地性暴雨*為活躍的地方。山體破碎、極端暴雨事件、強烈侵蝕及人類活動等綜合作用，使得山洪和泥石流在峽谷區成群分布(崔鵬等，2018)。1953年9月，古鄉溝暴發泥石流，堆積扇面積達5.1km2，總堆積方量達2億m3，隨后多次暴發泥石流，影響公路運行近30年(游勇等，1997)。1985年，波密地區的培龍溝泥石流，使80輛滿載貨物的汽車全部被淤埋，數人死亡，中斷交通長達7個月之久，經濟損失上億元(朱平一等，2000)。2000年4月9日晚，西藏林芝地區波密縣易貢藏布河發生巨型高速滑坡，形成體積約2.8億～3.0億m3的滑坡堰塞湖，嚴重威脅湖區4000多人的生命安全，并沖毀通麥大橋，中斷318國道(殷躍平，2000)。 3.冰川作用強烈，動力地貌發育 由于各種內外動力作用的共同影響，川藏交通廊道地區地貌不斷演變，區內地貌類型發育齊全。在高寒山區，冰川作用明顯，冰磧臺地、冰磧湖與冰川冰緣地貌分布廣泛。由于氣溫及降水的相態變化，冰磧物發生凍脹、熱融，基巖或土體發生膨脹，致使基巖沿裂隙破碎崩解，為山地災害的發生提供了充足的物源。特別在現今氣候變暖的背景之下，高寒山區氣溫升高趨勢明顯，現代冰川活動更加劇烈。廊道地區分布有數量眾多的冰磧湖，在冰舌斷裂、冰湖岸坡崩塌等因素的觸發下，形成的涌浪會對冰磧壩產生強烈的沖擊破壞作用，常常導致冰磧壩潰決。自20世紀30年代以來，西藏地區共有18處冰磧湖發生了27次潰決，大部分冰湖都屬于瞬時部分潰決或全部潰決，峰值流量大部分超過了1000m3/s。冰湖潰決后，常常形成山洪、泥石流、滑坡等次生山地災害。1988年7月，米堆溝光謝錯終磧湖潰決，形成大規模泥石流，席卷溝內村落及農田，堵塞帕隆藏布，沖毀川藏公路，毀壞72輛車，影響波及波密縣城，斷道堵車一年之久(李德基和游勇，1992)。 圖1.2川藏公路南線地形起伏示意圖 表1.1川藏公路沿線(由東至西)山系及主要山嶺埡口統計表山系走向山脈山嶺埡口海拔/m橫斷山近南北向大雪山沙魯里山芒康山寧靜山他念他翁山伯舒拉嶺折多山(G318線)4298高爾寺山(G318線)4412剪子彎山(G318線)4659卡子拉山(G318線)4718海子山(G318線)4685雀兒山(G317線)5050雪季拉山(G317線)4412埃拉山(G317線)4260宗拉山(G318線)4139拉烏山(G318線)4338覺巴山(G318線)3908東達山(G318線)5130業拉山(G318線)4618安久拉山(G318線)4468喜馬拉雅山近東西向色季拉山(G318線)4720念青唐古拉山近東西向米拉山(G318線)5013 1.3地 質 條 件 川藏交通廊道地處印度板塊與歐亞板塊相互碰撞的匯聚帶附近。新生代以來，受印度板塊向北東強烈推擠與青藏高原地殼物質向南南東強力楔入的疊加作用，該區整體產生強烈的垂直差異運動，塊體邊界斷裂發生強烈的水平剪切錯動，形成了復雜的構造格架(尹安，2001；Tapponnier，2001)。該區是我國現代地殼*為活躍的地區，同時橫跨南北地震帶與青藏高原地震區，地震活動十分頻繁，烈度高，不良地質現象呈片狀分布。 1.3.1大地構造與區域構造單元 川藏交通廊道區域處于印度板塊與歐亞板塊相互碰撞的接觸帶北東側。相對剛性的印度板塊持續往北北東方向強力推擠，使得北側的大洋地殼相繼消減閉合、大陸地殼相互碰撞結合，形成復雜的陸殼地塊匯聚-嵌合構造。與此同時，板塊碰撞帶北側相對塑性的青藏地區強
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