公路地質(zhì)災(zāi)害的分析及防御文獻(xiàn)綜述

(重慶交通大學(xué)土木學(xué)院 重慶 400070)

一、公路地質(zhì)災(zāi)害分析

公路工程需要跨越不同的地形地貌單元及地質(zhì)環(huán)境，不可避免受到各種地質(zhì)災(zāi)害的威脅及潛在多種災(zāi)害因素的影響；另一方面，公路建設(shè)工程活動(dòng)反過來也會(huì)在一定程度上改變沿線地質(zhì)環(huán)境，可能新產(chǎn)生一系列地質(zhì)災(zāi)害。自然界內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害(如滑坡、崩塌、泥石流等)，主要由自然地質(zhì)原因引起，但也與公路工程等人類活動(dòng)相互聯(lián)系、相互影響，進(jìn)而直接影響到公路的建設(shè)和安全運(yùn)營(yíng)。所以為了防止地質(zhì)災(zāi)害對(duì)公路造成不必要的傷害，我們分別發(fā)展了公路地質(zhì)災(zāi)害管理系統(tǒng)，公路地質(zhì)災(zāi)害的識(shí)別系統(tǒng)的研究開發(fā)和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃的研究以及大量的公路地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估。從這些方面來有效的減少和防止地質(zhì)災(zāi)害對(duì)公路建設(shè)的破壞，最大程度的減少安全事故。

二、分別說明各種方法

(一)公路災(zāi)害系統(tǒng)的開發(fā)研究

(1)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)：通過對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的回顧與分析，綜合公路災(zāi)害管理的特性，根據(jù)公路災(zāi)害管理系統(tǒng)的功能需求和非功能需求，為設(shè)計(jì)通用的、易用的、可擴(kuò)展的公路災(zāi)害管理系統(tǒng)提供總體結(jié)構(gòu)，同時(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)的安全管理設(shè)計(jì)和主界面設(shè)計(jì)。

(2)公路災(zāi)害數(shù)據(jù)庫：合災(zāi)害管理系統(tǒng)的具體框架，進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)和邏輯設(shè)計(jì)，將災(zāi)害數(shù)據(jù)納入災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，以便為系統(tǒng)的建立提供更為詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息。

(3)系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)：在總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)下，通過對(duì)各模塊的設(shè)計(jì)與開發(fā)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)框架的可行性。對(duì)災(zāi)害管理系統(tǒng)中關(guān)鍵的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)它所應(yīng)具備的基本功能、開發(fā)環(huán)境、開發(fā)方法等進(jìn)行全面的分析，為災(zāi)害管理系統(tǒng)的開發(fā)提供最基本的保證。對(duì)已實(shí)現(xiàn)的模塊通過具體的實(shí)例分析和演示，驗(yàn)證災(zāi)害管理系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)便性及可行性。

(二)災(zāi)害區(qū)域劃分

公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃研究的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:

(1)區(qū)劃目的。區(qū)劃目的的定位影響到區(qū)劃服務(wù)目標(biāo)。區(qū)劃任務(wù)的確定,也影響到區(qū)劃方法的選擇，公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃目的基本定位為服務(wù)于公路建設(shè)全過程,并以滑坡、泥石流、巖溶塌陷和地震對(duì)路基、路面影響為主,兼顧其它,合理確定公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃的需求以及區(qū)劃的服務(wù)內(nèi)容。

(2)區(qū)劃原則。區(qū)劃原則是進(jìn)行區(qū)劃工作的基本指導(dǎo)準(zhǔn)則。遵從什么樣的區(qū)劃原則,便決定了能選擇什么樣的區(qū)劃指標(biāo),采用什么樣的區(qū)劃方法和區(qū)劃步驟,達(dá)到什么樣的區(qū)劃結(jié)果，通過現(xiàn)有公路自然區(qū)劃、自然地理區(qū)劃、災(zāi)害區(qū)劃及有關(guān)專業(yè)區(qū)劃的分析研究,結(jié)合公路建設(shè)現(xiàn)狀和發(fā)展對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃的需求,確定公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃的原則和方法。

(3)區(qū)劃方法。區(qū)劃方法是指遵循一定的區(qū)劃原則,采用一個(gè)或多個(gè)區(qū)劃指標(biāo),對(duì)以公路地質(zhì)災(zāi)害為特征的區(qū)域進(jìn)行劃分的具體方法。論文主要采用自上而下和自下而上相結(jié)合的方法,利用先進(jìn)的GIS技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行快速的、準(zhǔn)確的空間分析和計(jì)算。

(4)區(qū)劃模型。公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃是極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算的數(shù)據(jù)量大,指標(biāo)之間、要素與公路地質(zhì)災(zāi)害之間的相互作用，相互影響關(guān)系十分復(fù)雜,沒有合理的計(jì)算理論與方法,就不可能建立符合實(shí)際情況的計(jì)算模型。

(5)區(qū)劃方案。公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃方案框架研究以多級(jí)區(qū)劃方案為主。根據(jù)影響公路建設(shè)的地質(zhì)環(huán)境及公路地質(zhì)災(zāi)害的普遍性和特殊性,在公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃層次體系，指標(biāo)體系研究的基礎(chǔ)上建立公路地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃方案構(gòu)架，系統(tǒng)發(fā)展方向進(jìn)行分析。

(三)識(shí)別系統(tǒng)的開發(fā)研究

對(duì)山區(qū)公路常見路基地質(zhì)災(zāi)害中崩塌、滑坡以及路基沉陷三種類型，運(yùn)用災(zāi)變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和路基工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的方法，開展了對(duì)路基地質(zhì)災(zāi)害的識(shí)別方法以及系統(tǒng)功能格構(gòu)的研究。

公路路基災(zāi)害識(shí)別系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:

(1)廣泛收集整理資料，依托“路基災(zāi)害防治技術(shù)推廣及應(yīng)用示范”課題，對(duì)所研究路基災(zāi)害的類型及其影響因素進(jìn)行劃分和總結(jié)。

(2)通過對(duì)公路災(zāi)害的調(diào)查、監(jiān)測(cè)和分析研究，確定公路路基地質(zhì)災(zāi)害的識(shí)別原則，在原則指導(dǎo)下研究現(xiàn)有常用的公路災(zāi)害識(shí)別方法及其適用條件，并對(duì)其識(shí)別指標(biāo)做進(jìn)一步的分析、歸納和篩選。

(3)研究路基地質(zhì)災(zāi)害自身存在的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理，并結(jié)合對(duì)路基工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)災(zāi)害的發(fā)生劃分三個(gè)階段，以此為基礎(chǔ)為公路路基地質(zhì)災(zāi)害識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)施方法，包括識(shí)別因子的選取、識(shí)別模式的選取、危險(xiǎn)等級(jí)的劃分等提供可靠的理論依據(jù)。.

(4)通過1、2、3項(xiàng)的工作，為路基地質(zhì)災(zāi)害明確劃分鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的三個(gè)階段，提出災(zāi)害3步驟較為完備準(zhǔn)確識(shí)別的模式，結(jié)合陜南公路災(zāi)害調(diào)查的實(shí)際情況提出了“路基地質(zhì)災(zāi)害識(shí)別系統(tǒng)”的識(shí)別因子、數(shù)據(jù)處理、空間分析及數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、功能模塊等格構(gòu)，為最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)路基災(zāi)害管理系統(tǒng)打下基礎(chǔ)，為以后的課題研究提供技術(shù)支撐。

(四)公路地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估

(1)網(wǎng)脈網(wǎng)絡(luò)法：網(wǎng)脈網(wǎng)絡(luò)是人們?yōu)榱颂幚泶罅康男畔⒗梅律鷮W(xué)原理在樹葉葉脈構(gòu)架的基礎(chǔ)上提出來的。其具有容錯(cuò)能力、學(xué)習(xí)能力、自我適應(yīng)性和非線性映射能力。由于網(wǎng)脈網(wǎng)絡(luò)不需要建立數(shù)學(xué)模型，而且有預(yù)測(cè)和辨識(shí)的能力，所以已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到信息和數(shù)據(jù)

(2)層次分析法：所謂層次分析法(Analytic Hierarchy Process)，是指將一個(gè)多目標(biāo)決策問題作為一個(gè)系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)(或準(zhǔn)則、約束)的若干層次，通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序，以作為目標(biāo)(多指標(biāo))、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法，稱為層次分析法。

(3)德爾菲法：德爾菲法是為了克服專家會(huì)議法的缺點(diǎn)而產(chǎn)生的一種專家預(yù)測(cè)方法。德爾菲法依據(jù)系統(tǒng)的程序，采用匿名發(fā)表意見的方式，即專家之間不得互相討論，不發(fā)生橫向聯(lián)系，只能與調(diào)查人員發(fā)生關(guān)系，通過多輪次調(diào)查專家對(duì)問卷所提問題的看法，經(jīng)過反復(fù)征詢、歸納、修改，最后匯總成專家基本一致的看法，作為預(yù)測(cè)的結(jié)果。這種方法具有廣泛的代表性，較為可靠。

三、結(jié)語

雖然現(xiàn)在我們?cè)诠返刭|(zhì)再放方面取得了很大的成就，但是仍有很多不足的地方，且很多亟待解決的問題，這需要我們?cè)谔剿鞯穆飞喜粩嘞蚯?，這樣才能發(fā)現(xiàn)新的技術(shù)為人類服務(wù)。這需要我們不斷的努力和奮斗，相信在不久的將來人們?cè)诠窞?zāi)害面前不在畏懼。