奎屯河綜合治理工程區(qū)地質災害危險性預測與評價

田澤鑫

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，新疆 烏魯木齊市 830000）

1 工程區(qū)概況

奎屯河綜合治理工程區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)天山北麓準噶爾盆地西南緣，地理位置介于東經84°30′～ 85°00′，北緯44°00′～44°20′，行政轄屬塔城地區(qū)烏蘇市境內。擬建項目屬天山北坡中高山區(qū)，地質災害發(fā)育強烈，地形起伏較大，地形與地貌類型較復雜，出露的地層巖性種類較多，場地地質構造復雜，未見構造近期活動的跡象，工程地質和水文地質條件較好，人類工程活動對地質環(huán)境破壞強烈；由此判定工程區(qū)地質環(huán)境條件復雜程度為復雜，確定本次地質災害危險性工程工作級別為一級工程。

2 地質災害發(fā)育類型與特征

根據本次地質災害調查，評估區(qū)地貌為中山區(qū)、低山區(qū)、山間洼地及低中山區(qū)的河谷四種地貌。

通過野外實地調查，工程區(qū)內地層巖性主要為基巖和含土砂卵礫石，基巖產狀多與邊坡呈順向坡，局部呈逆向坡；含土砂卵礫石稍密，在5處滑坡處存在多梯級的滑動面，多為拉裂式裂隙；溝谷形態(tài)呈“U”型和“V”型，溝谷內植被較為發(fā)育，泥石流發(fā)育一般；工程區(qū)內無地下采礦活動和巖溶等形成的地下洞室，因此不具備地面塌陷災害的形成條件；該區(qū)未對地下水進行開采，不具備因為大量抽汲地下水引發(fā)地面沉降災害的形成條件。

在本次外業(yè)調查中，工程區(qū)發(fā)育地質災害點共37處，地質災害類型主要為崩塌、滑坡和泥石流三類；工程區(qū)內崩塌和滑坡較為發(fā)育，呈點狀分布，泥石流一般發(fā)育，主要位于奎屯河右岸，已發(fā)生崩塌15處，滑坡5處，泥石流17處。未發(fā)現地面塌陷、地面沉降和地裂縫等地質災害，工程區(qū)內在現狀條件下崩塌和滑坡較為發(fā)育，泥石流一般發(fā)育，地面塌陷、地面沉降和地裂縫等地質災害不發(fā)育[1]。

3 地質災害危險性預測評價

3.1 評價區(qū)域的確定

野外地質災害調查對工程西側按工程安全保護距離300m確定，東側以泥石流對工程影響范圍為邊界，工程東側500~1000m，主河道上下游向外擴500m的范圍，評估區(qū)面積24.59km2。工程地質測繪比例尺1:5000，順工程軸線方向布置1條地質測繪剖面，對工程有影響的地質災害體進行控制，然后對地質災害體進行逐個地質調查。

3.2 地質災害危險性預測評價

層次分析法能將不確定問題轉化定量化的分析過程，通過將各種因素層次化處理，并分步比較因素之間的多種關聯關系，為地質災害危險性預測與評價提供定量依據[2]。對于工程區(qū)而言，通過運用層次分析法確定影響地質災害的主要因素。

3.2.1 選取評價因子

評價因子能夠全面反映地質災害的主要影響因素，主要選取巖土物性、土體結構、人類活動、地質構造、地表水和地下水、地質災害發(fā)育程度等作為主要的評價因子。

3.2.2 建立層次分析法模型

系統(tǒng)層次結構由目標層、準則層和方案層構成，層級結構其實是由若干結點所連接的樹，上一層次的結點變量受下一層次若干結點變量共同影響和決定，層次分析的目的就是通過分析重要程度找到關鍵性的風險因子，詳見圖1。

圖1 層次分析法模型

3.2.3 確定判斷矩陣和權重

筆者采用1~9標度法進行影響評價因子的兩兩比較，得出判斷矩陣，詳見表1，并根據式（1）~（2）進行一致性和隨機性檢驗，求得評價因子在求和法與求根法下的權值，并將兩者的均值作為各評價因子權重。

式中：λmax—矩陣的最大特征值，n—矩陣階數；CI—一致性指標。

式中：RI—隨機一致性指標，此處n=6，故取RI=1.24。

表1 地質災害危險性預測判斷矩陣

當所求CR＜0.1，則表明判斷矩陣一致性符合要求，而當CR≥0.1，則應對判斷矩陣進行修正，直至CR＜0.1。本工程地質災害危險性預測判斷矩陣CR＜0.1，符合一致性要求。

表2 評價因子權重值

根據表2評價因子權重的計算結果可知，各風險因素重要度的排序為：巖土物性＞土體結構＞工程影響＞地表水和地下水＞歷史災害發(fā)育。

3.3 危險程度級別及危險性分區(qū)

根據國土資源部發(fā)《地質災害危險性評估技術要求（試行）》中地質災害危險性評估分級標準表（表3）進行工程區(qū)地質災害危險程度級別的評價。

表3 地質災害危險性評估分級表

在危險程度現狀評估和預測評估的基礎上，評估區(qū)的地質環(huán)境條件復雜，緊密結合評估區(qū)的地質災害發(fā)育程度和地質災害危害程度，依據以上分析與要求對每個地質災害點的危險性進行預測評估與綜合評估，并對評估區(qū)地質災害危險性進行綜合預測評價分區(qū)[3]。本次評估區(qū)面積24.59km2，依據以上原則和方法將評估區(qū)圈出地質災害危險性中等區(qū)（Ⅰ）和地質災害危險性小區(qū)（Ⅱ）兩個區(qū)。

3.3.1 地質災害危險性中等區(qū)

地質災害危險性中等區(qū)分為4個區(qū)：由HP1和HP 2組成了1個區(qū)，B09組成了1個區(qū)，HP4和B13組成了1個區(qū)，N17和B12組成了1個區(qū)。主要分布于引水隧洞的上段和下段，面積為6.99 km2，占總面積的28.4%。區(qū)內發(fā)育崩塌帶地質災害9處、滑坡地質災害點3處、泥石流地質災害點2處。HP1、HP2、HP4和B09、B13、N17現狀評估為危害程度中等，危險性中等，其余為危害程度小，危險性?。活A測評估擬建工程引發(fā)或加劇和遭受地質災害災害的危害程度小，危險性小；區(qū)內的地質災害對G217和過往車輛以及河道構成威脅，綜合評估該區(qū)為地質災害危險性中等區(qū)。

3.3.2 地質災害危險性小區(qū)

評估區(qū)中危險性中等區(qū)以外的大部分區(qū)域，面積為17.60km2，占總面積的71.6%。區(qū)內發(fā)育崩塌帶地質災害6處、滑坡地質災害點2處、泥石流地質災害點15處?，F狀評估結果：三類地質災害危害程度小，危險性??；預測評估擬建工程引發(fā)或加劇和遭受泥石流災害的可能性小，危險性小，綜合評估該區(qū)為地質災害危險性小區(qū)。

4 結論

文章運用層次分析法對奎屯河綜合治理工程區(qū)地質災害危險性進行預測與評價，根據地質災害危險性評估結果，評估區(qū)內地面塌陷、地面沉降和地裂縫等地質災害不發(fā)育，發(fā)育崩塌、滑坡、泥石流災害。針對各區(qū)發(fā)育的不同地質災害類型及其發(fā)育特征，結合綜合治理工程建設特點，從預防為主的原則出發(fā)，在工程建設的設計、施工以及建成后運營階段采取相應措施。