根據評價指標體系建立和運行的基本原則,滇藏鐵路麗江至香格裏拉段工程地質條件評價指標體系可分為總體目標層、約束層(壹級指標層)、評價指標層(二級指標層)、對象層(評價對象層)四個層次(圖13-9)。
(1)總體目標層目標層是表達鐵路工程建設適宜性的系統分析的最高層次。本次分析的總體目標是確定研究區工程地質條件的劃分。
(2)約束層根據影響鐵路工程建設的邏輯關系,劃分地形坡度、工程地質巖組、邊坡結構、地質災害發育程度、潛在地震源區、活動斷層發育、微地貌類型(地形與鐵路設計高差)、人類工程活動、降水(主要考慮垂直降水差異)等因素。,並分別考慮它們對總體目標的影響,構成約束層。
(3)以約束層為基礎,將評價指標層分為< 15、15 ~ 25、25 ~ 35、35 ~ 45和> 45五個指標層。斜坡結構分為順坡和反坡。
(4)對象層這是系統分析的最低層。本研究將工程地質條件劃分為目標層。
二、影響因素和指標權重的確定
在專家打分法的基礎上,運用層次分析法計算影響因素和評價指標的權重。具體來說,就是就影響鐵路工程建設的因素和指標向專家咨詢,由專家給出分數,然後將這些分數均質化,構造相關的判斷矩陣,求解得到影響因素和指標的權重。專家打分法在地質領域應用廣泛,主要是由專家分配評價指標的權重,計算專家對各指標權重打分的平均值,對有異議的指標進行多輪反饋,最終確定各評價指標的權重。以調查問卷的形式,向在本領域或地區具有壹定研究背景和經驗的專家發出調查問卷,最終篩選出9份有效問卷進行統計計算,計算出各評價影響因素和指標的重要性得分的平均值,用於層次分析法的權重計算過程。表13-3是在匯總專家評分的基礎上建立的因素判斷比較矩陣。
圖13-9滇藏麗江-香格裏拉段工程地質條件分區評價層次分析法模型
表13-3滇藏鐵路麗江至香格裏拉工程地質條件影響因素對比矩陣
經計算,λmax=10.369,CI=0.0410,RI=1.49,Cr = 0.0275 < 0.1,滿足壹致性準則。各影響因素的權重分布見表13-4。
表13-4滇藏鐵路麗江至香格裏拉段工程地質條件影響因素權重分布表
從權重分布表可以看出,活動斷層和地質災害的權重最高,其次是工程地質巖組。這三個因素是評價工程地質條件的基礎,是影響鐵路工程選址和建設的前提。地形坡度和斜坡結構是影響區域崩塌、滑坡和泥石流的重要條件,因此權重也較高;微地貌類型、人類工程活動和降水的權重差別不大。以上分析表明,專家打分法和層次分析法相結合確定的影響因素權重是符合客觀實際的。
在確定各影響因素權重的基礎上,對各評價指標層的權重進行了劃分和賦值(表13-5)。其中,活動斷裂指數是根據鐵路與活動斷裂的距離來分析的。不同距離範圍的權重見表13-6。數值表明其對鐵路工程地質條件的影響。數值越大,對鐵路工程建設越不利。
三。評估計算和結果分析
1.計算過程
利用ArcGIS軟件空間分析的空間信息重分類功能,根據評價指標的權重,賦予每個柵格文件不同的屬性類別。需要註意的是,由於ArcGIS中的格網值只能取整數值,而層次分析法計算的權重為小數數據,因此在計算過程中將權重放大1×104倍,網格疊加運算後將計算結果的網格文件乘以1×10-4,從而得到每個網格單元的工程地質穩定性。
利用ArcGIS軟件的柵格計算器功能,將10個柵格文件BD_slope、Rock_GRID、Str_GRID、Geohazard_GRID、地震_GRID、斷裂_GRID、高程_GRID、工程_GRID、雨水_GRID和到河流的距離對所有網格的權重求和,得到每個網格的工程地質穩定性指標值。
表13-5麗江-香格裏拉段工程地質條件評價指標權重計算結果
表13-6麗江-香格裏拉段活動斷層及鐵路距離因素權重賦值
根據計算結果,區內各網格的工程地質穩定性指標值分布在0.054-0.303之間(圖13-10),最大值為0.3029,指標值集中在0.08-0.23之間,平均值為0.15,標準差為0.034,變異系數為0.034。
圖13-10評價區工程地質條件指標值分布圖
2.結果分析
綜合考慮計算結果、野外地質調查和工程地質勘察資料,確定工程地質條件分區的指標閾值,將評價區工程地質條件劃分為四級(表13-7),在ArcGIS軟件平臺上自動生成工程地質條件分區網格圖。經過局部平滑和去噪處理,得到麗江至香格裏拉段鐵路規劃區工程地質條件計算成果圖(圖65433),各分區主要工程地質問題分析如下:
表13-7滇藏鐵路麗江至香格裏拉段工程地質條件分類標準
(1)工程地質條件較差。這種分帶主要分布在玉龍雪山東麓的文筆水庫-麗江市西側-玉湖-玉龍雪山-大居-哈巴雪山(古魯巴)-奧迪地帶,香格裏拉縣城附近和仁和-龍蟠地區也有小面積。影響這類地區的最主要因素是活動斷裂,明顯接近強活動斷裂,特別是在1 km範圍內,如玉龍雪山東麓、哈巴雪山中部地區。在許多斷層相交或接近相交的地區,工程地質條件也很差。如麗江縣城至文筆水庫壹帶處於幾條中強活動斷層的交匯處,該地區工程地質條件較差;地質災害發育帶、松軟的第四系土石、順向斜坡和坡度大於45°的地帶壹般位於工程地質條件較差的地區。此類分區約占評價區總面積的6.52%。
(2)工程地質條件差的地區主要分布在工程地質條件差地區的外圍。壹方面受活動斷層影響,多位於距活動斷層1 ~ 5 km範圍內;另壹方面,有些地區雖然距離強活動斷層不到1 km,如玉湖、古路壩附近,但由於地勢平坦或坡度平緩,工程地質巖組和邊坡結構良好,遠離溝壑影響,工程地質條件較差。此外,仁和西部虎跳峽鎮至哈巴雪山之間的斜坡發育帶工程地質條件較差,這些地區的斜坡構造因素起主導作用。這種分區約占評價區總面積的32.24%。
(3)工程地質條件壹般,多呈點狀、塊狀分布,主要分布在麗江市團山地區、拉市海地區、月亮坪-俄地地區、小中甸鎮-碧古阿熱地區、納帕海地區。這類工程地質條件多位於中等活動斷裂和弱活動斷裂的影響範圍內,靠近河谷水系,地質災害較為發育,地形坡度較小,斜坡結構壹般。此類分區約占評價區總面積的32.45438+0%。
(4)工程地質條件良好。這種分帶主要分布在虎跳峽鎮、團山-文化村、安南地區和阿海北部地區四個地帶,在研究區其他地區僅零星分布。這類地區遠離活動斷裂帶,地質災害不發育。工程地質巖層主要為堅硬的中厚層狀砂巖板巖、玄武巖巖層和堅硬的塊狀碳酸鹽巖巖層,地形坡度壹般小於15,邊坡結構較好,主要為橫坡、反坡和平坡。這種分區約占評價區總面積的28.83%。