独库G217巩乃斯至库车段崩塌灾害分布及风险评估

白奇玉，王 斌

(1.石河子大学水利建筑工程学院，新疆 石河子 832003；2.新疆交通规划勘察设计研究院有限公司科技研发中心，新疆 乌鲁木齐 830006)

0 引言

独库公路亦称G217国道，北起于克拉玛依独山子南至阿克苏库车，横穿天山山脉，全长561 km，是连接北疆与南疆的一条重要公路干线，如图1所示。该公路的修建大幅度缩短了南北疆的里程。独库公路不仅是国家规划西部重点公路建设的组成部分，而且也是国防公路网中的重要组成线路，此外也促进了民族的交流与团结，因此在政治、经济和国防上都拥有至关重要的作用。但是由于该公路所处区域地质条件复杂，成为地质灾害多发区，泥石流、崩塌、滑坡、沉陷塌陷以及水毁均有发生，其中崩塌最为严重，尤其是独库公路的巩乃斯段至库车段发生的崩塌灾害，占整段公路的60%以上。因此，本文着重分析该段崩塌灾害的成因以及分布规律，并采用模糊层次分析法(FAHP)对崩塌灾害进行风险评估，为G127国道的养护与防治提供依据。

1 研究区概况

天山地槽褶皱系地质构造复杂，断层、褶皱众多，岩石种类丰富。独库公路巩乃斯至库车段(K774～K1080)经过两个高山达坂，分别为拉尔墩和铁力买提，中天山构造带在拉尔墩达坂南坡通过，南天山山前深断裂带在铁力买提达坂南坡库尔干附近通过。该地段的岩性多为砂岩、泥质灰岩、砾岩以及大理岩、石英片岩，大体以沉积岩和变质岩为主，风化程度从中等到严重，原生节理与次生节理均存在。独库公路巩乃斯至库车段(K774～K1080)气候条件由于地貌不同，依次经过温带半湿润区、寒温带亚干旱区以及暖温带干旱区。其中K774～K820段在拉尔墩达坂附近属温带半湿润区，植被茂密、边坡多数与路面的夹角垂直，局部倒倾，降雨特点是雨量大，历时短，年降水量在500～900 mm之间，春夏季降水量占全年72%；K820～K905段穿过巴音布鲁克大草原属寒温带亚干旱区，该路段的海拔在2 000～3 500 m左右，年降水量250.0～300.0 mm，全年以夏季6～7月的降水量最多。K905～K1080段穿过铁力买提达坂属暖温带干旱区，区内以5-8月降水量最集中,占年降水量60%～70%，秋冬季山上积雪，冰川终年不化，自然环境条件恶劣，物理风化作用强烈，崩塌碎落十分发育[1-2]。因此，该路段因崩塌对公路造成的破坏远远多于其它地质灾害。

图1 独库公路的巩乃斯段至库车段位置图

2 崩塌分布特征及成因

2.1 崩塌的分布特征

独库公路的崩塌灾害最主要的特征就是重复性。由于山路海拔高且蜿蜒，翻越高山达坂时公路所呈现出之字形，因此某一区域内路段的地质结构基本相同，边坡的岩性及节理裂缝发育规律也较为近似，从而某段的崩塌灾害重复出现，对公路造成严重破坏。

独库公路巩乃斯段至库车段沿线的崩塌主要集中在三大段，分别是拉尔墩达坂(K778～K804)、铁力买提达坂(K918～K942)以及天山龙池风景区(K951～K967)附近。其中，拉尔墩达坂附近的崩塌点为66处，该段约27 km的路段中有约8.4 km的路段发生不同程度的崩塌，占该段总长的31%左右，部分崩塌点对坡面采取防治措施，边沟与暗沟有不同程度的堵塞与破损；铁力买提达坂附近的崩塌点为61处，该段24.3 km的路段中有约16 km的路段发生崩塌，占该段总长的66%左右，此段崩塌点虽较密集但危险程度较低，挡墙对落石和碎石起到支挡作用，效果良好；天山龙池风景区附近的崩塌点为44处，该16.6 km的路段中有约10.6 km的路段发生崩塌，占该段总长的64%左右；其余崩塌点相比较于上述三处典型的崩塌段来说，分布较为零星。

2.2 崩塌成因分析

该段公路沿线的崩塌大部分发育在坡度大于70°，坡高为15～40 m的边坡上，崩塌物以块状和碎裂结构为主。导致边坡发生破坏的因素不是单一的，而是内在因素与外在因素共同引起的。本文将从岩性、坡形、斜坡结构、气候四个方面分析崩塌的成因。

2.2.1 岩性

根据沿线崩塌岩土的形成条件和特征，把沿线的岩性分为沉积碎屑岩组、碳酸盐岩组、喷出岩组、侵入岩组、层状变质岩组和其他变质岩组。

岩性是影响崩塌的直接因素。根据沿线崩塌的统计数据分析，独库公路巩乃斯至库车段(K774～K1080)沉积碎屑岩造成的典型崩塌约为35处，整体路段占比51%，由于沉积岩的层理构造易形成滑动面，因此发生崩塌的可能性较大。层状变质岩造成的典型崩塌约为25处，整体路段占比36%，由于多次的构造运动产生褶皱、断裂等地质构造，变质岩的岩体较为破碎易形成碎石崩塌；喷出岩造成的典型崩塌约为2处，整体路段占比3%；侵入岩造成的典型崩塌约为3处，整体路段占比4%；碳酸盐岩造成的典型崩塌约为2处，整体路段占比3%；其它变质岩造成的典型崩塌约为2处，整体路段占比3%。

3.2.1 A灾害发生频次

崩塌与地形地貌也有着密不可分的关系。海拔高，山势陡峻的地区成为崩塌灾害发生的密集段，一方面是海拔高的地区气候变化复杂，另一方面由于山势陡峻，边坡高耸且稳定性差，进而形成临空区，为崩塌的发生创造有利的条件。根据沿线崩塌的统计数据分析，第一，斜坡坡度与形成崩塌的灾害点成正比，坡度越陡崩塌越多，地势平坦的地区很少有崩塌发生。第二，高度在15 m以下的边坡，发生的崩塌规模均较小，对公路及沿线设施造成的破坏不大，路面常有崩塌落石影响交通；第三，高度在15～40 m的边坡上发生的崩塌最多，路面和附属设施受损严重，甚至会造成车毁人亡的惨剧；第四，高度大于40 m的边坡由于其岩性极不稳定，公路选线时会尽量避开选择绕行，且大部分超过40 m的高边坡都有防护措施，最为常见的措施为SNS柔性防护系统、挡墙、砼护坡等。

2.2.3 斜坡结构

根据对公路沿线边坡的岩体结构调查，可将该研究段的岩体结构分为块状结构、层状结构、碎裂结构及散体结构。斜坡结构分为顺向坡、横向坡及逆向坡。

1)整体块状结构

整体块状结构岩体可分为整体结构与块状结构，二者岩性均较单一，该路段多以沉积岩和变质岩为主，K924+730～K924+900段崩塌如图2(a)、(b)所示呈现的岩体结构为块状结构，形状丰富，由菱形块、锥体及楔形等结构组成，岩性为灰岩属沉积岩，坡体结构为反向坡，节理裂隙贯通，坠落后易形成空腔，岩体极不稳定，此处发生崩塌的风险较大。

图2 块状结构

2)层状结构

层状结构岩体其亚类又分为层状与薄层状，其区别在于薄层状的层厚小于30 cm且在构造作用下岩体各层之间的错动与变形严重， K974+530～K974+850段崩塌如图3(a)、(b)所示呈现的岩体结构为薄层状，坡体结构为横向破，岩性为板岩属层状变质岩，有软弱夹层，节理贯通且局部空腔，坡脚有堆积物，对公路和其沿线附属设施造成一定风险。

图3 层状结构

3)碎裂结构

（1）探区优选。目标区选择遵循三条原则，即对区域层序地层、沉积体系和储层分布规律认识清楚；油藏基本达到含油叠合连片；具有一定的储量规模能够取得较好的经济效益。为准确选区，需要开展精细层序地层及沉积体系研究、砂体分布规律研究、油气成藏条件评价、有利含油区块对比与选择4方面的研究工作，在此基础上最终确定精细勘探有利区块。

4.3.4 允许联户申报。对于一些规模小，贷款或担保抵质押物不足的项目，如果几个经营主体连片经营并达到一定规模，允许多个经营主体形成联合体进行联合申报，以一家为贷款主体。

上述的三个因素可以归为内在因素，而气候则为外在因素，暴雨与冰冻是崩塌灾害的主要诱发原因。该研究区发生崩塌的区域集中在高寒地区，气候恶劣，降雨主要集中在春夏季，岩体经过暴雨的多次冲刷，一方面雨水入渗裂缝而产生孔隙水压力推动岩体增加下滑速度；另一方面雨水进入裂隙后，导致抗剪强度降低。而高寒地区另一气候特征就是昼夜温差极大，秋冬季成为季节性冰冻区，在此基础上渗入裂隙中的水凝结成冰体积膨胀10%左右，促进裂缝发育，即冰劈作用。

图4 碎裂结构

4)散体结构

散体结构岩体由泥、岩粉、碎片岩、碎岩块等组成，节理劈裂密集，在降雨后掺杂泥土和碎石块易形成堆积体，呈松软状。K951+100～K951+200段崩塌如图5所示造成坡脚碎石堆积，部分修筑支挡设施，未修筑段在降雨条件下边坡到达极限稳定状态，易对公路边沟造成堵塞，雨水浸泡路面造成水毁。

图5 散体结构

2.2.4 气候

碎裂结构岩体构造破碎且复杂，岩体完整性差，碎屑形状大小不一，结构面贯通，K788+900～K789+020段崩塌如图4(a)、(b)所示呈现的岩体结构为碎裂结构，岩性为花岗岩属侵入岩，表面风化严重，节理裂隙发育，结构疏松，棱角较为突出，易发生小型崩塌落石，对行车安全有一定影响。

沿裂隙面冻融风化变形剥落式崩塌作为一种崩塌模式，在该研究段也较典型，崩塌规模大，破坏严重是其主要特点。冻融风化初期构造裂隙微张，但对于岩体的结构暂无影响；随着降雨和降雪渐渐渗入裂隙，在冻结过程中产生冻胀力，发生细微冰劈作用。由于春夏季为暴雨期，水会不断渗入裂隙造成构造裂隙进一步扩大；在冰劈作用扩大的同时临空面的落石也会进入裂隙，循坏往复，形成主裂隙构成危岩体，随后岩体被劈开发生倾倒。

图6 冻融滑移崩塌 图7 顺向坡(α>β)

另一种常见的崩塌模式为冻融滑移崩塌，该崩塌模式多发生于层状岩体结构的高边坡上，如图6所示，是由岩体冻融后产生滑动造成的崩塌，表现方式为浅层或表层岩体发生滑移。K975+350～k975+930段沿线边坡高且为顺向坡，弱面倾角α>坡脚β如图7所示，临空面大，此时斜坡的稳定性差，为崩塌造成有利条件。初期由于岩体自身因素和受各种风化影响，裂隙发育；随后裂隙逐渐扩张，渗入雨水或雪水后冻融加速，优势裂隙张开，加速风化；最后直至危岩体失稳，形成崩塌。

3.2.3 C灾害处置情况

3 基于模糊层次分析法(FAHP)的风险评估

3.1 基本步骤

考虑研究区特殊的环境地质条件，本文采用模糊层次分析法(FAHP)对独库G217巩乃斯至库车段崩塌灾害进行评价[3-6]。根据野外实地考察和掌握资料，将灾害发生频次、灾害历史危害程度、灾害处置情况及灾害发育程度作为本次风险评估的4个影响因子，层次结构模型如下图8所示。

由图3和表2可知，3种干信比对应的间歇采样重复转发干扰下脉压雷达获取的目标距离误差分别为-11，-12，-14 m，目标速度误差均为 -0.013 m/s，距离域和速度域均未对脉压雷达形成干扰，而多相位分段调制干扰下雷达获取的目标距离信息和速度信息均与真实目标信息间存在较大误差，形成了欺骗假目标。值得一提的是，随着干信比的提高多相位分段调制干扰下的MTD峰值幅度逐步增大，在30 dB和40 dB时，明显大于间歇采样重复转发干扰，即采用大干信比时多相位分段调制干扰的干扰能量利用率高于间歇采样重复转发干扰。在实验一的基础上，后面的实验均在干信比40 dB下研究两种干扰的遮盖效果。

图8 层次结构模型图

构建模糊判断矩阵A=(aij)n×n，且0≤aij≤1(i=1，2，…，n；j=1，2，…，n)，其性质有：

∀i(i=1，2，…，n)，aij=0.5

所有实验数据采用SPSS20.0统计软件进行分析处理。计量资料以均数±标准差表示，差异性检验采用t检验；计数资料以率表示，差异性检验采用卡方检验(Fisher确切检验)。P<0.05为差异有统计学意义。

∀i，j(1，2，…，n)，aij+aji=1

式中：aij表示影响因子xi相比于xj的重要程度。

患者麻醉生效后,用宫颈钳下拉宫颈暴露患者的阴道前穹窿,用金属导尿管将患者的膀胱排空并确定膀胱位置,于阴道前穹隆注入肾上腺盐水于膀胱宫颈间隙,将患者的膀胱与宫颈分离,切开阴道前穹隆,上推膀胱暴露剖宫产瘢痕处,运用探针确定并切除憩室和四周瘢痕组织,最后进行缝合。

总而言之，房地产行业发展对推动我国整体经济发展有着重要作用，降低房地产金融风险是当前解决房地产行业问题的重中之重。因此，实施有效的房地产金融风险管理及应对策略，开拓多元化的融资渠道，加强政府宏观调控，建立并落实个人信用制度，从各个方面将房地产金融风险降到最低，保证房地产行业健康有序的发展。

表1 崩塌风险评估指标权重系数

3.2 判断标准

2.2.2 斜坡坡度

某一段崩塌点发生崩塌的次数越多，则再次发生崩塌的可能性就越大，发生频次与岩质、坡体以及气候等因素都有一定关系，因此根据公路管养数据统计近十年灾害发生的次数，将其分为四个等级，发生次数依次为0次、1～2次、3～5次及大于5次，记为a1、a2、a3、a4。

慢性肺心病急性加重期患者多数处于低氧血症状态，可激活凝血反应链，导致呼吸衰竭和心力衰竭的发生［19］。ET‐1具有较强的缩血管作用，ET‐1增高可引起肺血管持续收缩，血管阻力增加，促进肺心病的发生［20‐21］。本研究显示观察组与对照组治疗后的血浆ET‐1含量显著低于治疗前（P＜0.05），观察组显著低于对照组（P＜0.05）。主要在于疏血通注射液能通过抗炎、促嗜酸性粒细胞增多及解痉等作用逆转气道重建，也可抑制血管成形术后内膜平滑肌细胞过度增生。有研究表明疏血通注射液能通过增强NO生物合成直接扩张血管，减轻血管炎症反应，降低ET‐1水平，从而促进病情缓解［22］。

3.2.4 D灾害发育程度

“妮妮你真聪明，可是我刚才差一点就死了。我好像被那个秦王破阵乐带入了一个战阵里，在我前面的人都死了，断头的，断手脚的，开肠破肚，血流到我的靴子，突厥人的箭，蝗虫一般迎面飞过来，在射到我身体之前，忽然又停下来，掉进我面前的沙土里。我明白过来，这些都是假的，可是这比真正发生的事情，还要真实很多倍！”上官星雨脸色苍白，脸上是虚弱的微笑，她强迫自己镇定下来，去看她另外一只手牵住的吴耕，却发现，刚才吃到桃花的吴耕昏沉沉背靠着石柱，双耳双眼与口鼻上，都有淡淡的血痕。

3.2.2 B灾害历史危害程度

工程防治措施可以有效地防治崩塌，但根据沿路的勘探发现部分崩塌点的防护措施已经损坏，无法起到防治作用，因此将崩塌点的处置情况也纳入判断标准，将其分为三类：已处置修复(c1)正在处置修复(c2)和未处置修复(c3)。沿路常见的防治对策有设置棚洞或明洞，人工清除及爆破清除，SNS柔性防护网，设置支挡设施即挡墙和护坡墙等。

灾害历史危害程度概括为两个方面：处置修复时间与经济损失，具体如表2所示。

灾害发育程度以危岩体体积、裂缝宽度、破面变形程度等作为主要因素进行等级划分，具体如表3所示。

(2)算法1的6～16行是差分隐私保护的实现.对每一个用户u，生成一个Laplace噪声变量o(第14行)，其中Δ为最高评分与最低评分之差.ALS求解用户特征矩阵P的式(10)变为

表2 灾害历史危害程度分级及表述

表3 灾害发育程度分级及表述

最终，得到上述四个影响因子的分级及表述特征的总体情况，将其列为表4，如下图所示。

本文选取青海湖北部刚察、西北部天峻、西南部茶卡、南部共和1961～2010年和东部海晏1976～2010年逐月降水量和≥0.1、1.0、5.0、10.0mm的降日数资料(图1)。按12～2月为冬季，3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季生成逐季序列和年序列。

（1）自动焊具有较小的焊接热输入，焊接过程相对稳定，焊接变形控制易于手工焊，焊缝轴向收缩量小于手工焊，在50%焊缝厚度前，焊接热循环对焊接变形影响较大，随着焊缝厚度的增加，焊接热循环对焊接变形的影响减弱。

表4 崩塌风险判别表

3.3 风险分级

风险指数(CRI)采用公式：

(1)

式中：CRI为某一崩塌点的风险指数；E为该点所对应指标的分值；W为某个影响因子的权重。

废水[15- 16]取自广东东莞的一家造纸厂废水处理车间，测量数据显示了好氧段废水的工况。如图2所示，数据包含170个样本点，8个废水变量，其中左边纵坐标分别代表的是进水化学需氧量(CODinf)、出水化学需氧量(CODeff)、进水悬浮固形物(SSinf)、出水悬浮固形物(SSeff)；右边纵坐标表示流量Q(104 m3/d)、pH值、温度T(℃)和DO(mg/L)。其中，把CODeff和SSeff作为输出变量。在MATLAB中分析处理170个样本数据，将前140个样本数据作为训练集，后30个样本数据作为测试集。

采用自然间断点法，将风险点风险等级分为4个等级，风险指数的范围为25～100，如表5所示。

表5 风险点风险等级

通过计算最终得出独库公路巩乃斯至库车段(K774～K1080)276处风险点中，一级(重大)的风险点共有13段，约占总数的4.7%；二级(较大)的风险点共有40段，约占总数的14.5%；三级(一般)的风险点共有208段，约占总数的75.4%；四级(低)的风险点共有15段，约占总数的5.4%。结合在研究区的现场实地调查与分析，统计出一级风险点的总长度约为1.64 km；二级风险点的总长度约为6.49 km；三级风险点的总长度约为45.1 km；四级风险点的总长度约为2.8 km，具体如图9所示。

拉尔墩达坂 铁力买提达坂 天山龙池风景区 (K778～K804) (K908～K953) (K951～K985)图9 研究区灾害点风险等级图

4 结语

通过对独库公路那拉提至库车段(K774～K1080)崩塌灾害点的分析，得到以下结论：

(1)通过对该路段的实地考察统计出：拉尔墩达坂附近的崩塌点为66处，占该段(K778～K804)总长的31%左右；铁力买提达坂附近的崩塌点为61处，占该段(K918～K942)总长的66%左右；天山龙池风景区附近的崩塌点为44处，占该段(K951～K967)总长的64%左右；其余分布较为零星。

(2)该段公路的崩塌灾害点主要集中区域的崩塌成因从岩性、斜坡坡体、坡体结构及气候四个方面分析，该路段的崩塌以沉积碎屑岩、层状变质岩为主，多分布在坡高为15～40m的陡坡路段，块状结构的崩塌对公路造成的影响最大。该区域气候环境复杂，断层与褶皱众多，经历冻融风化，裂隙间产生的冻胀力将进一步促进发育，为崩塌创造了有利条件。

(3)结合模糊层次分析法(FAHP)对该路段沿途的崩塌段进行风险分级，将灾害发生频次、灾害历史危害程度、灾害处置情况及灾害发育程度作为影响因子，计算得到：通过计算最终得出独库公路巩乃斯至库车段(K774～K1080)276处风险点中，一级(重大)的风险点共有13段；二级(较大)的风险点共有40段；三级(一般)的风险点共有208段；四级(低)的风险点共有15段。