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滑坡災(zāi)害超前預(yù)判技術(shù)研究

文檔作者：邵鐵全①② 彭建兵①③ 劉云煥② 李喜安①②③ 文檔來(lái)源： ①長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院西安7 10054) (②長(zhǎng)安大學(xué)資源學(xué)院西安710054) (③西部地質(zhì)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年02月19日
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Journal ofEngineering Geology 工程地質(zhì)學(xué)報(bào) 1004—9665／2007／15(04)-0564-05
滑坡災(zāi)害超前預(yù)判技術(shù)研究
邵鐵全①② 彭建兵①③ 劉云煥② 李喜安①②③
(①長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院西安7 10054)
(②長(zhǎng)安大學(xué)資源學(xué)院西安710054)
(③西部地質(zhì)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西安710054)
摘要以地質(zhì)構(gòu)造控制論為理論核心，以地層、構(gòu)造、地形等要素的系統(tǒng)分析為指導(dǎo)，以滑坡的形成、演化及特征為對(duì)象，首
次提出了滑坡地質(zhì)災(zāi)害超前地質(zhì)預(yù)判的概念：滑坡災(zāi)害超前地質(zhì)預(yù)判主要是指在各級(jí)勘察工作前期，不借助任何勘探手段，
運(yùn)用各種超前地質(zhì)預(yù)判的方法，根據(jù)滑坡的地質(zhì)地貌特征確定滑坡的空間位置及滑坡類型，預(yù)測(cè)其未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r的一種技術(shù)
方法。以此建立了該技術(shù)的基本體系、判別方法及工作程序，并在陜南公路沿線地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查過(guò)程中進(jìn)行了初步應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 滑坡超前地質(zhì)預(yù)判 易滑序列 判別標(biāo)志
中圖分類號(hào)：P 642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
TECHNIQUE FoR PRE — ESTIMATIoN GEoLoGICAL IIAZARD oF
LANDSLIDE
SHAO Tiequan①②③ PENG Jianbing~ LIU Yunhuan~ LI Xi'an①②③
(①College ofGeology Engineering and Geomatlcs，Chang an Unive~iq，Xi an 710054)
(②College ofEarth Science and Resource Management，Chang’an 瑙 ， an 710054)
f~Key Laboratory of Western China s Mineral Resources and Geological Engineering，Ministry ofEducation，Xi an 710054)
Abstract The authors in this paper，according to the system analysis of stratum，constitution and landform，
through studying the form ation，the development and the characteristics of landslide，put forward the conception of
pre—estimating landslide firstly based on the geologic structure cybernetics．Th e pre—estimating system for land—
slide is a technical method，which can determ ine the space position and the type of landslide，and can pre—esti—
mating its developmental condition in the future without any exploration means，but according to all kinds of geolog—
ical pre—estimating methods and topographical features of landslide．Th e authors build the basic system ，the dis—
criminating method and the working procedure of this technical method．Th ey have applied this method to investiga—
ting the geological disasters along highways in Southern Shaanxi．Th is method has noboth theoretical an d practical
meaning．
Key words Landslide，Advance geological pre—estimating，Eely sequence，Discrimination marking
$ 收稿日期：2007一O1—05；收到修改稿日期：2007一O3—15．
第一作者簡(jiǎn)介：邵鐵全，主要從事工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與成礦等領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作．Email：stotto@163．com
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15(4) 邵鐵全等：滑坡災(zāi)害超前預(yù)判技術(shù)研究
1 引 言
工程地質(zhì)學(xué)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，取得了豐碩的
成果，孫廣忠提出的“地質(zhì)構(gòu)造控制論”為滑坡等地
質(zhì)災(zāi)害的超前地質(zhì)預(yù)判技術(shù)提供了可靠的理論基
礎(chǔ)，大批勘察與研究成果為滑坡的超前地質(zhì)預(yù)判提
供了實(shí)際依據(jù)。
斜坡變形破壞的地質(zhì)地貌條件包括地層性質(zhì)、
結(jié)構(gòu)構(gòu)造和地形地貌，這些條件是斜坡變形破壞的
內(nèi)部條件，其對(duì)斜坡變形破壞的發(fā)生、發(fā)展是必不可
少的，對(duì)斜坡的變形破壞起著控制作用。只有當(dāng)這
些條件具有“易滑”性質(zhì)時(shí)，斜坡才具備了變形破壞
的最大可能性 叫 。
1．1 易滑地層
易滑地層除了具有地層的特點(diǎn)外，最為重要的
特征是“容易滑動(dòng)” 。筆者認(rèn)為，易滑地層是指
具有一定層位的容易滑動(dòng)的一層或一組巖石，它可
以是固結(jié)的巖石，也可以是沒(méi)有固結(jié)的堆積物一土。
將我國(guó)主要易滑地層概括為土質(zhì)型、沉積巖型和變
質(zhì)巖型3大類及粘性土類土、黃土類土、碎石土、泥
巖、頁(yè)巖、泥灰?guī)r、片一板巖和碎裂巖等8小類。
易滑工程地質(zhì)巖組的基本類型為：粘性土巖組、
黃土巖組、碎石土巖組、砂巖泥巖巖組、砂巖頁(yè)巖巖
組、碳酸鹽巖泥巖巖組、碳酸鹽巖頁(yè)巖巖組、碳酸鹽
巖泥灰?guī)r巖組、片巖千枚巖板巖巖組、碎裂巖組等
10組；易滑工程地質(zhì)巖組的結(jié)構(gòu)類型為：一元結(jié)構(gòu)
形式和二元結(jié)構(gòu)形式，二元結(jié)構(gòu)形式進(jìn)一步分為：上
軟下硬型、上硬下軟型和互層型等3種形式。
1．2 易滑構(gòu)造
地層是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，構(gòu)造控制著地層
的展布。滑坡作為地殼表層的一種物質(zhì)移動(dòng)現(xiàn)象，
是由內(nèi)因和外因共同決定的，構(gòu)造是一個(gè)重要的內(nèi)
在因素。
筆者將易滑構(gòu)造厘定為與滑坡關(guān)系密切、容易
滑動(dòng)的構(gòu)造，包括易滑原生構(gòu)造和易滑疊加構(gòu)造兩
大類。易滑原生構(gòu)造主要有沉積巖地層的泥質(zhì)層面
和變質(zhì)巖地層的片一板狀構(gòu)造，其與易滑地層性質(zhì)
密切相關(guān)。泥質(zhì)層面是沉積巖地層中主要由泥質(zhì)成
分組成的層面，其物質(zhì)成分決定了泥質(zhì)層面是最為
易滑的一種構(gòu)造類型，層間錯(cuò)動(dòng)也往往是以泥質(zhì)層
面最為顯著；不整合面是一種特殊的泥質(zhì)層面；片一
板狀構(gòu)造是變質(zhì)巖型易滑地層特有的構(gòu)造類型，變
質(zhì)巖型易滑地層之所以易滑，很大程度上與片一板
狀造有關(guān)；易滑疊加構(gòu)造包括斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造。
斷裂構(gòu)造中斷層規(guī)模最大，其不僅伴生有規(guī)模不等
的易滑碎裂巖，而且斷層面的存在使之更易滑動(dòng)，斷
層的出現(xiàn)還代表著其派生構(gòu)造——節(jié)理及其他裂隙
的發(fā)育。較大規(guī)模的節(jié)理，當(dāng)其與地層產(chǎn)狀近于相
反時(shí)(走向一致，傾向相反)，有利于形成切層滑坡；
當(dāng)其以共軛形式產(chǎn)出且兩組節(jié)理交線傾向臨空面
時(shí)，則有利于形成楔形體滑坡；當(dāng)其在順向坡上與地
層近于直交產(chǎn)出時(shí)，往往構(gòu)成滑坡的邊界，而規(guī)模較
小的節(jié)理及其他裂隙由于數(shù)量較多，使巖體的完整
性大為降低，通過(guò)巖體完整性效應(yīng)而使巖體更為易
滑；當(dāng)其他條件類同時(shí)，向斜是易滑的褶皺構(gòu)造，背
斜只有在其轉(zhuǎn)折端派生節(jié)理發(fā)育時(shí)才會(huì)出現(xiàn)類似共
軛節(jié)理形成的楔形體滑坡及碎裂巖類滑坡。將我國(guó)
現(xiàn)今的地質(zhì)構(gòu)造單元概括為三種區(qū)域：坳陷區(qū)、褶皺
區(qū)和褶斷區(qū)。其中褶斷區(qū)褶皺強(qiáng)烈，斷裂發(fā)育，巖體
完整性相對(duì)較差，是滑坡最為發(fā)育的構(gòu)造單元。
1．3 易滑地形地貌
易滑地層和易滑構(gòu)造為滑坡的形成提供了最大
的可能性，但是地形地貌條件則是主要的基本條件。
將我國(guó)陸地地貌概括為山地、丘陵和盆地等3
大宏觀地貌單元。其中山地是最為易滑的宏觀地貌
單元。在山地地貌單元中，溝谷地貌，特別是河谷岸
坡是滑坡集中發(fā)育的細(xì)觀地貌單元。斜坡的表面形
態(tài)有凸形、凹形和直線形等形態(tài)類型，凸形坡最為易
滑，其次是直線坡，而凹形坡最不易滑；斜坡的結(jié)構(gòu)
類型首先有塊狀、層狀、碎裂和散體等4種基本類
型，碎裂和散體結(jié)構(gòu)屬于易滑結(jié)構(gòu)類型；根據(jù)層狀結(jié)
構(gòu)類型中地層傾向與坡面的關(guān)系，將層狀斜坡概括
為：順向坡、反向坡、橫向坡，其中順向坡最為易滑，
其次是反向坡，而橫向坡最不易滑。不同地區(qū)由于
地質(zhì)構(gòu)造及地貌特征的不同，形成滑坡的坡度和坡
高也有較大的差異，但總的看來(lái)，坡度在15。一60。、
坡高在100—300m的斜坡最易形成滑坡。一般情
況下，坡度不超過(guò)60。、坡高300m 以下阿斜坡，坡
度、坡高越大越容易形成滑坡。
2 超前預(yù)判的基本方法
超前地質(zhì)預(yù)判的基本方法是以“地質(zhì)構(gòu)造控制
論”為理論基礎(chǔ)，以“地質(zhì)地貌要素”為核心的一系
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566 Journal ofEngineering Geology 工程地質(zhì)學(xué)報(bào)2007
列判別方法，包括單要素地質(zhì)地貌預(yù)判法和綜合要
素地質(zhì)地貌預(yù)判法等兩大類。前者進(jìn)一步分為地層
預(yù)判法、構(gòu)造預(yù)判法和地形地貌預(yù)判法；后者進(jìn)一步
分為易滑要素疊加預(yù)判法、滑坡要素預(yù)判法和遙感
圖像預(yù)判法等。根據(jù)地層、構(gòu)造、地形地貌等要素的
易滑序列的分析，本著相對(duì)獨(dú)立、由宏觀到細(xì)觀的原
則，將地層、構(gòu)造、地形地貌等要素易滑序列分別概
括為4級(jí)17項(xiàng)、11項(xiàng)、7項(xiàng)(表1)，各級(jí)易滑序列適
用于不同尺度或精度的滑坡初步判別一斜坡易滑性
的判別。
表1 易滑要素疊加預(yù)判法主要判據(jù)一覽表
Table 1 The main evidence of the single factor superposition method
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l5(4) 邵鐵全等：滑坡災(zāi)害超前預(yù)判技術(shù)研究 567
綜合要素地質(zhì)地貌預(yù)判法是以單要素地質(zhì)地貌
預(yù)判法為基礎(chǔ)，對(duì)各單要素進(jìn)行綜合分析的一種判
別方法。易滑要素疊加預(yù)判法是將單要素判別分析
的結(jié)果在相應(yīng)尺度上進(jìn)行疊加，從而判別出宏觀上
的易滑區(qū)(帶、段)一較易滑區(qū)(帶、段)一不易滑區(qū)
(帶、段)及細(xì)觀上的易滑斜坡一較易滑斜坡一不易
滑斜坡，任何單因素分析結(jié)果都不能代表斜坡真實(shí)
的易滑性，但其是易滑要素疊加預(yù)判法的基礎(chǔ)，只有
經(jīng)過(guò)疊加判別才能真實(shí)地反映斜坡的易滑性(表
1)。
地形、構(gòu)造、地層3大類判據(jù)在判別時(shí)的使用次
序是地形>構(gòu)造>地層 ，這是因?yàn)榛碌男纬墒?
先要有地形地貌條件，而且只有類似的地形地貌才
可以進(jìn)一步使用構(gòu)造判據(jù)予以判別，同樣，只有在具
有類似的地形地貌及構(gòu)造的前提下，地層判據(jù)才能
夠發(fā)揮其根本性的判別意義。
這一方法可以通過(guò)如下模式得以實(shí)現(xiàn)：
0 · ·。+b · 。+c ·且。 l，(I、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 、V)
aA．B．C為地形易滑性；b 為構(gòu)造易滑性；c 為地
層易滑性；A為易滑；B為一般；C為不易滑；Y為綜
合易滑性；a +b +c I，易滑；a +b +c
Ⅲ ，較易滑；a +b +c V，不易滑；Ⅱ、Ⅳ為I、
Ⅲ、V間的過(guò)渡類型，分別稱為次易滑和較不易滑
3 超前地質(zhì)預(yù)判的基本程序¨ ]
滑坡超前地質(zhì)預(yù)判的工作程序分為資料收集與
整理、初步判別、再次判別和精細(xì)判別等階段。
滑坡的初步判別就是斜坡易滑性判別，其主要
是根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及地形資料分析，運(yùn)用地
層巖性判別法、地質(zhì)構(gòu)造判別法、地形地貌判別法建
立地形、構(gòu)造、地層三要素的各級(jí)判據(jù)，進(jìn)一步根據(jù)
易滑要素疊加判別法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行易滑性判別，通
過(guò)a A。 +b A。B。 + cA．B．C Y(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 、V)的
疊加模式，劃分出相對(duì)易滑區(qū)(帶、段)、較易滑區(qū)和
不易滑區(qū)。其判別成果不僅可以預(yù)見(jiàn)研究區(qū)滑坡現(xiàn)
在的空間分布特征，而且也預(yù)示著研究區(qū)將來(lái)發(fā)生
滑坡的可能性。
滑坡再判是在滑坡初判的結(jié)果上，對(duì)其易滑區(qū)、
較為易滑區(qū)和不易滑區(qū)根據(jù)遙感影像特征，運(yùn)用遙
感影像判別法對(duì)研究區(qū)滑坡進(jìn)行既有重點(diǎn)又較全面
的再次判別，主要是依據(jù)滑坡要素在遙感影像上通
過(guò)色調(diào)、陰影、紋理等表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)特征進(jìn)行。通
過(guò)滑坡再判，可以判定部分滑坡的空間位置及可能
的類型。
滑坡精判是在初判和再判的基礎(chǔ)上，根據(jù)初判
提供的“靶區(qū)”和再判發(fā)現(xiàn)的具體“目標(biāo)”，利用滑坡
要素判別法，依據(jù)滑坡的地形地貌標(biāo)志、構(gòu)造標(biāo)志和
地層標(biāo)志對(duì)研究區(qū)的滑坡進(jìn)行全面而高效的實(shí)地判
別的過(guò)程。其分為第一層次根據(jù)地形地貌標(biāo)志判定
明形滑坡；第二層次根據(jù)構(gòu)造標(biāo)志判別顯形滑坡；第
三層次根據(jù)地層標(biāo)志、構(gòu)造統(tǒng)計(jì)標(biāo)志判定隱形滑坡。
4 滑坡災(zāi)害超前地質(zhì)預(yù)判技術(shù)的應(yīng)用
運(yùn)用滑坡超前地質(zhì)預(yù)判技術(shù)對(duì)G316安康一句
陽(yáng)一蜀河路段進(jìn)行了滑坡初判、滑坡再判、滑坡精
判，共判別出滑坡27處，危險(xiǎn)斜坡8處(其中滑坡性
危險(xiǎn)斜坡4處)。
研究路段滑坡初判是在對(duì)研究路段地層、構(gòu)造、
地形地貌等三要素特征及易滑序列分析基礎(chǔ)上，選
擇了相對(duì)獨(dú)立、較為靈敏的三級(jí)10項(xiàng)判別依據(jù)，以
500 500m標(biāo)準(zhǔn)單元并輔以少量輔助單元，采用“砌
塊堆積”將研究路段劃分為628個(gè)單元，進(jìn)行了I、
Ⅱ、Ⅲ級(jí)判別，劃分出了研究路段的強(qiáng)易滑區(qū)、易滑
區(qū)、較易滑區(qū)、次較易滑區(qū)、弱易滑區(qū)和不易滑區(qū)。
研究路段滑坡再判是在滑坡初判的結(jié)果上，對(duì)
其易滑區(qū)、較為易滑區(qū)和不易滑區(qū)根據(jù)遙感影像特
征，運(yùn)用遙感影像判別法對(duì)研究路段滑坡進(jìn)行既有
重點(diǎn)又較全面的再次判別，共判別滑坡11處，其中
極易滑區(qū)8處、易滑區(qū)2處、次較易滑區(qū)1處，所判
別的滑坡分為明形滑坡(4處)、顯形滑坡(7處)。
研究路段滑坡精判是在初判和再判的基礎(chǔ)上，
共判定滑坡27處，滑坡性危險(xiǎn)斜坡4處，其中，判定
再判結(jié)果11處滑坡的10處，否定1處，新判別滑坡
17處，滑坡性危險(xiǎn)斜坡4處。
將研究路段初判、再判、精判成果分別標(biāo)匯在地
質(zhì)圖和遙感影像上，形成了“G316安康一句陽(yáng)一蜀
河路段滑坡超前地質(zhì)預(yù)判成果圖”和“G316安康一
句陽(yáng)一蜀河路段遙感影像與滑坡判別成果圖”。
5 結(jié)論
通過(guò)滑坡超前地質(zhì)預(yù)判技術(shù)在G316安康一旬
陽(yáng)一蜀河路的應(yīng)用，說(shuō)明滑坡超前地質(zhì)預(yù)判技術(shù)是
非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易于掌握、較為有效的一種滑坡系統(tǒng)
判別和預(yù)測(cè)的技術(shù)方法，可以用于不同尺度或精度
滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及工程的可行性研究、初步勘查
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Journal ofEngineering Geology 工程地質(zhì)學(xué)報(bào)2007
等階段的工程地質(zhì)測(cè)繪，在滑坡地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域性調(diào)
查和工程地質(zhì)測(cè)繪領(lǐng)域?qū)?huì)有較為廣闊的應(yīng)用前
景。
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