于翠翠 劉蘭玉 李傳生 陳興海

摘要： 魯中地區(qū)隱伏巖溶廣泛分布，多年來(lái)巖溶塌陷災(zāi)害頻發(fā)，給區(qū)內(nèi)高速鐵路的勘察、施工與運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)了較多困難。本文以泰安東地區(qū)某擬建高速鐵路為研究對(duì)象，在對(duì)線路穿越段地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、巖溶塌陷發(fā)育現(xiàn)狀總結(jié)分析的基礎(chǔ)上，選取了8項(xiàng)巖溶塌陷影響因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并運(yùn)用AHP法計(jì)算了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建了有針對(duì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合GIS空間分析方法進(jìn)行了巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：研究區(qū)易發(fā)性高區(qū)面積約11.0km2，占比37.6%，易發(fā)性中等區(qū)面積約9.6km2，占比32.9%，易發(fā)性低區(qū)面積約7.8km2，占比26.8%，需在高速鐵路建設(shè)過(guò)程中有針對(duì)性地采取進(jìn)一步的防治工程措施。本研究成果可為高鐵線路方案的確定及工程處理提供地質(zhì)依據(jù)，也可為同類覆蓋型巖溶區(qū)高速鐵路工程的規(guī)劃建設(shè)與防災(zāi)減災(zāi)管理提供參考。

關(guān)鍵詞： 巖溶塌陷；易發(fā)性評(píng)價(jià)；AHP法；高速鐵路勘察

中圖分類號(hào)： P641.69；P694；X43 ????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ???doi：10.12128/j.issn.1672 6979.2023.02.006

引文格式： 于翠翠，劉蘭玉，李傳生，等.基于AHP法的魯中某高鐵巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)［J］.山東國(guó)土資源，2023，39（2）：42 49.YU Cuicui， LIU Lanyu， LI Chuansheng， et al. Karst Collapse Risks Evaluation of a High speed Railway in Central Shandong Based on AHP Method［J］.Shandong Land and Resources，2023，39（2）：42 49.

0 引言

巖溶塌陷作為隱伏巖溶區(qū)一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，往往能對(duì)區(qū)域工程設(shè)施造成破壞［1 2］。魯中地區(qū)是山東省隱伏巖溶分布最為廣泛的地區(qū)，隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，該區(qū)域人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響日益強(qiáng)烈，巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展［3 4］。以高速鐵路建設(shè)為例，其對(duì)巖溶場(chǎng)地的適應(yīng)性差，巖溶發(fā)育的不均一性決定了工程勘察難于徹底查清潛在的巖溶塌陷隱患［5］。因此，開展巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)對(duì)鐵路建設(shè)的防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。

易發(fā)性評(píng)價(jià)是對(duì)巖溶塌陷形成的地質(zhì)背景進(jìn)行評(píng)價(jià)［6］。近年來(lái)，眾多學(xué)者采用AHP法（層次分析法）、模糊數(shù)學(xué)法、GIS技術(shù)處理等多種方法，在巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)方面積累了不少成功的經(jīng)驗(yàn)。陳菊 艷［7］、江思義［8 9］、李海良［10］、吳遠(yuǎn)斌［11］等以GIS與層次分析法相結(jié)合的方法，對(duì)貴州、廣西、湖南等多地巖溶發(fā)育區(qū)進(jìn)行了巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)研究；在線性工程相關(guān)研究方面，則有戴建玲等［12］從點(diǎn)、線、面3個(gè)層次提出了線性工程巖溶塌陷危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的方法和指標(biāo)；曾斌等［13］運(yùn)用層次分析法對(duì)杭長(zhǎng)高速巖溶塌陷災(zāi)害進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)。在研究區(qū)所處的泰安地區(qū)，也開展了大量的巖溶地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)研究。如吳亞楠等［14］基于綜合指數(shù)法建立了泰萊盆地巖溶塌陷風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)體系；汝亮、李曉波、蘇寶成等對(duì)泰安地區(qū)巖溶塌陷特征、地質(zhì)環(huán)境承載力、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況等進(jìn)行了較為詳細(xì)的評(píng)價(jià)研究［15 17］。

本文以魯中泰安東地區(qū)某擬建高速鐵路為研究對(duì)象，依托鐵路巖溶塌陷專項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查成果①，從巖溶發(fā)育程度、覆蓋層特征、地下水動(dòng)力條件、巖溶塌陷歷史4個(gè)方面出發(fā)，選擇基巖巖性、地質(zhì)構(gòu)造、土 層結(jié)構(gòu)、土層厚度、水位變幅、地下水位與基巖面 ?關(guān)系、地下水開采強(qiáng)度、與已知塌陷距離等8個(gè)因素作為評(píng)價(jià)因子，采用AHP法和GIS技術(shù)，對(duì)鐵路沿線地區(qū)巖溶塌陷易發(fā)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以期為線路方案的最終確定及防治措施提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于山東省中部泰安市境內(nèi)。區(qū)內(nèi)自老至新發(fā)育有太古代、古生代、中生代至新生代地層，地表廣泛分布有第四系沖洪積粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、中粗砂等，局部夾礫石層，厚度0.5～23m不等。下伏碳酸鹽巖地層主要有寒武紀(jì)長(zhǎng)清群白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖，九龍群灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，奧陶紀(jì)馬家溝群灰?guī)r、白云巖等，屬覆蓋型巖溶分布區(qū)，地下巖溶發(fā)育形態(tài)以溶孔、溶隙為主，局部發(fā)育溶洞。巖溶發(fā)育好，連通性好。研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，NNW向的岱道庵?jǐn)嗔褜?duì)區(qū)內(nèi)巖溶的空間分布、厚度、埋藏、發(fā)育等起著重要的控制作用（圖1）。

1.2 水文地質(zhì)特征

研究區(qū)第四系沖洪積層較發(fā)育，構(gòu)成了松散巖類孔隙含水巖組，含水層厚度不穩(wěn)定，一般1～8m，富水性弱，單井涌水量一般小于500m3/d。巖溶水含水巖組主要由寒武 奧陶紀(jì)灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等構(gòu)成，大部分地區(qū)直接埋藏于第四系之下，局部裸露。裂隙巖溶較發(fā)育，含水層厚度約70～80m，富水性強(qiáng)，補(bǔ)給來(lái)源豐富，單井涌水量一般1000～5000m3/d。

本區(qū)巖溶水主要接受大氣降水直接補(bǔ)給、孔隙水補(bǔ)給、牟汶河水補(bǔ)給、農(nóng)灌回滲補(bǔ)給以及上游巖溶水側(cè)滲補(bǔ)給等［18 19］。研究區(qū)巖溶地下水的開發(fā)利用方式主要為舊縣水源地集中開采，其次為農(nóng)村分散式生活供水及農(nóng)業(yè)灌溉用水，現(xiàn)狀水源地集中開采量約2萬(wàn)m3/d，分散供水井最大時(shí)開采量約2萬(wàn)m3/d。巖溶水的大量開采已形成了地下水降落漏斗［20 21］，2019年舊縣水源地開采形成降落漏斗面積約9.10km2，擬建鐵路約3.3km位于該漏斗范圍內(nèi)；除受地層及巖性控制外，巖溶水徑流方向還主要受舊縣水源地開采影響［22］，擬建鐵路西側(cè)地區(qū)巖溶地下水總體由西北向東南徑流，擬建鐵路東側(cè)地區(qū)巖溶地下水總體由東北向西南徑流。

1.3 巖溶塌陷發(fā)育情況

研究區(qū)所處的泰安市是山東省巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害較為嚴(yán)重的城市之一，自20世紀(jì)60年代開始發(fā)生巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害［23 24］。巖溶塌陷發(fā)生的區(qū)域主要集中于城區(qū)中南部地下水開采強(qiáng)度大的地區(qū)。包括以泰安站南部鐵路三角區(qū)為中心的城區(qū)水源地塌陷區(qū)，以舊縣水源地及東、西羊婁為中心的舊縣 羊婁塌陷區(qū)。

擬建鐵路工程段自舊縣 羊婁塌陷區(qū)南北向穿過(guò)。該塌陷區(qū)的巖溶塌陷是隨著舊縣水源地的大規(guī)模開發(fā)而出現(xiàn)的，區(qū)內(nèi)巖溶塌陷的發(fā)育經(jīng)歷了始發(fā)期（1983年）A—盛發(fā)期（1988—1994年）—持續(xù)發(fā)展期（1995—2001年）—高發(fā)期（2002—2005年）—低發(fā)期（2006年至今）5個(gè)階段。該塌陷區(qū)南北長(zhǎng)約7km，東西寬3～6km，面積約24km2（圖2）。

根據(jù)歷史塌陷資料，結(jié)合《鐵路安全管理?xiàng)l例》中關(guān)于鐵路線路安全保護(hù)區(qū)范圍劃定的有關(guān)要求，本次統(tǒng)計(jì)了本線路工程段兩側(cè)20m、200m、500m及1000m范圍內(nèi)歷史巖溶塌陷點(diǎn)數(shù)量（表1）。

2 巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)范圍

巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)采用AHP法（層次分析法），將評(píng)價(jià)模型分為目標(biāo)層、條件層、因子層3個(gè)層次，通過(guò)相同層次內(nèi)因素之間的對(duì)比，逐層比較多種因子之間的重要性，最后確定其總體影響特征。

綜合考慮巖溶塌陷產(chǎn)生的先決條件以及擬建鐵路工程性質(zhì)，本次研究將評(píng)價(jià)范圍定為隱伏巖溶區(qū)鐵路工程兩側(cè)外擴(kuò)2km，非巖溶區(qū)、裸露型巖溶區(qū)及古近系厚度大于30m的覆蓋型巖溶區(qū)不作為評(píng)價(jià)范圍，實(shí)際評(píng)價(jià)面積為29.2km2（圖1）。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)體系是一個(gè)多層次、多因素的復(fù)雜體系，影響和控制巖溶塌陷的因素很多，合理選擇對(duì)評(píng)價(jià)目的起主導(dǎo)作用、比較穩(wěn)定、可量化表示的參評(píng)因子是評(píng)價(jià)工作的關(guān)鍵。

巖溶塌陷從孕育、發(fā)展、再到最終發(fā)生，主要受下伏碳酸鹽巖巖溶發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造條件、覆蓋層特征、地下水動(dòng)力條件等因素的影響和制約，已形成的巖溶塌陷則是受上述各因素綜合影響的結(jié)果。因此，本次巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)綜合考慮以下影響因子。

（1）巖溶發(fā)育程度：包括基巖巖性（K1）和地質(zhì)構(gòu)造（K2，與斷裂距離）。

（2）覆蓋層特征：包括土層結(jié)構(gòu)（Q1）和土層厚度（Q2）。

（3）地下水動(dòng)力條件，包括水位變幅（W1）、水位與基巖面關(guān)系（W2）和開采模數(shù)（W3，地下水開采強(qiáng)度）。

（4）塌陷歷史條件，即與已知塌陷點(diǎn)距離（D1）。

2.3 評(píng)價(jià)模型

巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)模型采用一元多項(xiàng)式，綜合考慮各影響因素的重要性，運(yùn)用層次分析法確立各指標(biāo)的權(quán)重，并按照各指標(biāo)對(duì)塌陷的影響進(jìn)行等級(jí)劃分，利用MapGIS空間分析工具將各評(píng)價(jià)因子的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行疊加，評(píng)價(jià)模型如下：

P=∑ n i=1 XiCi

式中： P—易發(fā)性評(píng)價(jià)綜合指數(shù)；Xi、Ci —分別為易發(fā)性因子取值及權(quán)重。

3 ?巖溶塌陷影響因素分析及評(píng)價(jià)指標(biāo)量化

根據(jù)評(píng)價(jià)因子對(duì)巖溶塌陷易發(fā)性的影響程度，以數(shù)值1、4、7分別進(jìn)行賦值，賦值越大代表對(duì)影響程度越大。

3.1 巖溶發(fā)育程度

可溶巖類巖溶發(fā)育是巖溶塌陷形成的前提條件，而巖溶發(fā)育程度則與地層巖性及構(gòu)造發(fā)育程度密切相關(guān)。

（1）基巖巖性

巖石性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分的不同導(dǎo)致巖溶發(fā)育程度的差異，巖性是控制巖溶發(fā)育的基本條件。質(zhì)純、厚層且均勻分布的灰?guī)r地層巖溶發(fā)育較強(qiáng)，白云巖巖溶發(fā)育次之，碳酸鹽巖與碎屑巖互層的地層及泥質(zhì)碳酸鹽巖類巖溶發(fā)育較弱。據(jù)資料分析，研究區(qū)內(nèi)巖溶塌陷與地層巖性密切相關(guān)。馬家溝群、三山子組及炒米店組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，線巖溶率高，塌陷發(fā)生數(shù)量多。綜上，本次對(duì)各下伏基巖地層按其巖溶發(fā)育程度進(jìn)行了劃分，并對(duì)其賦值（表2，圖3）。

（2）地質(zhì)構(gòu)造

巖溶發(fā)育程度除與地層巖性密切相關(guān)外，還受地質(zhì)構(gòu)造的控制。在巖性相同情況下，斷裂及其影響帶成為地下水的良好賦存空間和運(yùn)移通道，地下水與巖石密切接觸，溶蝕作用更強(qiáng)；而非構(gòu)造發(fā)育帶，相應(yīng)的巖溶發(fā)育程度比構(gòu)造帶的發(fā)育要弱。距離斷層越近，巖體越破碎，巖溶越發(fā)育，對(duì)巖溶塌陷的影響程度越大。根據(jù)區(qū)內(nèi)斷層對(duì)巖溶塌陷影響程度，對(duì)斷層進(jìn)行緩沖區(qū)分析，將斷層緩沖區(qū)分為0～100m、100～300m、＞300m共3個(gè)區(qū)，并分別賦值（圖4，表2）。

3.2 覆蓋層特征

（1）土層結(jié)構(gòu)

覆蓋層的巖性結(jié)構(gòu)對(duì)巖溶塌陷的產(chǎn)生有較大影響，覆蓋層土體結(jié)構(gòu)一般由黏性土、砂及礫石等組成。資料統(tǒng)計(jì)顯示，研究區(qū)塌陷主要發(fā)生在二元結(jié)構(gòu)區(qū)（上部黏性土，下部砂性土），其次為多元結(jié)構(gòu)區(qū)（黏性土與砂性土互層），一元結(jié)構(gòu)區(qū)（粉質(zhì)黏土為主）最不易塌陷［14］。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料以及鐵路勘察資料，將研究區(qū)內(nèi)土層結(jié)構(gòu)分為二元結(jié)構(gòu)、一元結(jié)構(gòu)及多元結(jié)構(gòu)，并對(duì)其賦值（表2）。

（2）土層厚度

在相同的水文地質(zhì)條件下，上覆土層厚度小，有利于地下水的潛蝕和掏空作用，使土洞擴(kuò)展到地表的進(jìn)程縮短，使塌陷易于發(fā)生。但覆蓋層厚度大時(shí)，其自重力也大，致塌力也相應(yīng)的增大，土層破壞失穩(wěn)形成土洞的可能性也會(huì)增大［25］。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)約4%的塌陷點(diǎn)覆蓋層厚度小于5m，約26%的塌陷點(diǎn)覆蓋層厚度5～10m，約68%的塌陷點(diǎn)覆蓋層厚度10～25m，約2%的塌陷點(diǎn)覆蓋層厚度大于25m區(qū)。因此，本次將土層厚度按10～25m、5～10m，＞25m或＜5m 3個(gè)分區(qū)進(jìn)行賦值（表2）。

3.3 地下水動(dòng)力條件

（1）地下水位變幅

短時(shí)間、大幅度的水位下降，會(huì)使覆蓋層受到的浮托力快速消失，覆蓋層自重增大；水位下降還會(huì)增大孔隙水與巖溶水的水頭差，使其補(bǔ)給巖溶水的強(qiáng)度增加，潛蝕作用增強(qiáng)，進(jìn)而使致塌力增大。巖溶地下水位的升降還會(huì)引起巖溶空腔及土洞內(nèi)的氣壓產(chǎn)生變化，導(dǎo)致塌陷發(fā)生。綜合分析研究區(qū)塌陷歷史與地下水位變幅關(guān)系，將地下水位變幅劃分為3個(gè)類型，并進(jìn)行賦值（表2）。

（2）巖溶地下水位與基巖面的關(guān)系

巖溶地下水位在基巖面附近波動(dòng)的情況下，土體最易塌陷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)所在的舊縣 羊婁塌陷區(qū)在巖溶塌陷的始發(fā)期地下水位在基巖面以上0～+2m，盛發(fā)期巖溶地下水位在基巖面附近 10m～+2m波動(dòng)，持續(xù)發(fā)展期巖溶地下水位在基巖面附近 11m～+4m波動(dòng)，高發(fā)期巖溶地下水位在基巖面附近 10m～+10m波動(dòng)，低發(fā)期巖溶地下水位在基巖面以上0～+10m。結(jié)合其他研究成果［14］，本次將巖溶地下水位與基巖面關(guān)系劃分為3個(gè)等級(jí)，并進(jìn)行賦值（表2）。

（3）巖溶地下水開采模數(shù)

研究區(qū)大部分已發(fā)的巖溶塌陷為舊縣水源地集中供水而引發(fā)，高強(qiáng)度巖溶地下水開采活動(dòng)是導(dǎo)致巖溶塌陷的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)所在的舊縣 羊婁塌陷區(qū)，在巖溶塌陷盛發(fā)期、持續(xù)發(fā)展期及高發(fā)期，水源地集中開采量均達(dá)到4萬(wàn)m3/d以上，2006年水源地限采之后，開采量平均2.4萬(wàn)m3/d，巖溶塌陷發(fā)生頻率明顯降低。本次將巖溶地下水開采模數(shù)分為3個(gè)類型，并進(jìn)行賦值（表2）。

3.4 巖溶塌陷歷史

巖溶塌陷歷史反映了該地區(qū)塌陷發(fā)育強(qiáng)度及活躍程度。與已知塌陷距離越近，表明影響塌陷的其他因素指標(biāo)分值越高，在同等條件下發(fā)生巖溶塌陷的可能性越大。綜合分析研究區(qū)塌陷歷史資料，本次將與已知塌陷點(diǎn)距離分為3個(gè)等級(jí)，并分別賦值（圖5，表2）。

1—距已知塌陷點(diǎn)<100m；2—距已知塌陷點(diǎn)100～300m；3—距 ?已知塌陷點(diǎn)>300m ??圖5 與已知塌陷點(diǎn)距離分區(qū)

4 巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)

4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

通過(guò)構(gòu)建判斷矩陣來(lái)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，采用“1～9”比率標(biāo)度法確定。通過(guò)對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)重要性的比較，最終計(jì)算得出各指標(biāo)權(quán)重（表3—表8）， CR 值均滿足一致性檢驗(yàn)（＜0.1）。

4.2 易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果

應(yīng)用MapGIS的空間分析模塊，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)。按照AHP法將建立的各單指標(biāo)影響分區(qū)圖進(jìn)行疊加計(jì)算，得到研究區(qū)巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果。評(píng)價(jià)分值越高，巖溶塌陷的易發(fā)性越高，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表9。

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)得分，將評(píng)價(jià)區(qū)劃分為巖溶塌陷易發(fā)性高區(qū)、易發(fā)性中等區(qū)和易發(fā)性低區(qū)（圖6）。易發(fā)性高區(qū)面積為10.98km2，占比37.6%。擬建鐵路里程樁號(hào)CK60+400～CK61+810段、CK62+280～CK62+950段、CK63+500～CK64+850段位于易發(fā)性高區(qū)內(nèi)；易發(fā)性中等區(qū)面積為9.60km2，占比32.9%。擬建鐵路里程樁號(hào)CK61+810～CK62+280段、CK62+950～CK63+500段、CK64+850～CK65+740段位于易發(fā)生中等區(qū)內(nèi)；易發(fā)性低區(qū)面積為7.82km2，占比26.8%。擬建鐵路里程樁號(hào)CK65+640～CK67+450段位于該區(qū)內(nèi)。通過(guò)對(duì)已發(fā)巖溶塌陷數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，可檢驗(yàn)巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性［11］。易發(fā)性高區(qū)、易發(fā)性中等區(qū)、易發(fā)性低區(qū)內(nèi)發(fā)生的巖溶塌陷數(shù)量占比分別為74%、22%、4%，絕大多數(shù)塌陷發(fā)生在易發(fā)性高區(qū)和易發(fā)性中等區(qū)。同時(shí)，由勘察及監(jiān)測(cè)資料可知，易發(fā)性高區(qū)巖溶強(qiáng)發(fā)育，斷裂較密集，區(qū)域控水構(gòu)造岱道庵?jǐn)嗔盐挥诒緟^(qū)內(nèi)，第四系覆蓋層厚度一般10～25m，土層多為二元結(jié)構(gòu)，地下水變幅中等，地下水位變幅較大且多在基巖面附近波動(dòng)；易發(fā)性中等區(qū)多為巖溶中等發(fā)育，構(gòu)造多為次級(jí)斷裂，第四系覆蓋層厚度一般小于10m或大于25m，土層多為二元結(jié)構(gòu)，地下水變幅小—中等；易發(fā)性低區(qū)多為巖溶弱 中等發(fā)育，本區(qū)大部分地區(qū)與斷裂距離大于300m，第四系覆蓋層厚度一般小于5m，土層多為一元結(jié)構(gòu)，地下水變幅小—中等。

5 結(jié)論及建議

（1）將擬建高鐵沿線巖溶塌陷易發(fā)分區(qū)分為高、中、低3種類型，其中：易發(fā)性高區(qū)面積為10.98km2，占比37.6%。擬建鐵路里程樁號(hào)CK60+400～CK61+810段、CK62+280～CK62+950段、CK63+500～CK64+850段位于易發(fā)性高區(qū)內(nèi)；易發(fā)性中等區(qū)面積為9.60km2，占比32.9%。擬建鐵路里程樁號(hào)CK61+810～CK62+280段、CK62+950～CK63+500段、CK64+850～CK65+740段位于易發(fā)生中等區(qū)內(nèi)；易發(fā)性低區(qū)面積為7.82km2，占比26.8%。擬建鐵路里程樁號(hào)CK65+640～CK67+450段位于易發(fā)性低區(qū)內(nèi)。

（2）本文應(yīng)用AHP法與GIS空間分析，從巖溶發(fā)育程度、覆蓋層特征、地下水動(dòng)力條件及歷史條件4個(gè)方面對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)工作，為擬建高鐵線路方案的確定及工程處理措施提供了地質(zhì)依據(jù)。

（3）線路工程大部分位于巖溶塌陷風(fēng)險(xiǎn)性高區(qū)，因路基結(jié)構(gòu)抵抗沉降變形的能力弱，故不建議路基通過(guò)，建議設(shè)計(jì)采用橋梁樁基形式；建議鐵路建設(shè)前期開展巖溶地下水安全開采的防控研究，提出巖溶地下水限采或禁采措施。

參考文獻(xiàn)：

［1］ ?康彥仁.巖溶地面塌陷的形成條件［J］.中國(guó)巖溶，1988，7（7）：9 17.

［2］ ?羅小杰，沈建.我國(guó)巖溶地面塌陷研究進(jìn)展與展望［J］.中國(guó)巖溶，2018，37（1）：101 111.

［3］ ?雷明堂，項(xiàng)式鈞.近20年來(lái)中國(guó)巖溶塌陷研究回顧［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，1997（S1）：9 13.

［4］ ?吳亞楠，周紹智，王延嶺，等.國(guó)內(nèi)外巖溶塌陷監(jiān)測(cè)方法綜述［J］.山東國(guó)土資源，2018，34（12）：1 6.

［5］ ?王子江，蔣良文，王茂靖，等.復(fù)雜巖溶區(qū)高速鐵路減災(zāi)選線理論研究［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2018（4）：11 15.

［6］ ?蒙彥，雷明堂.巖溶塌陷研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析［J］.中國(guó)巖溶，2019，38（3）：411 417.

［7］ ?陳菊艷，朱斌，彭三曦.基于AHP和GS的礦區(qū)巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)估：以貴州林歹巖溶礦區(qū)為例［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2021，30（5）：226 236.

［8］ ?江思義，吳福，黃希明，等.基于專家 層次分析法的巖溶地面塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)：以廣西平桂區(qū)為例［J］.礦產(chǎn)勘查，2021，12（11）：2294 2305.

［9］ ?江思義，吳福，劉慶超，等.基于GIS與AHP法的巖溶地面塌陷易損性評(píng)價(jià)及其在城市建設(shè)規(guī)劃中的意義［J］.礦產(chǎn)勘查，2020，11（3）：616 622.

［10］ ?李海良，江思義，潘興魚.基于GIS與AHP法的巖溶塌陷危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)［J］.資源信息與工程，2021，36（3）：118 121.

［11］ ?吳遠(yuǎn)斌，劉之葵，殷仁朝，等.基于AHP和GIS技術(shù)的湖南懷化地區(qū)巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)［J］.中國(guó)巖溶，2022，41（1）：21 33.

［12］ ?戴建玲，雷明堂，蔣小珍.線性工程巖溶塌陷危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究［J］.中國(guó)巖溶，2012，31（3）：296 302.

［13］ ?曾斌，楊木易，邵長(zhǎng)杰，等.基于層次分析法的杭長(zhǎng)高速巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)［J］.安全與環(huán)境工程，2018，25（1）：29 38.

［14］ ?吳亞楠，王延嶺，周紹智，等.基于綜合指數(shù)法的泰萊盆地巖溶塌陷風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)［J］.中國(guó)巖溶，2020，39（3）：392 399.

［15］ ?汝亮，張業(yè)智，朱裕振，等.泰安市巖溶塌陷特征及探測(cè)方法研究［J］.山東國(guó)土資源，2020，36（10）：65 72.

［16］ ?李曉波，趙新卓，郄亮，等.基于GIS空間分析的地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)：以泰安市高新區(qū)為例［J］.山東國(guó)土資源，2020，36（11）：48 54.

［17］ ?蘇寶成.泰安市地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及易發(fā)程度分區(qū)評(píng)價(jià)［J］.山東國(guó)土資源，2021，37（10）：70 75.

［18］ ?馬振民，裴現(xiàn)勇，邢立亭．泰安巖溶水系統(tǒng)地下水水量水質(zhì)模擬與預(yù)測(cè)［J］．濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，17（4）：301 304．

［19］ ?馬振民，段珙慶，劉贈(zèng)夕．泰安巖溶水系統(tǒng)地下水動(dòng)力環(huán)境演化規(guī)律研究［J］．濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，17（1）：1 3．

［20］ ?焦玉國(guó)，陳偉清，程鳳．山東泰安市巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)估與防治對(duì)策［J］．中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2014，25（1）：38 43．

［21］ ?賀可強(qiáng)，王濱，杜汝霖，等．中國(guó)北方巖溶塌陷［M］．北京：地質(zhì)出版社，2005：129 133．

［22］ ?王延嶺，陳偉清，蔣小珍，等．山東省泰萊盆地巖溶塌陷發(fā)育特征及形成機(jī)理［J］．中國(guó)巖溶，2015，34（5）：495 506．

［23］ ?成世才，郭加朋，馬海會(huì)，等．泰安市巖溶地面塌陷動(dòng)力誘導(dǎo)因素分析［J］．山東國(guó)土資源，2009，25（12）：42 45．

［24］ ?王濱，李治廣，董昕，等.巖溶塌陷的致塌力學(xué)模型研究：以泰安市東羊婁巖溶塌陷為例［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2011，20（4）：119 125.

［25］ ?羅小杰，羅程．覆蓋型巖溶地面塌陷綜合地質(zhì)預(yù)測(cè)與危險(xiǎn)性評(píng)估［J］．中國(guó)巖溶，2016，35（1）：51 59．

Karst Collapse Risks Evaluation of a High speed ??Railway in Central Shandong Based on AHP Method

YU Cuicui1， ?LIU Lanyu1， ?LI Chuansheng1，CHEN Xinghai2

（1.Shandong Geological Surveying and Mapping Institute， Shandong Ji'nan 250002， China; 2. China Railway Eryuan Engineering Group Limited Corporation， Sichuan Chengdu ?610031， China）

Abstract： ??Hidden karst is widely distributed in central Shandong province， and karst collapse disasters have occurred frequently for many years. It has brought more difficulties to the survey， construction and operation management of high speed railway in the region. Based on the summary and analysis of geological structure， hydrogeological conditions and karst collapse development status of the crossing section of the line， taking a proposed high speed railway in eastern Tai'an area as the research object， selecting eight karst collapse impact factors as evaluation indicators， the weight of each evaluation indicator has been calculated by using AHP method， a targeted evaluation indicator system has been constructd， and the vulnerability of karst collapse has been evaluated by using GIS spatial analysis method. It is showed that the area of high vulnerability area is about 11.0km2， accounting for 37.6%， the area of medium vulnerability area is about 9.6km2， accounting for 32.9%， and the area of low vulnerability area is about 7.8km2， accounting for 26.8%. It is necessary to take further prevention and control measures in the process of high speed railway construction. It can provide geological basis for the determination of high speed railway line scheme and engineering treatment， as well as references for the planning， construction and disaster prevention and mitigation management of high speed railway projects in similar covered karst areas.

Key words： ?Karst collapse; susceptibility assessment; Analytic Hierarchy Process method; high speed railway survey