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泥石流是地质灾害的一种,其暴发突然、危害严重。四川省石棉县后沟位于石棉矿区,其地质环境条件复杂、脆弱,加上矿山的大量开采,地质灾害更加强烈。由矿山开采引起的地质灾害主要是泥石流。泥石流成灾的直接因素除暴雨诱发外,沟床中大量的采矿废石,弃碴等松散土石为泥石流形成提供了良好的物源,也是导致泥石流形成最直接的主因。目前,尾矿场的废石、矿渣仍在堆积,沟床中和沟侧的松散固体物质仍在累积增多。因此对泥石流灾害的调查研究和防治必须加强重视,通过建设有效的防灾减灾工程措施来尽最大可能防止泥石流的发生,减轻泥石流灾害的损失。 2013年7月4日石棉后沟暴发泥石流,破坏了原先的防治工程措施。本文通过从后沟的流域背景与沟谷特征入手,分析了形成后沟泥石流的三个条件。具有人为性、易发性、重发性、危害集中性和可控性等特征。并结合其形成条件分析了后沟泥石流的形成机理,提出后沟泥石流为沟道型泥石流为主,伴随有坡面型泥石流。其形成主要表现为沟道矿渣揭底、沟道右岸坡面矿渣侵蚀和尾矿堆积的侧蚀。在此基础上,计算分析了后沟泥石流的容重、流速、冲击力、流量等运动特征和对沟床磨蚀力、削切力。得出后沟“7.4”泥石流的频率为20年一遇,重度为1.67 t/m3,峰值流量为134.8 m3/s,整体冲击力为6.63tf/m2,单块冲击力为90.36tf,破坏力大,严重威胁了下游居民和建筑物的安全,对其治理是相当重要的。 本文在分析计算后沟泥石流运动特征的基础上,通过应用成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室的泥石流水槽模拟装置模拟不同坡度、不同总量泥浆的冲切下对沟床下切情况,说明沟床坡度对沟床的冲切深度有较大影响,同时说明后沟原先防治措施的设置不合理。通过室内泥石流水槽模拟试验,并结合实际情况,针对后沟泥石流提出防治方案,即治理方式主要采用尾矿石外运为主,将大量物源转移出沟,减少泥石流的物源。并在物源区设置1级谷坊坝,稳固沟床,减少冲刷,抑制泥石流发育,以拦挡剩余物源可能形成的泥石流,同时在泥石流沟下游修建排导槽、渡槽,达到防灾减灾的目的。