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[摘要]泥石流可摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地、农田,甚至造成村毁人亡的灾难。摧毁公路、铁路、水利水电工程,摧毁矿山及其设施,淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产,甚至使矿山报废。泥石流地质灾害治理是一项复杂的工程,需根据场地地形地貌条件、地层构造条件、工程地质条件、水文地质条件等等,综合采取多种治理措施才能达到治理的目的。
[关键词]泥石流地质灾害 危害 治理措施
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-374-2
1基本概念
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、融雪或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
1.1分类
按物质成分可分为:泥石流;泥流;水石流。
按物质状态可分为:粘性泥石流;稀性泥石流。
按泥石流的成因分类有:水川型泥石流,降雨型泥石流;
按泥石流流域大小分类有:大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;
按泥石流发展阶段分类有:发展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流。
1.2危害
泥石流可摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地、农田,甚至造成村毁人亡的灾难。摧毁公路、铁路、水利水电工程,摧毁矿山及其设施,淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产,甚至使矿山报废。
2泥石流的治理措施及工程实例
2.1防治原则
泥石流的防治原则是三个结合,即防治结合,生物措施与工程措施相结合,民办与公助相结合。全面规划,综合治理。
2.2防治体系
泥石流防治是一项由多种措施组成的系统工程。它主要由四方面措施组成:
①防止和削弱泥石流活动的防治体系----通过生物措施和工程措施,保护和治理流域环境,消除或削弱泥石流发生条件;
②控制泥石流运动的防治体系----采用拦挡坝、谷坊、排导沟、停淤场等工程措施,调整和疏导泥石流流通途径和淤积场地,减少灾害破坏损失;
③预防泥石流危害的防护工程体系----修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、护坡、挡墙、顺坝、丁坝等工程,对重要危害对象进行保护;
④预测、预报及救灾体系----对于遭受泥石流严重威胁的居民、企业和重要工程设施,及时搬迁、疏散,受灾时有效地抢险救灾,减少灾害破坏损失。
2.3治理措施
①稳:用排水、拦挡、护坡等稳住松散物质及坡面残积物;
②拦:在中、上游设置谷坊或拦挡坝,拦截泥石流固体物;
③排:在泥石流流通段采取排层渠(槽),使泥石流顺畅下排;
④停:在泥石流出口有条件的地方设置停淤场,避免堵塞河道;
⑤封:即封山育林,退耕还林;
⑥造:造林种草,增加植被复盖率。
2.4工程防治措施手段如下
(1)谷坊
谷坊是在山溪沟道上横向修建的5m以下的低坝,又名闸山溝、沙土坝、拦沙堰等。其作用是为防治沟底下切、沟头上延,还可拦蓄泥沙,使沟底坡度平缓,河床固定,达到减小水流流速和洪水流量保护沟道。
石谷坊溢水口可直接设在谷坊顶部的中间或靠近地质条件好的岩坡一侧,过水部分可用浆砌。土谷坊一般不允许洪水漫顶,因此,土谷坊的溢洪口是一项重要设施,一般布设在坝址一侧的山坳处或坡度平缓的实土上。如果设在谷坊上但应做好防冲处理。
坊溢洪口下游与土质沟床连接处,应设消能防冲设施。土石谷坊施工要按小型水利工程施工方法进行。谷坊淤满后要充分利用淤成的土地,种植防冲林木,维护好溢水口,防止形成新的冲沟。
(2)拦挡坝(拦沙坝)
拦挡坝的目的是以拦蓄山洪、泥石流中的固体物质而采取的防护治理措施。拦挡坝有砌石重力坝、砌石拱坝、铁丝石笼坝、格栅坝等类型。
砌石拦挡坝一般是坝顶溢流,为减轻过坝泥石流击撞,坝体下游坡设计应当陡,而上游坡应当缓(利用坝内淤积物压重,增加坝体稳定性)。
工程实例:涞源县留家庄乡水石塘村西瓦滩沟泥石流地质灾害治理设计
设计拦挡坝为实体重力拦挡坝,采用M10浆砌石结构。所用块石应质地均匀、无裂缝、不易风化。块石厚度不小于15cm,宽度25~30cm,长度30~45cm,块石强度不低于30MPa,容重不小于20KN/m3,坝体顶部采用M10砂浆抹面2cm;针对保护对象,要求坝肩嵌进基岩深度≥1.0m,嵌进碎石土≥2.0m;坝基采用放坡开挖,放坡坡度以满足开挖基坑稳定为准,推荐坝肩两侧在基岩中采用1:0.1放坡开挖,坝基上下游两侧采用1:0.6放坡开挖。
为顺利排泄流水或流体,在坝体上呈品字形布设孔径0.4m的排水孔,排水孔坡率3﹪,排水孔垂直间距2m、水平间距2m;在坝顶设矩形溢流槽。
为提高沟底的抗冲刷能力,在坝下正对溢流槽的冲沟区铺设防冲刷护坦,护坦采用M10将块石砌筑,厚0.5m,护坦长度7m,护坦坡率1﹪。
(3)排导渠(槽)
排导工程的作用,主要是疏排泥石流,控制泥石流对通过区或堆积区的危害。对于游荡性泥石流沟也可采用,以取得固定沟槽的作用。因为泥石流的破坏性主要表现在水流泥流产生冲击破坏和淹埋破坏。消除卡口,拓宽沟道,或修建泄洪槽、顺水坝护岸和导流堤等,都属于排导工程。在设计这些建筑物时,除考虑水流所固有的冲刷作用外,还应考虑产生的磨损作用,以及建筑物受冲击后,所产生的机械损坏。设计泥石流排导工程,可沿用加以修正的水力学公式和水工结构计算。
工程实例:蔚县草沟堡乡曹庄子小型泥石流灾害治理工程可行性研究报告 根据方案设计,在主沟下游段位置设置双侧排导槽,直接将洪水导流至三道河。排导槽基础埋深1.5m,故排导槽整体高5.0m。根据排导槽稳定性计算结果确定墙体剖面尺寸,顶宽0.6m,面坡坡率1:0,背坡坡率1:0.3;采用墙趾,墙趾台阶宽0.50m、高0.5m,曹庄子排导槽净宽6米、长度193米。排导槽采用M10浆砌Mu30块石砌筑。
(4)沉沙池与分沙场
在泥石流沟道流路上利用荒洼低地或开挖圈围,配合有利的弯道河势,拦截分流沙石,减少泥石流沙石冲压范围。但是这与拦沙坝、拦挡坝不同点,在于沉沙而不是阻断流路,不必对泥石流压力和冲击力进行动力计算,只是确定沉沙池防洪标准,选择沙池合适地点,划定经济合理范围,取得最大的容沙量为准。
2.5根据防治功能大致分为下列七种类型
①治水工程:修建水库、水塘和引水、排水渠道、隧洞工程,调蓄、引导导泥石流流域的地表水,改善泥石流形成与发展的水动力条件;
②攔挡工程:修建拦挡坝、谷坊等,拦截泥石流,削弱泥石流强度,沉积砂石,减小泥石流破坏能力;
③排导工程:修建排导沟、导流堤、顺水坝等工程,规范泥石流流径,削弱泥石流强度;
④停淤工程:开辟人工停淤场,引导规范泥砂淤积场所;
⑤跨越工程:铁路、公路、桥梁高架于沟谷卜方,跨越泥石流;
⑥穿越工程:铁路、公路以隧道、明硐从下方穿越泥石流沟;
⑦防护工程:修建护坡、挡墙、顺坝、丁坝等,保护房屋、铁路、公路、桥梁等工程设施,抵御泥石流的冲击。
3结语
本文通过具体事例,概述了泥石流地质灾害的治理措施。泥石流地质灾害治理是一项综合性复杂工程,只有采取多种治理措施才能达到治理的目的。主要包括生物措施与工程措施相结合的综合治理,从长远考虑以利治本,又可配合发挥工程措施的效益,创造有利环境。
参考文献
[1]《地质灾害防治条例》(国务院令第394号).
[2]《地质灾害防治条例释义》(国土资源部地质环境司,中国大地出版社,2004年).
[3]《泥石流防治工程设计与施工技术规范》(Dz/T0220-2006).
[4]杨帆、朱党生《涞源县留家庄乡水石塘村西瓦滩沟泥石流地质灾害治理设计》.(河北省保定地质工程勘查院 2013年10月).
[5]武俊宝等《蔚县草沟堡乡曹庄子小型泥石流灾害治理工程可行性研究报告计》.(河北省地勘局石家庄综合地质大队 2011年12月).
[关键词]泥石流地质灾害 危害 治理措施
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-374-2
1基本概念
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、融雪或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
1.1分类
按物质成分可分为:泥石流;泥流;水石流。
按物质状态可分为:粘性泥石流;稀性泥石流。
按泥石流的成因分类有:水川型泥石流,降雨型泥石流;
按泥石流流域大小分类有:大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;
按泥石流发展阶段分类有:发展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流。
1.2危害
泥石流可摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地、农田,甚至造成村毁人亡的灾难。摧毁公路、铁路、水利水电工程,摧毁矿山及其设施,淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产,甚至使矿山报废。
2泥石流的治理措施及工程实例
2.1防治原则
泥石流的防治原则是三个结合,即防治结合,生物措施与工程措施相结合,民办与公助相结合。全面规划,综合治理。
2.2防治体系
泥石流防治是一项由多种措施组成的系统工程。它主要由四方面措施组成:
①防止和削弱泥石流活动的防治体系----通过生物措施和工程措施,保护和治理流域环境,消除或削弱泥石流发生条件;
②控制泥石流运动的防治体系----采用拦挡坝、谷坊、排导沟、停淤场等工程措施,调整和疏导泥石流流通途径和淤积场地,减少灾害破坏损失;
③预防泥石流危害的防护工程体系----修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、护坡、挡墙、顺坝、丁坝等工程,对重要危害对象进行保护;
④预测、预报及救灾体系----对于遭受泥石流严重威胁的居民、企业和重要工程设施,及时搬迁、疏散,受灾时有效地抢险救灾,减少灾害破坏损失。
2.3治理措施
①稳:用排水、拦挡、护坡等稳住松散物质及坡面残积物;
②拦:在中、上游设置谷坊或拦挡坝,拦截泥石流固体物;
③排:在泥石流流通段采取排层渠(槽),使泥石流顺畅下排;
④停:在泥石流出口有条件的地方设置停淤场,避免堵塞河道;
⑤封:即封山育林,退耕还林;
⑥造:造林种草,增加植被复盖率。
2.4工程防治措施手段如下
(1)谷坊
谷坊是在山溪沟道上横向修建的5m以下的低坝,又名闸山溝、沙土坝、拦沙堰等。其作用是为防治沟底下切、沟头上延,还可拦蓄泥沙,使沟底坡度平缓,河床固定,达到减小水流流速和洪水流量保护沟道。
石谷坊溢水口可直接设在谷坊顶部的中间或靠近地质条件好的岩坡一侧,过水部分可用浆砌。土谷坊一般不允许洪水漫顶,因此,土谷坊的溢洪口是一项重要设施,一般布设在坝址一侧的山坳处或坡度平缓的实土上。如果设在谷坊上但应做好防冲处理。
坊溢洪口下游与土质沟床连接处,应设消能防冲设施。土石谷坊施工要按小型水利工程施工方法进行。谷坊淤满后要充分利用淤成的土地,种植防冲林木,维护好溢水口,防止形成新的冲沟。
(2)拦挡坝(拦沙坝)
拦挡坝的目的是以拦蓄山洪、泥石流中的固体物质而采取的防护治理措施。拦挡坝有砌石重力坝、砌石拱坝、铁丝石笼坝、格栅坝等类型。
砌石拦挡坝一般是坝顶溢流,为减轻过坝泥石流击撞,坝体下游坡设计应当陡,而上游坡应当缓(利用坝内淤积物压重,增加坝体稳定性)。
工程实例:涞源县留家庄乡水石塘村西瓦滩沟泥石流地质灾害治理设计
设计拦挡坝为实体重力拦挡坝,采用M10浆砌石结构。所用块石应质地均匀、无裂缝、不易风化。块石厚度不小于15cm,宽度25~30cm,长度30~45cm,块石强度不低于30MPa,容重不小于20KN/m3,坝体顶部采用M10砂浆抹面2cm;针对保护对象,要求坝肩嵌进基岩深度≥1.0m,嵌进碎石土≥2.0m;坝基采用放坡开挖,放坡坡度以满足开挖基坑稳定为准,推荐坝肩两侧在基岩中采用1:0.1放坡开挖,坝基上下游两侧采用1:0.6放坡开挖。
为顺利排泄流水或流体,在坝体上呈品字形布设孔径0.4m的排水孔,排水孔坡率3﹪,排水孔垂直间距2m、水平间距2m;在坝顶设矩形溢流槽。
为提高沟底的抗冲刷能力,在坝下正对溢流槽的冲沟区铺设防冲刷护坦,护坦采用M10将块石砌筑,厚0.5m,护坦长度7m,护坦坡率1﹪。
(3)排导渠(槽)
排导工程的作用,主要是疏排泥石流,控制泥石流对通过区或堆积区的危害。对于游荡性泥石流沟也可采用,以取得固定沟槽的作用。因为泥石流的破坏性主要表现在水流泥流产生冲击破坏和淹埋破坏。消除卡口,拓宽沟道,或修建泄洪槽、顺水坝护岸和导流堤等,都属于排导工程。在设计这些建筑物时,除考虑水流所固有的冲刷作用外,还应考虑产生的磨损作用,以及建筑物受冲击后,所产生的机械损坏。设计泥石流排导工程,可沿用加以修正的水力学公式和水工结构计算。
工程实例:蔚县草沟堡乡曹庄子小型泥石流灾害治理工程可行性研究报告 根据方案设计,在主沟下游段位置设置双侧排导槽,直接将洪水导流至三道河。排导槽基础埋深1.5m,故排导槽整体高5.0m。根据排导槽稳定性计算结果确定墙体剖面尺寸,顶宽0.6m,面坡坡率1:0,背坡坡率1:0.3;采用墙趾,墙趾台阶宽0.50m、高0.5m,曹庄子排导槽净宽6米、长度193米。排导槽采用M10浆砌Mu30块石砌筑。
(4)沉沙池与分沙场
在泥石流沟道流路上利用荒洼低地或开挖圈围,配合有利的弯道河势,拦截分流沙石,减少泥石流沙石冲压范围。但是这与拦沙坝、拦挡坝不同点,在于沉沙而不是阻断流路,不必对泥石流压力和冲击力进行动力计算,只是确定沉沙池防洪标准,选择沙池合适地点,划定经济合理范围,取得最大的容沙量为准。
2.5根据防治功能大致分为下列七种类型
①治水工程:修建水库、水塘和引水、排水渠道、隧洞工程,调蓄、引导导泥石流流域的地表水,改善泥石流形成与发展的水动力条件;
②攔挡工程:修建拦挡坝、谷坊等,拦截泥石流,削弱泥石流强度,沉积砂石,减小泥石流破坏能力;
③排导工程:修建排导沟、导流堤、顺水坝等工程,规范泥石流流径,削弱泥石流强度;
④停淤工程:开辟人工停淤场,引导规范泥砂淤积场所;
⑤跨越工程:铁路、公路、桥梁高架于沟谷卜方,跨越泥石流;
⑥穿越工程:铁路、公路以隧道、明硐从下方穿越泥石流沟;
⑦防护工程:修建护坡、挡墙、顺坝、丁坝等,保护房屋、铁路、公路、桥梁等工程设施,抵御泥石流的冲击。
3结语
本文通过具体事例,概述了泥石流地质灾害的治理措施。泥石流地质灾害治理是一项综合性复杂工程,只有采取多种治理措施才能达到治理的目的。主要包括生物措施与工程措施相结合的综合治理,从长远考虑以利治本,又可配合发挥工程措施的效益,创造有利环境。
参考文献
[1]《地质灾害防治条例》(国务院令第394号).
[2]《地质灾害防治条例释义》(国土资源部地质环境司,中国大地出版社,2004年).
[3]《泥石流防治工程设计与施工技术规范》(Dz/T0220-2006).
[4]杨帆、朱党生《涞源县留家庄乡水石塘村西瓦滩沟泥石流地质灾害治理设计》.(河北省保定地质工程勘查院 2013年10月).
[5]武俊宝等《蔚县草沟堡乡曹庄子小型泥石流灾害治理工程可行性研究报告计》.(河北省地勘局石家庄综合地质大队 2011年12月).