張艷 朱黨生 王麗
[摘要]泥石流可摧毀房屋、工廠、企事業(yè)單位及其他場所設(shè)施。淹沒人畜、毀壞土地、農(nóng)田,甚至造成村毀人亡的災(zāi)難。摧毀公路、鐵路、水利水電工程,摧毀礦山及其設(shè)施,淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產(chǎn),甚至使礦山報廢。泥石流地質(zhì)災(zāi)害治理是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,需根據(jù)場地地形地貌條件、地層構(gòu)造條件、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件等等,綜合采取多種治理措施才能達(dá)到治理的目的。
[關(guān)鍵詞]泥石流地質(zhì)災(zāi)害 危害 治理措施
[中圖分類號] P624 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-8-374-2
1基本概念
泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑,地形險峻的地區(qū),因?yàn)楸┯辍⑷谘┗蚱渌匀粸?zāi)害引發(fā)的攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。
1.1分類
按物質(zhì)成分可分為:泥石流;泥流;水石流。
按物質(zhì)狀態(tài)可分為:粘性泥石流;稀性泥石流。
按泥石流的成因分類有:水川型泥石流,降雨型泥石流;
按泥石流流域大小分類有:大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;
按泥石流發(fā)展階段分類有:發(fā)展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流。
1.2危害
泥石流可摧毀房屋、工廠、企事業(yè)單位及其他場所設(shè)施。淹沒人畜、毀壞土地、農(nóng)田,甚至造成村毀人亡的災(zāi)難。摧毀公路、鐵路、水利水電工程,摧毀礦山及其設(shè)施,淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產(chǎn),甚至使礦山報廢。
2泥石流的治理措施及工程實(shí)例
2.1防治原則
泥石流的防治原則是三個結(jié)合,即防治結(jié)合,生物措施與工程措施相結(jié)合,民辦與公助相結(jié)合。全面規(guī)劃,綜合治理。
2.2防治體系
泥石流防治是一項(xiàng)由多種措施組成的系統(tǒng)工程。它主要由四方面措施組成:
①防止和削弱泥石流活動的防治體系----通過生物措施和工程措施,保護(hù)和治理流域環(huán)境,消除或削弱泥石流發(fā)生條件;
②控制泥石流運(yùn)動的防治體系----采用攔擋壩、谷坊、排導(dǎo)溝、停淤場等工程措施,調(diào)整和疏導(dǎo)泥石流流通途徑和淤積場地,減少災(zāi)害破壞損失;
③預(yù)防泥石流危害的防護(hù)工程體系----修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、護(hù)坡、擋墻、順壩、丁壩等工程,對重要危害對象進(jìn)行保護(hù);
④預(yù)測、預(yù)報及救災(zāi)體系----對于遭受泥石流嚴(yán)重威脅的居民、企業(yè)和重要工程設(shè)施,及時搬遷、疏散,受災(zāi)時有效地?fù)岆U救災(zāi),減少災(zāi)害破壞損失。
2.3治理措施
①穩(wěn):用排水、攔擋、護(hù)坡等穩(wěn)住松散物質(zhì)及坡面殘積物;
②攔:在中、上游設(shè)置谷坊或攔擋壩,攔截泥石流固體物;
③排:在泥石流流通段采取排層渠(槽),使泥石流順暢下排;
④停:在泥石流出口有條件的地方設(shè)置停淤場,避免堵塞河道;
⑤封:即封山育林,退耕還林;
⑥造:造林種草,增加植被復(fù)蓋率。
2.4工程防治措施手段如下
(1)谷坊
谷坊是在山溪溝道上橫向修建的5m以下的低壩,又名閘山溝、沙土壩、攔沙堰等。其作用是為防治溝底下切、溝頭上延,還可攔蓄泥沙,使溝底坡度平緩,河床固定,達(dá)到減小水流流速和洪水流量保護(hù)溝道。
石谷坊溢水口可直接設(shè)在谷坊頂部的中間或靠近地質(zhì)條件好的巖坡一側(cè),過水部分可用漿砌。土谷坊一般不允許洪水漫頂,因此,土谷坊的溢洪口是一項(xiàng)重要設(shè)施,一般布設(shè)在壩址一側(cè)的山坳處或坡度平緩的實(shí)土上。如果設(shè)在谷坊上但應(yīng)做好防沖處理。
坊溢洪口下游與土質(zhì)溝床連接處,應(yīng)設(shè)消能防沖設(shè)施。土石谷坊施工要按小型水利工程施工方法進(jìn)行。谷坊淤滿后要充分利用淤成的土地,種植防沖林木,維護(hù)好溢水口,防止形成新的沖溝。
(2)攔擋壩(攔沙壩)
攔擋壩的目的是以攔蓄山洪、泥石流中的固體物質(zhì)而采取的防護(hù)治理措施。攔擋壩有砌石重力壩、砌石拱壩、鐵絲石籠壩、格柵壩等類型。
砌石攔擋壩一般是壩頂溢流,為減輕過壩泥石流擊撞,壩體下游坡設(shè)計應(yīng)當(dāng)陡,而上游坡應(yīng)當(dāng)緩(利用壩內(nèi)淤積物壓重,增加壩體穩(wěn)定性)。
工程實(shí)例:淶源縣留家莊鄉(xiāng)水石塘村西瓦灘溝泥石流地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計
設(shè)計攔擋壩為實(shí)體重力攔擋壩,采用M10漿砌石結(jié)構(gòu)。所用塊石應(yīng)質(zhì)地均勻、無裂縫、不易風(fēng)化。塊石厚度不小于15cm,寬度25~30cm,長度30~45cm,塊石強(qiáng)度不低于30MPa,容重不小于20KN/m3,壩體頂部采用M10砂漿抹面2cm;針對保護(hù)對象,要求壩肩嵌進(jìn)基巖深度≥1.0m,嵌進(jìn)碎石土≥2.0m;壩基采用放坡開挖,放坡坡度以滿足開挖基坑穩(wěn)定為準(zhǔn),推薦壩肩兩側(cè)在基巖中采用1:0.1放坡開挖,壩基上下游兩側(cè)采用1:0.6放坡開挖。
為順利排泄流水或流體,在壩體上呈品字形布設(shè)孔徑0.4m的排水孔,排水孔坡率3﹪,排水孔垂直間距2m、水平間距2m;在壩頂設(shè)矩形溢流槽。
為提高溝底的抗沖刷能力,在壩下正對溢流槽的沖溝區(qū)鋪設(shè)防沖刷護(hù)坦,護(hù)坦采用M10將塊石砌筑,厚0.5m,護(hù)坦長度7m,護(hù)坦坡率1﹪。
(3)排導(dǎo)渠(槽)
排導(dǎo)工程的作用,主要是疏排泥石流,控制泥石流對通過區(qū)或堆積區(qū)的危害。對于游蕩性泥石流溝也可采用,以取得固定溝槽的作用。因?yàn)槟嗍鞯钠茐男灾饕憩F(xiàn)在水流泥流產(chǎn)生沖擊破壞和淹埋破壞。消除卡口,拓寬溝道,或修建泄洪槽、順?biāo)畨巫o(hù)岸和導(dǎo)流堤等,都屬于排導(dǎo)工程。在設(shè)計這些建筑物時,除考慮水流所固有的沖刷作用外,還應(yīng)考慮產(chǎn)生的磨損作用,以及建筑物受沖擊后,所產(chǎn)生的機(jī)械損壞。設(shè)計泥石流排導(dǎo)工程,可沿用加以修正的水力學(xué)公式和水工結(jié)構(gòu)計算。
工程實(shí)例:蔚縣草溝堡鄉(xiāng)曹莊子小型泥石流災(zāi)害治理工程可行性研究報告
根據(jù)方案設(shè)計,在主溝下游段位置設(shè)置雙側(cè)排導(dǎo)槽,直接將洪水導(dǎo)流至三道河。排導(dǎo)槽基礎(chǔ)埋深1.5m,故排導(dǎo)槽整體高5.0m。根據(jù)排導(dǎo)槽穩(wěn)定性計算結(jié)果確定墻體剖面尺寸,頂寬0.6m,面坡坡率1:0,背坡坡率1:0.3;采用墻趾,墻趾臺階寬0.50m、高0.5m,曹莊子排導(dǎo)槽凈寬6米、長度193米。排導(dǎo)槽采用M10漿砌Mu30塊石砌筑。
(4)沉沙池與分沙場
在泥石流溝道流路上利用荒洼低地或開挖圈圍,配合有利的彎道河勢,攔截分流沙石,減少泥石流沙石沖壓范圍。但是這與攔沙壩、攔擋壩不同點(diǎn),在于沉沙而不是阻斷流路,不必對泥石流壓力和沖擊力進(jìn)行動力計算,只是確定沉沙池防洪標(biāo)準(zhǔn),選擇沙池合適地點(diǎn),劃定經(jīng)濟(jì)合理范圍,取得最大的容沙量為準(zhǔn)。
2.5根據(jù)防治功能大致分為下列七種類型
①治水工程:修建水庫、水塘和引水、排水渠道、隧洞工程,調(diào)蓄、引導(dǎo)導(dǎo)泥石流流域的地表水,改善泥石流形成與發(fā)展的水動力條件;
②攔擋工程:修建攔擋壩、谷坊等,攔截泥石流,削弱泥石流強(qiáng)度,沉積砂石,減小泥石流破壞能力;
③排導(dǎo)工程:修建排導(dǎo)溝、導(dǎo)流堤、順?biāo)畨蔚裙こ?,?guī)范泥石流流徑,削弱泥石流強(qiáng)度;
④停淤工程:開辟人工停淤場,引導(dǎo)規(guī)范泥砂淤積場所;
⑤跨越工程:鐵路、公路、橋梁高架于溝谷卜方,跨越泥石流;
⑥穿越工程:鐵路、公路以隧道、明硐從下方穿越泥石流溝;
⑦防護(hù)工程:修建護(hù)坡、擋墻、順壩、丁壩等,保護(hù)房屋、鐵路、公路、橋梁等工程設(shè)施,抵御泥石流的沖擊。
3結(jié)語
本文通過具體事例,概述了泥石流地質(zhì)災(zāi)害的治理措施。泥石流地質(zhì)災(zāi)害治理是一項(xiàng)綜合性復(fù)雜工程,只有采取多種治理措施才能達(dá)到治理的目的。主要包括生物措施與工程措施相結(jié)合的綜合治理,從長遠(yuǎn)考慮以利治本,又可配合發(fā)揮工程措施的效益,創(chuàng)造有利環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1]《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》(國務(wù)院令第394號).
[2]《地質(zhì)災(zāi)害防治條例釋義》(國土資源部地質(zhì)環(huán)境司,中國大地出版社,2004年).
[3]《泥石流防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》(Dz/T0220-2006).
[4]楊帆、朱黨生《淶源縣留家莊鄉(xiāng)水石塘村西瓦灘溝泥石流地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計》.(河北省保定地質(zhì)工程勘查院 2013年10月).
[5]武俊寶等《蔚縣草溝堡鄉(xiāng)曹莊子小型泥石流災(zāi)害治理工程可行性研究報告計》.(河北省地勘局石家莊綜合地質(zhì)大隊(duì) 2011年12月).