(四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，成都，610072)

茂縣“6·24”特大山體高位垮塌堵塞河道應(yīng)急處置設(shè)計(jì)

高明軍

(四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，成都，610072)

2017年6月24日，四川茂縣疊溪鎮(zhèn)新磨村松坪溝左岸發(fā)生了特大山體高位垮塌災(zāi)害，雖未形成明顯的堰塞湖，但垮塌堆積體堵塞了松坪溝河道，對(duì)河道汛期安全行洪造成嚴(yán)重影響，為消除隱患，本著安全快速高效的原則，對(duì)河道進(jìn)行了應(yīng)急處置方案設(shè)計(jì)。

山體垮塌 堵塞河道 應(yīng)急搶險(xiǎn)

1 概況

2017年6月24日5時(shí)45分，四川省阿壩州茂縣疊溪鎮(zhèn)新磨村發(fā)生特大山體高位垮塌災(zāi)害，災(zāi)害點(diǎn)位于岷江右岸一級(jí)支流松坪溝左岸，距松坪溝溝口約1.5km，垮塌堆積體約800萬m3，位于松坪溝景區(qū)游客集散中心與芳草海之間，造成村舍被埋多名群眾失聯(lián)?？逅逊e物在平面上呈扇形分布，影響松坪溝主溝河段長度約1.8km，垮塌堆積物上緣已進(jìn)入芳草海濕地，下緣至松坪溝景區(qū)游客集散中心上游約200m?？逅w影像見圖1所示。

圖1 “6·24”特大山體垮塌影像

2 水文、氣象特征

2.1 流域概況

松坪溝為岷江右岸一級(jí)支流，位于茂縣西北部，溝口距離縣城約52km，主要位于疊溪鎮(zhèn)境內(nèi)。流域面積507km2，河長41km，比降58.3‰。松坪溝溝口多年平均流量6.10m3/s，多年平均徑流量1.48億m3。根據(jù)茂縣氣象站近30年的資料統(tǒng)計(jì)，多年平均降雨462mm，多年平均氣溫11.2℃，極端最高氣溫32.2℃，極端最低氣溫-11.5℃，平均相對(duì)濕度74%，極大風(fēng)速21.7m/s。

2.2 設(shè)計(jì)洪水

松坪溝流域洪水主要由暴雨形成。由于該流域無水文實(shí)測(cè)資料，災(zāi)害點(diǎn)河段設(shè)計(jì)洪水采用推理公式法及水文比擬法兩種方法進(jìn)行計(jì)算，因松坪溝上有1933年疊溪大地震形成的6個(gè)大小不同的海子，其調(diào)洪能力較強(qiáng)，且該流域暴雨強(qiáng)度不大，四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院和四川省水文局均認(rèn)為水文比擬法計(jì)算成果更符合該流域洪水特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)采用四川省水文局提供的洪水計(jì)算成果。其成果見表1所示。

表1 松坪溝設(shè)計(jì)洪水成果

3 地質(zhì)條件

3.1 區(qū)域地質(zhì)概況

該垮塌體所在區(qū)域?qū)儆卺航矫}南部，區(qū)域地貌以侵蝕構(gòu)造高中山為主，區(qū)域地形切割強(qiáng)烈，地震頻繁，物理地質(zhì)現(xiàn)象十分發(fā)育，主要有崩塌、滑坡及巖體風(fēng)化卸荷、傾倒松動(dòng)等。區(qū)內(nèi)出露地層除第四系外，主要為志留系至三迭系的淺變質(zhì)巖系，為一套淺變質(zhì)海相砂板巖。

區(qū)域大地構(gòu)造上位于松潘～甘孜褶皺帶之較場(chǎng)弧形構(gòu)造帶內(nèi)，褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育。主要斷裂構(gòu)造有：松坪溝斷裂、疊溪斷裂、干海子斷裂、棺材溝斷裂、茶花溝斷裂、石大關(guān)斷裂等。垮塌所在區(qū)域處于“中國南北地震帶”之松潘——較場(chǎng)地震帶內(nèi)，1933年疊溪地震時(shí)本處也發(fā)生了1000萬m3級(jí)垮塌，本次為該處山體時(shí)隔84年后第二次垮塌，1933年疊溪地震震中距本次垮塌處直線距離小于5km，2008年汶川“5·12”特大地震茂縣也是重災(zāi)區(qū)之一。根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》該區(qū)域地震基本烈度為Ⅷ度。

3.2 新磨村垮塌體的基本特征

據(jù)相關(guān)資料，垮塌處原山頂高程約3400m，距受災(zāi)村莊高差約1250m，現(xiàn)垮塌后壁可見明顯光滑層面高達(dá)200m以上，傾角50°～60°。該垮塌屬特大型順層基巖滑坡?；麦w主要物質(zhì)來源于山坡上部，并沖擊中下部堆積物向松坪溝滑動(dòng)。根據(jù)四川茂縣災(zāi)害搶險(xiǎn)指揮部6月25日第六次會(huì)議發(fā)布的信息，體積約800萬m3，見圖2。

圖2 新磨村特大型垮塌堆積體全貌

滑坡在高位啟動(dòng)后加載斜坡中下部坡積層及基巖，引起基巖順層滑動(dòng)，堆積于滑坡前部的松坪溝河道內(nèi)，所引發(fā)的氣浪在松坪溝右岸爬升高度約45m。由于滑坡體組成物質(zhì)松散，該段河床水力坡度較大，河床中堆積物很快被水流沖走。6月24日5時(shí)45分山體下滑后，滑坡體前緣伸入原河床中，滑舌前緣堵塞了芳草海子溝口河段，松坪溝的芳草海子水位抬高約1.3m，當(dāng)天8時(shí)左右，河道被沖開，由于堵塞河道時(shí)間短，水流小，未形成明顯的堰塞湖。

3.3 堰塞體穩(wěn)定性現(xiàn)狀評(píng)估

松坪溝堰塞體已經(jīng)自然過流，目前泄槽流量16.4m3/s，造成上游水位的小幅度壅高，對(duì)上游居民生活基本無影響。堰塞體下游側(cè)，自然過流斷面處水流湍急，坡降大，堰塞體瞬間垮塌、水流集中下泄的可能性小。堰塞體基本穩(wěn)定，滲透性好，堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)程度低。短期內(nèi)形成大面積垮塌和沖刷破壞的可能性很小。

4 應(yīng)急處理方案

4.1 堰塞體安全性分析

疊溪鎮(zhèn)新磨村富貴山山體高位垮塌堆積物在平面上呈扇形分布，部分物質(zhì)進(jìn)入松坪溝河段內(nèi)，垮塌體堵塞松坪溝河道長約1300m，堰塞體屬堆石型堰塞，主要由塊石及碎石土混合體組成，塊石巖性主要為千枚巖、變質(zhì)砂巖、石英巖，土體為殘坡積層及原松坪溝沖積層；堰塞體下游為深泓溝槽，兩岸邊坡陡峻。形成堰塞體后約2h，堰塞體上部整體開始過流，上游略有雍水但未形成明顯的堰塞湖，從堆積體組成物質(zhì)和已過流72h的情況看，堰塞體整體基本穩(wěn)定。按《堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》，本堰塞體屬低危險(xiǎn)等級(jí)。

4.2 應(yīng)急處理的必要性

堰塞體上游集雨面積約507km2，目前上游來水量約16.4m3/s，堰塞體上游芳草海子水位約2254.80m，由于堰塞體前沿抬高松坪溝河底高度較小，目前堰塞體已過流，雖未形成有效的堰塞湖，但對(duì)堰塞體上游芳草海子水位抬高約1.3m，已影響上游兩河口村村內(nèi)部分生活便道及耕園地。為確保松坪溝安全度汛，防止汛期堰塞體阻洪對(duì)其上游兩河口村產(chǎn)生淹沒影響及過洪泥石流對(duì)下游河道淤積，需對(duì)堰塞體采取有效的應(yīng)急處理措施。

4.3 應(yīng)急處理標(biāo)準(zhǔn)及目標(biāo)

堰塞體上游約500m兩河口村的房屋、道路及耕園地分布在松坪溝芳草海兩岸，同時(shí)芳草海庫尾有一座跨溝橋梁。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》并結(jié)合有關(guān)規(guī)劃，確定松坪溝應(yīng)急搶險(xiǎn)工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，相應(yīng)流量為92.8m3/s。對(duì)松坪溝堰塞體現(xiàn)有過流槽進(jìn)水口高程的確定以不改變芳草海子原有的常年水位為標(biāo)準(zhǔn)，過流槽進(jìn)水口寬度應(yīng)能滿足安全度汛要求，即在10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)兩河口村房屋、道路、耕園地及橋梁不產(chǎn)生淹沒影響。

4.4 應(yīng)急處理方案擬定

堰塞體沿著松坪溝曲折分布，堰塞體組成物質(zhì)以現(xiàn)在過流槽為邊界，左側(cè)部分主要由巨塊石組成，來源于滑坡體上部基巖；右側(cè)部分主要由碎石土組成。國家防總辦公室、國家防總工作組、四川省水利廳、四川省水文局、阿壩州水務(wù)局等有關(guān)單位的領(lǐng)導(dǎo)及代表組成的現(xiàn)場(chǎng)專家組，根據(jù)松坪溝堰塞體過流槽現(xiàn)狀、物質(zhì)組成等實(shí)際情況，遵循應(yīng)急搶險(xiǎn)安全、快速、高效的原則，充分利用現(xiàn)有基本穩(wěn)定的河道，因勢(shì)利導(dǎo)、順勢(shì)而為，確定采取對(duì)堰塞體現(xiàn)有過流槽進(jìn)行清挖、拓寬和降水的應(yīng)急處置方案。即進(jìn)口段以清除堆積物，恢復(fù)河道原狀為主；中段以擴(kuò)寬消除卡口，順直河道為主；尾段采用陡槽方式銜接，以水流平順歸槽為主。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，中部泄水道底寬不窄于40m，尾部陡槽底寬不窄于15m?？偟拈_挖砂石方量約為68700m3。

5 施工組織設(shè)計(jì)

5.1 施工期防洪

為盡快完成河道應(yīng)急整治，同時(shí)也確保應(yīng)急期間的施工安全；考慮到災(zāi)情發(fā)生后，氣象、水文部門在災(zāi)害所在地能提供及時(shí)、有效的服務(wù)，其應(yīng)急整治施工期間的防洪標(biāo)準(zhǔn)確定為2年一遇重現(xiàn)期洪水，相應(yīng)流量為57.7m3/s。

5.2 施工方案及設(shè)備配置

5.2.1 施工方案

河道應(yīng)急整治期間正處于主汛期，應(yīng)急整治應(yīng)本著“安全、快速、高效”的原則進(jìn)行，而河道沿岸遍布大石，施工道路修建也不符合應(yīng)急整治的原則，開挖渣料外運(yùn)也無法在應(yīng)急整治期間實(shí)施。因此，結(jié)合垮塌體堆積物中大塊石含量高的特點(diǎn)，采用反鏟接力開挖，輔以大孤塊石破碎的施工方案。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)設(shè)備情況，參與應(yīng)急搶險(xiǎn)的反鏟斗容大多在1.6m3～2.4m3，根據(jù)施工機(jī)械特性，反鏟在固定點(diǎn)的作業(yè)半徑為8.0m～10.0m，開挖棄渣最多經(jīng)3次接力開挖后，可棄于開挖作業(yè)面后方20.0m～30.0m。

5.2.2 設(shè)備配置

堵塞河段治理長度約1.3km，可以布置的設(shè)備數(shù)量較多，按照最大容積布置后反而不利于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)以及管理，因此，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及考慮應(yīng)急搶險(xiǎn)的特殊性，在河道應(yīng)急整治期間，共需挖掘機(jī)約25～30臺(tái)。

5.3 施工道路布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，在堵塞體中下游附近，存在一淺灘，可利用該地形條件，適當(dāng)拋填大塊石形成簡易道路，反鏟經(jīng)此道路過河到達(dá)右岸，而該道路是河道整治方案的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，待右岸應(yīng)急整治完成后，采用后退法開挖，挖除該道路。

5.4 施工工期

本次應(yīng)急處置方案共需開挖砂石68700m3，初擬的施工工期為6d，即6月26日～7月1日。

6 結(jié)語

(1)該應(yīng)急方案編制完成后國家防總現(xiàn)場(chǎng)專家組在茂縣主持召開了審核會(huì)，審核認(rèn)為方案的內(nèi)容和深度滿足了應(yīng)急處置要求，由武警水電三總隊(duì)組織實(shí)施，于2017年7月1日順利安全地按期完成了應(yīng)急搶險(xiǎn)任務(wù)；

(2)施工期應(yīng)加強(qiáng)垮塌影響區(qū)監(jiān)測(cè)，制定緊急情況下人員撤離預(yù)案，確保施工人員安全。做好發(fā)生超標(biāo)洪水及發(fā)生二次垮塌的應(yīng)急預(yù)案；

(3)在交通部門制定了公路改建計(jì)劃和村鎮(zhèn)災(zāi)后重建方案落實(shí)后，及時(shí)制定該河段永久治理方案。

TV87∶TV511

B

2095-1809(2017)05-0001-03

高明軍(1965-)，男，四川眉山人，教授級(jí)高工，碩士，從事水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。

■