梁家山溝泥石流勘查報告

四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流勘查報告PAGEPAGE25四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流勘查報告重慶市高新工程勘察設(shè)計院有限公司二0一0年四月四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流勘查報告提交單位：重慶市高新巖土工程勘察設(shè)計院院長：謝常偉總工程師：王家海審定：王家海審核：張順斌項目負(fù)責(zé)：易朋瑩編寫：任佳魏有勇李登健陳濤提交日期：二0一0年四月PAGE內(nèi)審意見2010年4月18日，我院對《四川省地震災(zāi)區(qū)第1、勘查采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)恰當(dāng)，勘察手段合理和查明了泥石流災(zāi)害體的分布、規(guī)模、主要誘發(fā)因素、穩(wěn)定性及其發(fā)展變化趨勢、危害特征等。2、正確提出了泥石流治理的有關(guān)物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)，為泥石流治理設(shè)計提供了依據(jù)；3、針對泥石流的活動特征提出治理工程比選方案，推薦最佳方案，并據(jù)此編制可研設(shè)計和初步設(shè)計。4、報告圖件清晰，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，文字闡述簡明，同意通過內(nèi)部審查。請項目組按意見進(jìn)行修改、補(bǔ)充和完善后，同意報送上級部門審查。審查：重慶市高新工程勘察設(shè)計院有限公司20目錄0前言 60.1任務(wù)由來 60.2地質(zhì)災(zāi)害的危害程度 60.3工作目的、任務(wù) 60.4前人地質(zhì)工作研究程度 70.5勘查工作的依據(jù) 70.6勘查工作概況及工作質(zhì)量評述 70.6.1勘查工作概況 70.6.2工作質(zhì)量評述 81勘查區(qū)自然地理條件 91.1位置與交通 91.2氣象、水文 101.2.1氣象 101.2.2水文 102區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件 112.1地形地貌 112.2地層巖性 112.3地質(zhì)構(gòu)造與地震 112.3.1地質(zhì)構(gòu)造 112.3.2地震活動 122.4水文地質(zhì)條件 122.5人類工程活動 133泥石流形成條件分析 133.1地形地貌及溝道條件 133.1.1形成區(qū)地形地貌條件 133.1.2流通堆積區(qū)地形地貌條件 143.2物源條件 153.2.1崩滑堆積物源 153.2.2溝道堆積物源 163.2.3坡面侵蝕物源 173.2.4滑坡堆積物源 173.2.5泥石流物源的轉(zhuǎn)化關(guān)系 173.3水源條件 184泥石流基本特征 184.1泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情、危害性分析 184.1.1泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情 184.1.2泥石流危險區(qū)及范圍 194.1.3泥石流堵潰下游河道的可能性 194.2泥石流各區(qū)段沖淤特征 204.2.1形成區(qū)沖淤特征 204.2.2流通堆積區(qū)沖淤特征 204.3泥石流堆積物特征 214.3.1泥石流堆積物顆粒特征 214.3.2泥石流堆積物疊置關(guān)系及成因分析 214.4泥石流發(fā)生頻率和規(guī)模 214.5泥石流的成因機(jī)制和引發(fā)因素 224.5．1泥石流成因 224.5.2泥石流的引發(fā)因素 225泥石流基本特征值的計算 235.1泥石流流體重度 235.1.1現(xiàn)場配漿法 235.1.2查表法 235.1.3綜合取值 235.1.4泥石流固體物質(zhì)比重 235.2泥石流流量 245.2.1雨洪法 245.2.2形態(tài)調(diào)查法 245.2.3綜合取值 245.3泥石流流速計算 255.4一次泥石流過流總量 255.5一次泥石流固體沖出物 255.6泥石流整體沖壓力 265.7泥石流爬高和最大沖起高度 265.8泥石流彎道超高 266泥石流發(fā)展趨勢分析 276.1泥石流易發(fā)程度分析與評價 276.2泥石流的發(fā)生機(jī)率和發(fā)展階段 276.3泥石流發(fā)展趨勢預(yù)測 287既有防治工程評述及泥石流防治方案建議 287.1既有防治工程評述 287.2防治工程方案布置原則 287.3防治工程設(shè)計參數(shù)建議 287.4防治方案建議 287.5各類建筑材分析與評價 298地質(zhì)災(zāi)害防治效益評估 298.1經(jīng)濟(jì)效益評估 298.2社會效益評估 298.3環(huán)境效益評估 298.4減災(zāi)效益評估 299結(jié)論與建議 299.1結(jié)論 299.2建議 30附圖：1、四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流勘查地質(zhì)平面圖1:5000；2、四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流擬設(shè)工程區(qū)平面圖1：1000；3、崇州市梁家山溝泥石流溝主溝縱剖面圖1：1000；4、崇州市梁家山溝泥石流溝橫斷面圖1:500（9張）；5、崇州市梁家山溝鉆孔柱狀圖（4張）；6、崇州市梁家山溝槽探展布圖（8張）。附表：1、四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流勘查費用決算表附件：1、單位資質(zhì)；2、項目負(fù)責(zé)人資質(zhì)證書；3、試驗報告；4、照片冊；5、成果報告電子文檔6、其他

0前言0.1任務(wù)由來2008年5月12日下午2:28分，四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級大地震，震中位于汶川縣映秀鎮(zhèn)，地震烈度達(dá)Ⅺ度，使得山崩地裂，山河破碎。汶川大地震給四川省造成極為嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，同時因地震引發(fā)了大量的次生地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重的威脅到交通、民房和安置點。四川省人民政府、國土資源廳根據(jù)四川省汶川“5.12”地震災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建規(guī)劃關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害防治工作的要求，四川省國土資源廳《關(guān)于請組織支援開展我省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急勘查、設(shè)計工作的函》，以及相關(guān)文件精神，重慶市高新工程勘察設(shè)計院有限公司承擔(dān)了崇州市梁家山溝泥石流勘查任務(wù)。0.2地質(zhì)災(zāi)害的危害程度梁家山溝泥石流位于崇州市雞冠山鄉(xiāng)竹根村5組梁家山溝內(nèi)，為境內(nèi)鞍子河主要水源之一。汶川“5.12”特大地震在梁家山溝內(nèi)誘發(fā)多處的滑坡、崩塌和欠穩(wěn)定斜坡，5月16～18日暴雨所誘發(fā)的泥石流，將整個梁家山溝以及支溝全部充填，總方量約23.4萬立方，泥石流造成區(qū)內(nèi)多戶房屋掩埋，淹沒了區(qū)內(nèi)居民通往外界的主要公路，并威脅著泥石流流域區(qū)內(nèi)40戶120人的生命財產(chǎn)安全。根據(jù)調(diào)查，梁家山溝泥石流流域面積約5.3km2，縱溝長約4.8km，從水體供給上屬暴雨泥石流、從土體供給上屬坡面侵蝕型泥石流、從集水區(qū)地貌特征上為溝谷型泥石流、按沖出物成分上為稀性泥石流。該泥石流溝近來來主要發(fā)生一次泥石流為2008年5月16日～18日發(fā)生的泥石流一次性沖出物達(dá)23.4萬方，而溝內(nèi)尚有132萬方的松散物，故該泥石流溝從規(guī)模上為大型泥石流。根據(jù)0.3工作目的、任務(wù)查明梁家山泥石流發(fā)育的自然環(huán)境、形成條件，泥石流的基本特征及危害，為泥石流應(yīng)急治理方案選擇和治理工程設(shè)計提供地質(zhì)資料?？辈榈闹饕蝿?wù)：1、查明形成泥石流的物源條件，包括物源類型、分布范圍、可轉(zhuǎn)化為泥石流的松散固體物動儲量及泥石流固體堆積物的粒度沿溝道的變化特征等；2、查明形成泥石流的溝道條件，包括溝道的寬度、長度、彎曲度、縱比降、跌坎、卡口等溝道特征；特別是泥石流堆積扇的發(fā)育特征及溝道泄流能力；3、查明形成泥石流的水源條件，包括降雨量、水庫、堰塞湖等水體對形成泥石流的補(bǔ)給特征；4、調(diào)查泥石流溝道上、中、下游及支溝匯入主溝口等典型斷面的過流特征，推算不同設(shè)計頻率下泥石流的水文特征值（流體重度、水位、流量、流速、一次性沖出固體物質(zhì)量、彎道超高、沖擊力等）5、綜合分析研究泥石流的暴發(fā)頻率、活動規(guī)律，預(yù)測泥石流的發(fā)展趨勢與可能的危害程度，劃定泥石流災(zāi)害的危險區(qū)范圍，調(diào)查泥石流危害特征（對象、范圍、方式）；6、調(diào)查已有泥石流治理工程的效果，針對擬進(jìn)行工程治理（攔沙壩、谷坊、排導(dǎo)槽、防護(hù)堤等）的地段和部位進(jìn)行必要的工程地質(zhì)勘查，提供滿足工程設(shè)計需要的平剖面圖和工程地質(zhì)參數(shù)；7、調(diào)查工程治理區(qū)的水電、原材料供應(yīng)、施工道路、作業(yè)場地、工程占地拆遷等施工條件。0.4前人地質(zhì)工作研究程度區(qū)內(nèi)開展的地質(zhì)工作程度總體上較低，部分資料為本次工作奠定了較好的基礎(chǔ)，主要工作成果包括：《茂汶幅、灌縣幅1:20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告》（四川省地質(zhì)局，1975）；《四川省崇州市2006年地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報告》(2005.11)；《四川省5.12地震災(zāi)區(qū)崇州市地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急排查總結(jié)報告》（2008年6月）。0.5勘查工作的依據(jù)本次勘查工作的主要依據(jù)如下：1）《四川省國土資源廳關(guān)于印發(fā)四川省地震災(zāi)區(qū)重大地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急勘查、治理工程可行性研究及初步設(shè)計報告編制要求的通知》（川國土資發(fā)[2010]29號）；2）《四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流勘查設(shè)計書》（2010年3月24日通過審核，3月29日通過復(fù)審）；3）《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220—2006）；4）《滑坡、崩塌、泥石流災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查規(guī)范》（1:50000）；5）《崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測規(guī)程》（DT/T0221－2006）；6）《巖土工程勘查規(guī)范》（GB50021--2001）；7）《鉆探技術(shù)規(guī)范》（DZ/007—91）；8）《地質(zhì)勘查坑探規(guī)程》（DZ0141-94）；9）《原狀土取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ89-92）；10）《工程測量規(guī)范》（GBBV50026-93）；11）《國家水準(zhǔn)測量規(guī)范》；12）《國家三角測量和精密導(dǎo)線測量規(guī)范》；13）《地質(zhì)勘探安全規(guī)程》（國家安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ2004-2005）。14）《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)；15）《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）；16）《工程巖體試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50266-99）；17）《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-99）；18）《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（2008版，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)）。0.6勘查工作概況及工作質(zhì)量評述0.6.1勘查工作概況我院在接受勘查任務(wù)后，立即成立了梁家山溝泥石流勘查項目部，項目部于2010年3月5日組織相關(guān)技術(shù)人員對梁家山溝泥石流開展現(xiàn)場踏勘和調(diào)查工作，在踏勘、調(diào)查訪問和資料搜集的基礎(chǔ)上，于2010年3項目部于2010年4月5日組織測量、地質(zhì)、鉆探、槽探及后勤等人員進(jìn)場開展勘查外業(yè)工作。本次勘查于在本次勘查過程中，嚴(yán)格按照勘查設(shè)計書中的工作內(nèi)容及工作部署進(jìn)行勘查工作，并根據(jù)現(xiàn)場實際地層及環(huán)境條件，在監(jiān)理工程師認(rèn)可的前提下，對勘查設(shè)計方案略作適當(dāng)調(diào)整。本次勘查采取資料收集、地面調(diào)查、地形測量、地質(zhì)測繪、鉆探、槽探、室內(nèi)巖土樣品測試及現(xiàn)場原位測試相結(jié)合的方法，勘查手段符合《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。本次勘查實際完成工作量見表0-1。表0-1梁家山溝泥石流勘查實物工作量統(tǒng)計表序號勘查項目單位設(shè)計工作量完成工作量1工程測量GPS控制測量（E級）點63帶狀地形圖測量（1：500）km20.80.8地形圖修測（1：5000）km25.35.31：200斷面測量Km/條4.0/82.3/91：500斷面測量Km/條3/23.5/1測、定放勘探點組日112工程地質(zhì)測繪1：5000工程地質(zhì)測繪km25.35.31：500工程地質(zhì)測繪km20.80.81：500地質(zhì)剖面測繪Km/條3/23.5/13工程勘探鉆探進(jìn)尺m/孔75/457.1/4跟管m/孔75/447.4/4植物膠m/孔75/457.1/4探槽m3/個80/871/84原位測試鉆孔地下水位動態(tài)簡易觀測次/孔12/412/4粗顆?，F(xiàn)場顆分試驗組22大重度試驗組44重度配漿試驗組225取樣土樣組74巖樣組43水樣組440.6.2工作質(zhì)量評述1）工程測量本次勘查區(qū)地形測量采用獨立坐標(biāo)系統(tǒng)，待區(qū)域控制測量網(wǎng)絡(luò)按1954年北京坐標(biāo)系及1956年黃海高程系統(tǒng)恢復(fù)后，再對勘查區(qū)獨立坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行修正。地形圖測量采用全站儀極坐標(biāo)法并實地繪制草圖，配筆記本電腦，運用較先進(jìn)的地形測圖軟件組成的數(shù)字化測圖系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，既提高了野外地形碎部測量的精度，又大大縮短了內(nèi)業(yè)圖件編輯的時間。最終圖件成果采用了電子文件的方式直接提交供地質(zhì)勘查工作使用，給內(nèi)業(yè)圖件的繪制提供了方便。工程測量對重要的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)點、勘探點、勘探剖面，采用全站儀進(jìn)行了準(zhǔn)確的初測及施工結(jié)束后的定測，以保證其有足夠的精度，提交了相應(yīng)的成果資料。2）工程地質(zhì)水文地質(zhì)測繪工程地質(zhì)測繪范圍為整個泥石流流域。整個流域野外地質(zhì)測繪填圖采用1:5000比例尺地形圖實測，擬設(shè)治理工程部位地質(zhì)測繪填圖采用1:500比例尺地形圖實測，工程地質(zhì)縱剖（斷）面圖按1:500比例尺實測，工程地質(zhì)橫剖（斷）面圖按1:200比例尺實測。對泥石流流域的巖土體工程地質(zhì)單元進(jìn)行全面填繪，觀測點定位采用手持GPS法，重要的點位采用儀器實測，剖面線位置均采用儀器實測。觀測點布置間距，觀測點分類與編號等測繪內(nèi)容和精度均滿足《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。3）鉆探鉆探施工嚴(yán)格執(zhí)行《鉆孔設(shè)計書》，鉆探工作全孔取芯，按設(shè)計深度施工，嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺和循環(huán)用水水量鉆進(jìn)，巖芯采取率：泥石流堆積層大于65％，下部基巖大于80％，鉆孔巖芯照相后保留至治理工程竣工驗收，鉆孔終孔驗收后土層用粘土、基巖用水泥砂漿進(jìn)行了封孔。鉆孔質(zhì)量合格率100％，優(yōu)質(zhì)率達(dá)到90％以上。4）槽（坑）探探槽（坑）施工及地質(zhì)編錄滿足勘查設(shè)計要求，了解泥石流堆積體及擬設(shè)治理工程部位巖土體物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征。當(dāng)槽探位置已經(jīng)為基巖出露的位置，則取消了槽探工作。探槽（坑）合格率100％，達(dá)到了預(yù)期目的。5）巖土體原位試驗巖土體原位試驗為大體積容重試驗、重度配漿試驗和粗顆粒級配分析試驗。大體積容重試驗采用容積法，試坑體積50cm×50cm×50cm，體積通過注水測量，試坑內(nèi)巖土體試樣通過稱重法確定。顆粒級配分析試驗采用體積法，取樣坑尺寸為100cm（長）×100cm（寬）×50cm（深），取出其全部土、砂、石，按不同粒徑分級分組，每級分組稱重，計算分組質(zhì)量與總質(zhì)量之比，繪制粒徑級配曲線。大容重試驗、顆分試驗及重度配漿試驗的試驗手段及成果均滿足設(shè)計要求。6）室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗均按有關(guān)規(guī)范規(guī)程的規(guī)定取樣、包裝和密封，巖、土、水樣及時送檢，并送交具檢測資質(zhì)的單位進(jìn)行試驗。本次勘查工作嚴(yán)格執(zhí)行國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，并按ISO9001的要求進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控?，F(xiàn)場工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)各單項工作第一手資料的可靠性、準(zhǔn)確性，項目負(fù)責(zé)人隨時進(jìn)行抽查，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正和處理，對達(dá)不到技術(shù)要求的堅決返工。2010以上各項工作內(nèi)容及其精度均滿足四川省國土資源廳有關(guān)文件及《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。在本次勘查工作過程中，項目組得到了成都市國土資源局、崇州市國土資源局、災(zāi)區(qū)群眾的大力支持和幫助，在此一并致以衷心的感謝！1勘查區(qū)自然地理條件1.1位置與交通崇州市地理位置優(yōu)越，交通四通八達(dá)，公路縱橫成網(wǎng)，到周邊縣市均有路況良好的公路暢通，省、市、鄉(xiāng)、村水泥路網(wǎng)基本形成。梁家山溝泥石流行政區(qū)劃隸屬于崇州市雞冠山鄉(xiāng)竹根村5組，位于崇州市的西北方向，至崇州市區(qū)約35km，中心地理坐標(biāo)：E103°20′15″，N30°48′41″。有鄉(xiāng)、村水泥公路通至勘查區(qū)，勘查區(qū)交通較為便利（見圖1-1）?？辈閰^(qū)勘查區(qū)圖1-1交通圖1.省會2.市3.縣4.鄉(xiāng)(鎮(zhèn))5.高速公路6.國道7.省道8.縣道9.鐵路10.界線11.河流1.2氣象、水文1.2.1崇州市屬四川盆地亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，春秋短，冬夏長，雨量充沛，日照偏少，無霜期較長。年平均氣溫15.9℃，最熱月7月平均氣溫為25℃，最冷月1月平均氣溫為5.4℃，溫差為19.7℃。年平均日照時數(shù)為1161.5小時，年平均降雨量1012.4㎜，雨日和雨量均為夏多冬少，春季為176.1㎜，夏季為588.0mm，秋季218.4mm，冬季為29.9mm。風(fēng)向頻率以靜風(fēng)最多，占全年的37%；其次是北風(fēng)，占9%。年平均風(fēng)速為1.3m/s。平均霜日19天，平均無霜期為285天。年平均雪日3天，且雪量較小。主要災(zāi)害性天氣為連續(xù)性陰雨、洪澇、干旱、大風(fēng)、冰雹、寒潮、霜凍等。根據(jù)崇州市氣象局提供的降水資料，1959年至2009年期間，各降雨強(qiáng)度值如下表所示。10年一遇最大小時降雨量為58.5mm，20年和50年一遇的最大小時降雨量均為74.7mm。表1－1崇州市氣象站歷年累計氣象資料項目數(shù)值時間項目數(shù)值時間年平均降雨量（mm）1012.4/年最大降雨量（mm）1372.51988最大日降水量266.31995.8.11年最小降雨量（mm）638.22009最大小時降水量（mm/h）74.71992.8.10最大30分鐘降水量（mm）57.51992.8.10最大10分鐘降水量（mm）26.01992.8.10最大6小時降水量（mm）139.41995.8.111.2.2水文梁家山流域?qū)籴航担瑸獒航蟀段骱又Я髦患壷Я?，溝源頭位于崇州南部的雞冠山鄉(xiāng)茍家村的后龍山西麓，由東向西流經(jīng)雞懷公路，在茍家場匯入西河上游文井江。西河發(fā)源于茍家鄉(xiāng)內(nèi)火燒營北麓，向東流自鷂子巖出山口入平原，至元通與味江、干五里河、泊江匯合。元通以上又稱文井江，多年平均逕流量15.2m3/s。自元通以下轉(zhuǎn)向東南流，有沙溝河、向陽河、白馬河流入。再向南流經(jīng)三江鎮(zhèn)的蒙渡入新津縣境。全長109公里，市境內(nèi)長96.8公里工區(qū)段鞍子河自東向西從梁家山溝口前緣流過，沖溝寬度15～30.0m，本段河床縱比降約230.3‰，年均逕流量0.11～0.15m3/s。流域內(nèi)洪水主要由暴雨形成，年最大洪水發(fā)生時間以5～9月居多，其余月次之。洪水匯流速度快，河槽調(diào)蓄能力小，具有山區(qū)河流共有的急漲快落的特征，每次洪水一般經(jīng)歷1～3天左右。梁家山溝常年有少量流水自北向南匯入鞍子河，溝口高差約鞍子河梁家山溝鞍子河梁家山溝圖1-2梁家山溝匯入鞍子河2區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件2.1地形地貌勘查區(qū)位于崇州市西北部的山區(qū)，地處東經(jīng)103°20′32″，北緯30°28′2″，梁家山溝自南向北伸展，屬構(gòu)造侵蝕中切割陡峻中山地貌、斜坡沖溝地形，勘查區(qū)北、東、西三面高，中部及南部低，海拔高程1000～2900m，相對高差1900m。最高峰位于靠近汶川縣的人仁至巖的山脊，海拔高程達(dá)2912m。擬勘查的梁家山溝為樹枝狀的斜坡沖溝，沖溝由2條支溝組成，沖溝切割深度一般5～20m，局部深度較大；溝床坡降為10%～30%、溝坡坡度為302.2地層巖性勘查區(qū)出露的地層巖性主要有第四系崩滑堆積物（Q4del）、第四系沖洪積物（Q4al+pl）、第四系殘坡積物（Q4el+dl）、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組和銅街子組（T1f+t）、泥盆系中統(tǒng)觀霧山組（D2（1）第四系崩滑堆積物（Q4del）主要分布在梁家山溝上段、中段，為梁家山溝泥石流發(fā)生高速滑動后堆積，主要成分為白云巖碎塊石、泥巖碎塊石、含少量粉質(zhì)粘土、粉土，塊石粒徑一般為200～400mm，最大超過5m，呈松散狀堆積于沖溝內(nèi)，厚5m～20m不等，局部超過30m。（2）第四系洪積物（Q4al+pl）主要堆積在梁家山溝下游及溝口一帶，為在沖溝流水作用下沖刷溝內(nèi)松散物后攜帶至溝口一帶堆積，主要成分為泥巖及白云巖碎塊石，粒徑一般為200～300mm，最大超過2m，無分選、結(jié)構(gòu)混亂，下部呈飽水狀。該層厚約5～15m。（3）第四系殘坡堆積物（Q4el+dl）主要分布在沖溝兩岸岸坡表面，為基巖風(fēng)化殘留堆積物，主要成分為碎塊石土、含碎塊石粉質(zhì)粘土，該層厚約0.5～1.5m，局部地段厚約5～10m。（4）三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組和銅街子組（T1f+t）：分布于梁家山溝南部，與泥盆系中統(tǒng)觀霧山組（D2g（5）泥盆系中統(tǒng)觀霧山組（D2g）：分布于梁家山溝北部，與三疊系下統(tǒng)成不整合接觸，巖性主要為灰色、深灰色細(xì)～中晶白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r，主要由碳酸鹽礦物等組成，細(xì)～中2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震2.3.1地質(zhì)構(gòu)造勘查區(qū)在構(gòu)造體系上屬于龍門山華夏系構(gòu)造體系之一的九頂山華夏系構(gòu)造，勘查區(qū)內(nèi)發(fā)育一斷層（F1）屬于二王廟斷層，北東延入綿陽，南西延入邛崍。斷層走向北東30°～60°，一般為45°，斷面傾向310°～330°，傾角40°～53°，為壓扭性斷層?？辈閰^(qū)內(nèi)基巖多處出露，除在斷層破碎帶附近產(chǎn)狀凌亂多邊之外，其他地方產(chǎn)狀較穩(wěn)定，為286°～330°∠30°～38°。節(jié)理裂隙發(fā)育，主要為兩組：L1：110°～135°∠40°～46°，間距0.2～0.8m，延伸1～5L2：210°～230°∠65°～80°，間距0.5～2m，延伸0.5～4m2.3.2地震活動調(diào)查區(qū)新構(gòu)造運動以地殼的間歇性不均衡抬升為主，主要表現(xiàn)為河谷縱向侵蝕和老構(gòu)造不同程度的復(fù)活。其具體表現(xiàn)有文井江間歇性下切、溫泉出露、沿河谷兩岸臺地發(fā)育、谷坡陡峻等。調(diào)查區(qū)處在映秀－北川強(qiáng)震帶的東側(cè)，特別是“5.12”大地震后。屬汶川－北川強(qiáng)震帶的波及影響區(qū)，地震基本烈度為8度。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）國家標(biāo)準(zhǔn)第1號修改單及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001），該區(qū)地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s。圖2-1構(gòu)造地質(zhì)圖2.4水文地質(zhì)條件勘查區(qū)構(gòu)造運動強(qiáng)烈，斷裂發(fā)育，地層破碎，加之雨量充沛，氣候潮濕，地下水資源豐富，地下水類型為基巖裂隙水和松散層潛水。1、松散堆積巖類（Q）孔隙水本類地下水可分為沖洪積、洪坡積物、殘坡積物、崩塌堆積物、滑坡堆積物等松散堆積孔隙水（上層滯水）。主要分布在勘查區(qū)斜坡體上的表層，屬潛水（上層滯水），是勘查區(qū)最為主要的地下水類型，其分布及水位、水量受季節(jié)性降雨、地層巖性、地形條件等影響較大。主要接受大氣降雨、基巖裂隙水等補(bǔ)給，補(bǔ)給條件較好，以蒸發(fā)、沿土體內(nèi)部孔隙或基巖裂隙下滲、向梁家山溝滲流的方式排泄，徑流排泄條件好。2、碎屑巖類裂隙孔隙水由三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組和銅街子組（T1f+t）薄～中厚層狀鈣質(zhì)泥質(zhì)細(xì)～粉砂巖夾同色砂質(zhì)泥巖、薄層泥質(zhì)灰?guī)r和泥盆系中統(tǒng)觀霧山組的細(xì)～中晶白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r2.5人類工程活動勘查區(qū)原為天然林保護(hù)區(qū)，早已封山育林多年，勘察區(qū)內(nèi)植被很好，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動較少。該區(qū)域現(xiàn)階段主要人類工程活動為居民點附近修建民房過程中產(chǎn)生的部分邊坡、鞍子河電廠梁家山溝取水設(shè)施以及重慶市九龍坡區(qū)援建的通往居民點附近的水泥公路。修建民房過程中所產(chǎn)生的邊坡僅有一段采用了防治措施（見圖2-3），長約20m，高約4m，修建者對部分段已采用高約4m的干砌塊石擋墻進(jìn)行支擋，擋墻寬約0.7m。援建水泥公路寬約3m，是在原有路基基礎(chǔ)上進(jìn)行硬化，泥石流流域內(nèi)未形成切坡，水泥公路與泥石流溝相交一般采用小涵洞通過，影響泥石流沖積物向鞍子河的疏導(dǎo)。干砌塊石擋墻干砌塊石擋墻圖2-3干砌塊石擋墻鞍子河電廠在梁家山溝中設(shè)有取水設(shè)施，主要為一進(jìn)水口和檢修閥。進(jìn)水口將梁家山溝中的大部分水源引入地下通道中（見圖2-4），穿過梁家山溝泥石流流域東側(cè)山陵，最終進(jìn)入電廠發(fā)電，詳細(xì)分布見平面圖（1：1000）。進(jìn)水口位于ZK2北側(cè)，如照片中顯示，進(jìn)水口以下溝中流水極少，其最終匯入鞍子河的水量較少。梁家山溝泥石流爆發(fā)時將該進(jìn)水口以及檢修閥門和通道全部堵塞，后經(jīng)搶險救災(zāi)才恢復(fù)，現(xiàn)已正常使用，流域內(nèi)居民點所用的電均來自該電廠。檢修閥門進(jìn)水口檢修閥門進(jìn)水口圖2-4鞍子河電廠梁家山溝進(jìn)水口及檢修閥門3泥石流形成條件分析3.1地形地貌及溝道條件泥石流形成區(qū)一般可分為清水區(qū)和物源區(qū)，梁家山溝泥石流形成區(qū)為兩支溝開叉處至北側(cè)山脊，由于清水區(qū)內(nèi)山高坡陡，易受強(qiáng)震影響，形成物源，所以梁家山溝泥石流形成區(qū)的物源區(qū)與清水區(qū)基本一致，則本文中將兩區(qū)地形地貌條件一起敘述。3.1.1形成區(qū)地形地貌條件形成區(qū)由兩溝開叉處至北側(cè)山脊，縱長約1.8km，橫寬約1.8km，流域面積約2.88km2，占整個梁家山溝流域面積55%。平面形態(tài)呈瓢狀，地勢上北、東、西三面高，且地勢陡峻，中部及南部低，高程1470～2900m，相對高差1430m。梁家山溝平面形態(tài)呈樹枝狀，主要由2條支溝組成，其中1#支溝長約1.14km，又開叉為兩條小支溝；2#支溝長約0.6km。沖溝切割深度一般3～6m，局部深度較大達(dá)到20m?？v坡坡降較陡，坡降一般為10%～30%，兩側(cè)溝坡坡度為30～60°，局部超過70°。迭水坎多，橫斷面呈“U”形?？辈閰^(qū)為天然林保護(hù)區(qū)，已封山育林多年，溝兩側(cè)植被，地震期間破壞植被較少，被破壞區(qū)主要位于流域北面和東面地勢陡峻處，破壞形式主要為“剝皮”現(xiàn)象和滑塌，此種地段易形成物源綜上所述，形成區(qū)形成區(qū)形成區(qū)3.1.2流通堆積區(qū)地形地貌條件梁家山溝泥石流的流通區(qū)和堆積區(qū)并無嚴(yán)格的區(qū)分，只能根據(jù)現(xiàn)階段泥石流堆積物分布情況來確定。兩溝交匯處下方除存在1＃物源點之外無其他物源點，且植被發(fā)育，未被強(qiáng)震破壞，至擬設(shè)1#疏齒壩下方溝道逐漸變寬，縱坡逐漸變緩，所以將兩溝交匯處至擬設(shè)1#疏齒壩下方敞開處定為流通區(qū)?，F(xiàn)階段泥石流主要堆積至鉆孔ZK1前方，鉆孔ZK1前方溝道兩側(cè)岸坡較陡，高約4～6m，縱坡坡降較緩，為天然停淤場地，其下方溝道狹窄且坡降較緩，所以將擬設(shè)1#疏齒壩附近至鞍子河溝口定位堆積區(qū)。詳細(xì)分區(qū)見平面圖。流通堆積區(qū)縱長約2.7km，橫寬約1.2km，流域面積約2.42km2，占梁家山溝泥石流流域面積的45%。平面形態(tài)呈長扇形，地勢上東、西兩面高，地勢高低起伏，中間及南部低。溝內(nèi)分布高程為975~1435m，相對高差460m；溝西側(cè)山坡分布高程為987~1727m，相對高差740m；溝東側(cè)山坡分布高程為973~1950m，相對高差977m。流通堆積區(qū)在地形地貌上整體東面高，地勢陡峭，分布廣。泥石流沖溝溝寬一般10~30m，溝形橫斷面呈“U”形?？v溝坡降陡緩以ZK2分界，大致為流通區(qū)坡降較陡，一般為10%～30%，可見多處迭水坎，局部高差約2m；堆積區(qū)坡降較緩，一般為2%～10%。沖溝兩側(cè)溝坡坡度為30～60°，局部超過70°流通區(qū)內(nèi)有一處居民點，位于1#物源點對面，建筑物面積約200m2，為木結(jié)構(gòu)，有2戶6堆積區(qū)內(nèi)主要為居民點，民房較多，一般為磚混結(jié)構(gòu)，樓房僅一處，為4層，建筑物面積約3600m2，常住人口約38戶114人。堆積區(qū)原有水溝溝寬一般為2~4m，排導(dǎo)能力較小。堆積區(qū)內(nèi)有水泥公路通往各民房處，水泥公路與泥石流沖溝有多處相交，一般采用小涵洞通過，小涵洞一般高約1～2綜上所述，流通堆積區(qū)在3.2物源條件3.2.1崩滑堆積物源此類物源為梁家山溝泥石流的主要物源，其主要位于形成區(qū)內(nèi)北側(cè)山脊以及東側(cè)山脊，其形成原因主要是成都理工大學(xué)許強(qiáng)教授所提及的“剝皮”現(xiàn)象，在強(qiáng)震作用，地勢較高的山脊段由于地應(yīng)力集中，且振幅大，植被被大面積的破壞，山體表層以及裂隙發(fā)育段易產(chǎn)生巖體崩滑現(xiàn)象。由于其分布范圍廣，無法嚴(yán)格區(qū)分，所以本勘查區(qū)主要將其分為3個物源點，主溝內(nèi)以中間山脊為界分為2處，支溝內(nèi)定位1處。2＃物源2＃物源3＃物源圖3-22＃物源和3＃物源遠(yuǎn)景照2＃物源2＃物源3＃物源圖3-32＃物源和3＃物源遠(yuǎn)景照4＃4＃物源圖3-44＃物源遠(yuǎn)景照4＃4＃物源圖3-54＃物源遠(yuǎn)景照2＃物源分布長度約800m，分布寬度約700m，分布區(qū)域面積約56×104m2，坡面分布厚度0～4m，平均厚度考慮為1m，其靜儲量為56×104m3。3＃物源分布長度約800m，分布寬度約800m，分布區(qū)域面積約64×104m2，坡面分布厚度0～5m，平均厚度考慮為1m，其靜儲量為64×104m3。4＃物源分布長度約700m，分布寬度約400m，分布區(qū)域面積約28×104m2，坡面分布厚度0～5m，平均厚度考慮為1m，其靜儲量為28×104m3.2.2溝道堆積物源梁家山溝溝道內(nèi)堆積大量泥石流堆積物，主要為“5.12”地震后所誘發(fā)泥石流堆積形成。堆積物主要分布于山脊下方坡腳至鉆孔ZK1段，分布長度約3.9km，現(xiàn)場調(diào)查以及群眾走訪，泥石流溝堆積物厚度平均約3m，溝道平均寬度約3m，則溝道堆積物源的靜儲量約為23.4×104m溝道物源溝道物源圖3-6溝道堆積物源3.2.3坡面侵蝕物源由于梁家山溝流通區(qū)及堆積區(qū)溝道兩側(cè)岸坡植被發(fā)育，未受強(qiáng)震破壞，而兩側(cè)岸坡坡度一般較陡，約為30°～60°，坡腳隨意可見基巖出露，可見兩側(cè)岸坡土體較薄，所以不考慮坡面侵蝕物源。3.2.4滑坡堆積物源梁家山溝泥石流滑坡堆積物源僅1處位于擬建1＃疏齒壩和1＃谷坊壩之間有一滑坡，該滑坡長約400m，寬約200m，滑體平均厚度約10m，其方量約80×104m3。該滑坡為強(qiáng)震所誘發(fā)，地震時發(fā)生滑移，滑坡堆積體松散堆積于其前緣的溝道中，堵塞泥石流溝，堵塞段長約滑坡后緣壁1＃滑坡后緣壁1＃物源圖3-71＃物源近照前緣坡腳前緣坡腳圖3-8滑坡前緣坡腳3.2.5泥石流物源的轉(zhuǎn)化關(guān)系泥石流物源的轉(zhuǎn)化關(guān)系是非常復(fù)雜的，主要從以下幾個方面分析與評價：(1)固體物源本身的穩(wěn)定性分析與評價；(2)坡體的坡度角與坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)及溝道的縱坡降分析與評價；(3)暴雨強(qiáng)度與洪水沖刷（或攜帶）能力的分析與評價。根據(jù)以上3條對各類物源進(jìn)行分析，考慮其可能參與泥石流活動的動儲量。（1）滑塌堆積物源主要沿斜坡坡面零星松散堆積，可能參與泥石流活動的動儲量主要為呈巖堆形式的松散體，經(jīng)過“5.12”地震以及2年多的降雨等作用，從現(xiàn)場調(diào)查情況可知此類松散體一般規(guī)模較小，一般堆積于坡腳下方，而坡腳下方一般穩(wěn)定性較好，所以整體上3處物源可能參與泥石流的可能性較小，綜合考慮約為靜態(tài)總儲量的5％，約為6.4×104（2）對于溝道堆積物源，由于梁家山溝縱坡坡腳較陡，一般為100‰～300‰，且流域面積較大，所以溝道堆積物源參與泥石流活動的可能性較大。綜合考慮約為其靜態(tài)儲量的50％，約為11.7×104（3）對于1＃物源的滑坡，該滑坡整體參與泥石流的可能性較小，其主要是滑坡前緣受泥石流沖刷而造成局部滑塌進(jìn)入泥石流溝道中，從而參與泥石流活動，可能參與泥石流活動的動儲量約為4.0×104綜上所述，梁家山溝泥石流物源豐富，物源靜態(tài)總儲量約為155.4×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量約為22.13.3水源條件水源條件是泥石流活動的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，梁家山溝泥石流的水源主要是大氣降水和地下水，暴雨是泥石流的主要誘發(fā)條件。根據(jù)崇州市氣象局提供的降水資料，1959年至2009年期間，各降雨強(qiáng)度值如下表所示。年平均降雨量為1012.4mm，最大日降水量為266.3mm，年最大降雨量為1372.5mm，年最小降雨量為638.2mm，最大10分鐘降水量為26.0mm，最大30分鐘降水量為57.5mm，最大6小時降水量為139.4mm。10年一遇最大小時降雨量為58.5mm，20年和50年一遇的最大小時降雨量均為74.7mm。崇州市近50年來累計降雨詳細(xì)資料見表1-1?？梢娫摰貐^(qū)降雨量充沛，大氣降雨為泥石流沖溝補(bǔ)給地表水源，為泥石流形成提供了充足水源，為泥石流形成創(chuàng)造了條件。松散物質(zhì)在暴雨作用下容易賦存地表水，當(dāng)松散物質(zhì)賦存的水體達(dá)到一定程度時，松散物質(zhì)沿高陡坡面流動形成泥石流；泥石流體將整個泥石流溝全部填滿。如此豐富的物源、如此大的匯水面積和較陡的地形為泥石流發(fā)生發(fā)育提供了物質(zhì)條件和地形條件。4泥石流基本特征4.1泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情、危害性分析4.1.1泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情根據(jù)現(xiàn)場走訪，梁家山溝在附近居民記憶中并未爆發(fā)過泥石流，僅于地震后的2008年5月16日～18日在連續(xù)強(qiáng)降雨條件下發(fā)生了一次泥石流，持續(xù)時間約3個小時，此次泥石流爆發(fā)一次性沖積物約23.4萬方，沖積物堆至ZK1附近，居民點附近沖積物堆積物厚度一般為3～4m，沖毀公路約1.2km，淹沒房屋500m2，沖毀電線桿4根，堵塞涵洞兩處，堵塞鞍子河電廠梁家山溝進(jìn)水口和檢修閥，幸無人員傷亡，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約300萬元。根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T-2006）表3，該泥石流災(zāi)害危險性等級劃分為中型根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，沖溝附近即居民修建房子的地基以及鉆探揭露情況來看，梁家山溝在歷史上爆發(fā)過一次或者多次泥石流（如照片4-1所示），居民點附近泥石流沖積物厚度約為8m歷史最高泥位原始泥石流沖積物歷史最高泥位原始泥石流沖積物4.1.2泥石流危險區(qū)及范圍根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》的表5，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，將梁家山溝泥石流危險區(qū)劃分為4個區(qū)，分別為極危險區(qū)、危險區(qū)、影響區(qū)和安全區(qū)，詳細(xì)分區(qū)見平面圖。極危險區(qū)包括泥石流、洪水能直接到達(dá)的地區(qū)以及歷史上最高泥位（見圖4-1）或水位線及泛濫線的以下地區(qū)，梁家山溝泥石流極危險區(qū)為主溝至兩側(cè)泥石流最高泥位，主要威脅部分民房、鞍子河電廠梁家山溝進(jìn)水口以及水泥公路。危險區(qū)包括：=1\*GB3①最高泥位或水位線以上加堵塞后的壅高水位以下的淹沒區(qū)，潰壩后泥石流可能到達(dá)的地區(qū)；=2\*GB3②河溝兩岸崩坍、滑坡后緣裂隙以上50～100m范圍內(nèi)以及可能發(fā)生災(zāi)害的地區(qū)。梁家山溝泥石流危險區(qū)主要為居民點附近，主要威脅民房及人民群眾的生命財產(chǎn)安全。將極危險區(qū)和危險區(qū)以外的劃為影響區(qū)和安全區(qū)。由于梁家山溝泥石流影響區(qū)內(nèi)構(gòu)筑物和居民較少，所以在此不單獨敘述。4.1.3泥石流堵潰下游河道的可能性泥石流常常在短時間內(nèi)將大量固體物質(zhì)匯入主溝，當(dāng)泥石流沖出量大，就可能導(dǎo)致主河流堵塞，形成暫時性的水壩，有的經(jīng)過一段時間的截流蓄水造成潰壩。此外，泥石流堵溝后大量泥砂停淤造成河床淤積和河道擺動，并將大量泥砂輸入主河，使主河含砂量增加，進(jìn)而影響沿岸防洪，因而有必要對梁家山溝的堵潰下游河道的可能性進(jìn)行判定。鞍子河鞍子河圖4-2梁家山溝溝口鞍子河情況ZK1ZK1圖4-3ZK1北側(cè)天然停淤場圖4-4ZK1南側(cè)基本無泥石流堆積物根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，梁家山溝現(xiàn)階段無明顯的堆積區(qū)，未形成堆積扇，堆積區(qū)長約1.3km，僅堆積至ZK1附近，未至鞍子河溝口，而ZK1至鞍子河入口處無泥石流沖積物（見圖4-4），鞍子河電廠在ZK2附近的進(jìn)水口將溝中大量流水截走，致使其下游缺乏水動力，泥石流堆積物缺乏動力往前延伸；另一方面，鉆孔ZK1前方溝道兩側(cè)岸坡較陡，高約4～6m，縱坡坡降較緩，為天然停淤場地（見圖4-3），其下方溝道狹窄且坡降較緩，不利于泥石流堆積物排至鞍子河中。綜上所述，4.2泥石流各區(qū)段沖淤特征梁家山溝泥石流可分為三個區(qū)，分別為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)，如平面圖（1：5000）所示。形成區(qū)又可分匯水動力區(qū)（清水區(qū)）和固體物質(zhì)補(bǔ)給區(qū)（物源區(qū)），由于梁家山溝泥石流形成區(qū)的物源區(qū)與清水區(qū)基本一致，主要是由于清水區(qū)內(nèi)山高坡陡，易受強(qiáng)震影響，形成物源，所以本文不對清水區(qū)和物源區(qū)的沖淤特征分開描述。4.2.1形成區(qū)沖淤特征形成區(qū)主要由流域范圍邊界的山脊至主溝和支溝交匯處，為泥石流提供了豐富的物源和水源，見圖3-1。形成區(qū)內(nèi)物源豐富，如表3-1中所示，形成區(qū)為梁家山溝泥石流物源最主要的分布區(qū)域，主要分布于流域北部山脊以及支溝東部山脊，方量約為128×104m3，占梁家山溝泥石流物源的82％。匯水面積占整個泥石流的55％。形成區(qū)內(nèi)泥石流物源主要為塊石，粘土含量泥石流堆積物分布特征（如圖4-5）一般是溝兩側(cè)岸坡大，最大粒徑約2m，溝中央地帶零星可見大粒徑塊石，主要是由于其岸坡的陡峭地帶易于形成掉塊、崩塌；流水沖溝附近塊石粒徑小，塊體粒徑一般為50mm～20形成區(qū)1形成區(qū)1圖4-5形成區(qū)堆積物分布特征4.2.2流通堆積區(qū)沖淤特征梁家山溝泥石流今年來并未爆發(fā)泥石流，至今無嚴(yán)格的泥石流堆積區(qū)可供現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)場調(diào)查中強(qiáng)震后誘發(fā)的泥石流沖積物主要堆積于擬設(shè)疏齒壩處下方至鉆孔ZK1處，部分細(xì)小顆粒被溝內(nèi)流水?dāng)y帶至鞍子河中，大部份停滯于ZK1北側(cè)即前文中所提及的天然停淤場中。流通區(qū)內(nèi)泥石流堆積物主要為塊石土，主要由塊石、碎石以及少量粘土等組成，如圖4-6中所示，流通區(qū)內(nèi)大粒徑塊石較多，粒徑一般為200～500mm，主要分布于溝中央地帶，少量于彎道溝坡處停滯，零星可見粒徑大于1m的，但大粒徑塊石一般插入塊石土中。但于流通區(qū)彎道地段以及較長的平緩地段仍可見碎石土，主要是由于泥石流爆發(fā)過程中在該地段缺少動力而停滯于此。堆積區(qū)內(nèi)泥石流堆積物（見圖4-7）主要由碎石土組成，夾少量塊石，其中粘土含量約為總量的10％～15％，碎石粒徑一般為20～200mm，塊石粒徑一般為200～1000mm，塊石含量約為總量的1～3％。綜上所述，泥石流堆積物整體上由流通區(qū)至堆積區(qū)塊體粒徑逐漸減小，但流通區(qū)部分地段仍可見粒徑較小的碎石土，堆積區(qū)部分地段可見不少大粒徑的塊石，局部粒徑大于2m，停滯于堆積區(qū)的碎石土中。流通區(qū)流通區(qū)圖4-6泥石流流通區(qū)堆積物分布特征堆積區(qū)堆積區(qū)4.3泥石流堆積物特征4.3.1泥石流堆積物顆粒特征4.3.2泥石流堆積物疊置關(guān)系及成因分析4.4泥石流發(fā)生頻率和規(guī)模根據(jù)現(xiàn)場走訪，梁家山溝在附近居民記憶中并未爆發(fā)過泥石流，僅于地震后的2008年5月16日～18日在連續(xù)強(qiáng)降雨條件下發(fā)生了一次泥石流，此次泥石流爆發(fā)一次性沖積物約23.4萬方，沖積物堆至ZK1附近，居民點附近沖積物堆積物厚度一般為3～4m，沖毀公路約1.2km，淹沒房屋500m2，沖毀電線桿4根，堵塞涵洞兩處，堵塞鞍子河電廠梁家山溝進(jìn)水口以及檢修閥，幸無人員傷亡，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約3根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，沖溝附近即居民修建房子的地基以及鉆探揭露情況來看，梁家山溝在歷史上爆發(fā)過一次或者多次泥石流，居民點附近泥石流沖積物厚度約為8m。所以綜合將梁家山溝泥石流定為低頻泥石流（1次/20年～50年）。梁家山溝泥石流從水體供給上屬暴雨泥石流、從土體供給上屬坡面侵蝕型泥石流、從集水區(qū)地貌特征上為溝谷型泥石流、按沖出物成分上為稀性泥石流。該泥石流溝今年5月16日～18日發(fā)生的泥石流一次性堆積物達(dá)23.4萬方，而溝內(nèi)尚有132萬方的松散物，故該泥石流溝從規(guī)模上為大型泥石流（見表4-1）。表4-1泥石流爆發(fā)規(guī)模分類分類指標(biāo)特大型大型中型小型泥石流一次堆積總量（104>10010～100√1～10<1泥石流洪峰量（m3/s）>200100～20050～100√<504.5泥石流的成因機(jī)制和引發(fā)因素4.5．1泥石流成因1、地形梁家山溝屬構(gòu)造侵蝕中切割陡峻低山—中山地貌、斜坡沖溝地形，勘查區(qū)北、東、西三面高，中部及南部低，梁家山溝長約4.8km，源頭高程2912m，溝口高程1000m，相對高差1912m，平均縱坡降391‰。梁家山溝流域內(nèi)海拔高程1000～2912m，相對高差1912m，最高峰位于靠近汶川縣的人仁至巖山脊，海拔高程達(dá)2912m。梁家山溝為樹枝狀的斜坡沖溝，沖溝由2條支溝組成，沖溝切割深度一般5～20m，局部深度較大；溝床坡降為100‰2、物源該溝地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，斷裂帶巖體破碎，經(jīng)多次構(gòu)造運動節(jié)理裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化殼厚，在重力和動水壓力作用下常形成滑坡、崩塌為泥石流形成提供固體物源，特別是“5.12”特大地震引發(fā)大量崩塌、滑坡堆積溝床，為泥石流暴發(fā)儲存了豐富物源。梁家山溝泥石流物源區(qū)的主溝以及支溝內(nèi)存貯有豐富的固體物質(zhì)。固體物質(zhì)補(bǔ)給集中，數(shù)量大，穩(wěn)定性較差，溝谷時陡時深時狹的地形特點十分有利于泥石流的形成和活動，容易發(fā)生泥石流災(zāi)害。3、水源該溝常年有水，支溝多為季節(jié)性沖溝。該地區(qū)降雨量充沛，年平均降雨量1012.4㎜，24h最大降雨量為257.00mm（鞍子河，1966.7.26~7.27），雨日和雨量均為夏多冬少，春季為176.1㎜，夏季為588.0mm，秋季218.4mm，冬季為29.9mm。大氣降雨為泥石流沖溝補(bǔ)給地表水源，為泥石流形成提供了充足水源，為泥石流形成創(chuàng)造了條件。為沖溝補(bǔ)給地表水源，為泥石流形成提供了充足水源，特別是地域性大到暴雨為泥石流暴發(fā)提供了豐富水源，在狹窄陡深的溝谷中產(chǎn)生強(qiáng)大的動能。這為泥石流的產(chǎn)生提供了動力。綜上所述，梁家山溝泥石流形成的固體物質(zhì)、水源條件和地形條件，都有利于泥石流的發(fā)生和活動。4.5.2泥石流的引發(fā)因素調(diào)查表明，梁家山溝泥石流是在強(qiáng)震后連續(xù)降雨的4～6天內(nèi)爆發(fā)泥石流的。在地震中，巖體受到猛烈沖擊，大部分當(dāng)時就發(fā)生巖體崩塌甚至山體大面積崩塌、滑動，部分當(dāng)時未發(fā)生崩塌的因震后巖體已松動，形成大量松散物質(zhì)，滑入溝中，將形成泥石流的物源。另一方面，形成區(qū)內(nèi)在集中降雨作用下夾帶物源中的松散物質(zhì)匯集至溝谷中，由于流體富含泥沙，比重較大，且流域相對高差大，地形陡峻，匯集過程中勢能轉(zhuǎn)化為動能，其流速較快，沖擊侵蝕能力較強(qiáng)，其快速掏蝕流通區(qū)溝岸坡腳，導(dǎo)致溝岸大面積發(fā)生崩滑，松散物源迅速補(bǔ)充至流體中，加之其下蝕作用強(qiáng)烈，原溝底的松散堆積物也進(jìn)入泥石流中，導(dǎo)致流體中固體物質(zhì)含量迅速增多，并成為稀性泥石流，沿溝沖出，形成泥石流。綜上所述，地震和降雨使梁家山溝泥石流最主要的引發(fā)因素。5泥石流基本特征值的計算 5.1泥石流流體重度5.1.1現(xiàn)場配漿法現(xiàn)場請曾親眼目睹梁家山溝泥石流暴發(fā)的村民2人，在位于ZK4附近的堆積區(qū)以及TC4附近的流通區(qū)，選取有代表性的堆積物攪拌成爆發(fā)時泥石流流體狀態(tài)，進(jìn)行樣品鑒定，然后分別測出二件樣品的總質(zhì)量和總體積，按下式求出泥石流流體重度：γc＝式中：γc：泥石流流體狀態(tài)密度（t/m3）；GC：模擬試驗配制流態(tài)樣品重量（t）；V：模擬試驗配制流態(tài)樣品體積（m3）。表5-1 根據(jù)現(xiàn)場試驗測定泥石流重度結(jié)果如下表序號W(kg)V(m3)γc(tm3)均值11090.06281.741.7021010.0611.66圖5-1現(xiàn)場重度配漿試驗5.1.2查表法據(jù)數(shù)量化評分（N）與重度（γc）、（1+φ）關(guān)系對照（見《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）附錄G表G.2），泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評分（N）見下文中表6-1，，可知N=84，則泥石流重度γc＝1.579t/m3。5.1.3綜合取值綜合考慮現(xiàn)場配漿法和查表法所得泥石流流體重度值，綜合取值γc＝1.64t/m3。5.1.4泥石流固體物質(zhì)比重對于泥石流固體物質(zhì)比重采用現(xiàn)場大重度試驗確定。本次勘查過程中于堆積區(qū)（TC4、TC5、TC8附近）和流通區(qū)（ZK4附近）各取一組樣進(jìn)行現(xiàn)場大重度試驗，試驗結(jié)果如下表5-2，則γH＝1.75t/m3。表5-2泥石流固體物質(zhì)比重現(xiàn)場大重度試驗結(jié)果統(tǒng)計表試驗編號ZK4附近TC4附近TC5附近TC8附近比重（t/m3）2.762.712.582.96平均值（t/m3）2.755.2泥石流流量5.2.1雨洪法在泥石流與暴雨同頻率、且同步發(fā)生、計算斷面的暴雨洪水設(shè)計流量全部轉(zhuǎn)變成泥石流流量的假設(shè)下建立的計算方法。⑴設(shè)計頻率條件下的暴雨洪水設(shè)計流量計算采用中鐵西南科學(xué)研究院譚炳炎教授推薦的公式計算，其公式為：式中：QP——頻率為P的暴雨洪水設(shè)計流量（m3/s）；RP——頻率為P的小時最大降雨量（mm）；i——產(chǎn)流系數(shù)，取值范圍0.3～0.8，該泥石流取0.5；F——流域面積（km2）。⑵頻率為P的泥石流峰值流量計算公式：Qc=（1＋φ）·Qp·Dc式中：Qc—頻率為P的泥石流洪峰值流量（m3/s）；Qp—頻率為P的暴雨洪峰值流量（m3/s）；φ—泥石流泥砂修正系數(shù)，φ=（γc－γw）/(γH－γc)；Dc—泥石流堵塞系數(shù)值，根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）附錄I表I.1，取Dc=1.6。計算結(jié)果如下：表5-3梁家山溝泥石流雨洪法流量計算結(jié)果控制斷面位置P小時降雨量mm產(chǎn)流系數(shù)流域面積km2經(jīng)驗系數(shù)洪水流量m3/s系數(shù)堵塞系數(shù)峰值泥石流流量m3/sRpiFk1Qp1+φDcQc5-5剖面5%74.70.53.50.27836.341.581.691.8710%58.50.53.50.27828.461.581.671.956-6剖面5%74.70.53.10.27832.191.581.681.3710%58.50.53.10.27825.211.581.663.725.2.2形態(tài)調(diào)查法在梁家山溝泥石流溝道中分別選擇擬建1＃疏齒壩和擬建1＃谷坊壩所處斷面作為測流斷面，該兩斷面均較順直、斷面變化不大、無阻塞、無回流、上下溝槽無沖淤變化、具有較清晰泥痕的溝段。計算公式如下：Qc=Wc·Vc式中：Qc—泥石流洪峰值流量（m3/s）；Wc—泥石流過流斷面面積（m2）；Vc—泥石流斷面平均流速（m/s），其計算見下文中5.3。表5-4 梁家山溝泥石流過流斷面實測統(tǒng)計表序號位置發(fā)生時間溝谷底寬（m）溝谷頂寬（m）泥位高度（m）溝底比降（‰）斷面面積（m2）流速（m/s）流量（m3/s）15—5′剖面2008.5.1815.119.60.6518911.27756.977.8126-6′剖面2008.5.182.9812.20.982547.4747.1853.665.2.3綜合取值雨洪法對5—5′剖面、6—6′剖面的10年一遇和20年一遇兩種頻率下的峰值泥石流流量分別進(jìn)行了計算，其爆發(fā)頻率與降雨條件完全一致，可認(rèn)為其誘因是降雨；而形態(tài)調(diào)查法只是根據(jù)現(xiàn)場泥痕情況下對兩剖面分別進(jìn)行了估算，本次泥石流爆發(fā)誘因主要是強(qiáng)震和降雨，所以對以上3種值進(jìn)行平均取值。5—5′剖面為本報告所建議擬建疏齒壩位置，所以其值為本報告所建議值。表5-5泥石流流量綜合取值表控制斷面位置雨洪法形態(tài)調(diào)查法峰值泥石流流量Qc（m3/s）5%10%5-5剖面91.8771.9577.8180.546-6剖面81.3763.7253.6666.255.3泥石流流速計算泥石流流速是決定泥石流動力學(xué)性質(zhì)最重要的參數(shù)之一，目前泥石流流速計算公式多為半經(jīng)驗或經(jīng)驗公式。梁家山溝泥石流屬稀性泥石流，稀性泥石流的流速計算公式有西南地區(qū)（鐵二院）公式、北京市政設(shè)計院推薦的北京地區(qū)經(jīng)驗公式、鐵三院經(jīng)驗公式以及鐵一院（西北地區(qū)）經(jīng)驗公式等計算公式，由于崇州市位于西南地區(qū)，所以本報告選擇西南地區(qū)（鐵二院）公式：式中：Vc：泥石流斷面平均流速（m/s）；1/n：清水河床糙率系數(shù)，查水文手冊，本報告中取10.0；R：水力半徑（m），一般可用平均水深H（m）代替；I：泥石流水力坡度(‰)，采用溝床縱坡坡降代替(‰)。計算結(jié)果如下表：表5-7梁家山溝泥石流流速計算結(jié)果斷面位置稀性斷面流速m/s固體重度t/m3系數(shù)清水河床糙率系數(shù)水力半徑m水力坡度‰Vcγhφ1/nRI5-5剖面6.902.750.5810.02.01896-6剖面7.182.750.6410.01.72545.4一次泥石流過流總量一次泥石流總量Q可通過計算法和實測法確定。實測法精度高，但因往往不具備測量條件，只是一個粗略的概算。計算法根據(jù)泥石流歷時T（s）和最大流量Qc（m3/s），按泥石流暴漲暴落的特點，將其過程線概化成五角形，按下式計算：Q=K·T·Qc式中：K值的變化隨流域面積（F）的大小而變化。K—當(dāng)F<5km2時，K=0.202；當(dāng)5km2<F<10km2時，K=0.113；當(dāng)10km2<F<100km2時，K=0.0378，本報告中所取兩個斷面流域面積均小于5kmT—泥石流持續(xù)時間（s），梁家山溝泥石流爆發(fā)時持續(xù)了約3個小時。Qc—最大流量（m3/s）。表5-8一次泥石流過流總量計算結(jié)果表控制斷面位置PKT(s)QC(m3/s)Q(m3)5-5剖面5%0.2021080091.87200426.710%0.2021080071.95156960.76-6剖面5%0.2021080081.37177520.810%0.2021080063.72139022.35.5一次泥石流固體沖出物一次泥石流沖出的固體物質(zhì)總量QH（m3）按下式計算：QH=Q(γc－γw)/(γH－γw)式中：γH—泥石流固體物質(zhì)比重（t/m3）,γH=2.75t/m3；γc—泥石流容重(t/m3)，γc=1.64t/m3；γw—水容重（t/m3）；Q—一次泥石流過流總量（m3）。計算結(jié)果見下表：表5-9一次泥石流固體沖出物控制斷面位置PQ(m3)γc(t/m3)γw(t/m3)γH(t/m3)QH（m3）5-5剖面5%2004271.6412.7573298.9210%1569611.6412.7557402.776-6剖面5%1775211.6412.7564921.910%1390221.6412.7550842.455.6泥石流整體沖壓力本報告對于泥石流整體沖壓力采用鐵二院（成昆、東川兩線）公式：δ=λ·γc·Vc2·sinα/g式中：δ—泥石流沖擊壓力（Pa）；g—重力加速度（m/s2），取g＝9.8m/sα—建筑物受力面與泥石流沖壓力方向的夾角（°）；λ—建筑物形狀系數(shù)，方形為1.47，矩形為1.33，圓形、尖端圓端形為1；Vc—泥石流斷面平均流速（m/s）；計算結(jié)果見下表：表5-10泥石流整體沖壓力計算結(jié)果表沖擊壓力kPa形狀系數(shù)重度t/m3重力加速度m/s2流速m/s沖擊方向角δλγcgVcα9.841.331.5239.86.99010.751.331.5379.87.18905.7泥石流爬高和最大沖起高度1、泥石流最大沖起高度△H計算公式：△H=Vc2/2g2、泥石流爬高△H計算公式：△H=b·Vc2/2g≈0.8Vc2/g式中：b—迎水面坡度的函數(shù)。泥石流溝典型位置的沖高和爬高計算成果見下表。表5-11 計算參數(shù)及計算結(jié)果最大沖起高度爬高流速重力加速度△H(m)△H(m)Vc(m/s)g(m/s2)2.433.896.99.82.634.217.189.85.8泥石流彎道超高由于泥石流流速快，慣性大，故在彎道凹岸處有比水流更加顯著的彎道超高。計算彎道超高的公式：△H=2.3V2c/g·lg(R2/R1式中：△H—彎道超高（m）；R2—凹岸曲率半徑(m)，21.79mR1—凸岸曲率半徑（m），18.18Vc—流速（m/s）；g—重力加速度（m/s2）。典型彎道選擇擬建1＃疏齒壩（5-5′剖面）處彎道，彎道內(nèi)外半徑根據(jù)圖測確定，將所得數(shù)據(jù)代入公式計算求得△H，見下表，與現(xiàn)場實測情況基本一致。表6-12泥石流彎道超高計算表流速Vc重力加速度g凹岸曲率半徑R2凸岸曲率半徑R1彎刀超高Δhm/sm/s2mmm6.99.8121.7918.180.886泥石流發(fā)展趨勢分析6.1泥石流易發(fā)程度分析與評價根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）附錄G表G.1泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評分表如下表6-1所示。表6-1梁家山溝泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評分表表6-2泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化綜合評判等級標(biāo)準(zhǔn)表是與非的判別界限值劃分易發(fā)程度等級的界限值等級標(biāo)準(zhǔn)得分N的范圍等級按標(biāo)準(zhǔn)得分N的范圍自叛是44～130極易發(fā)116～130易發(fā)87～115輕度易發(fā)44～86非15～43不發(fā)生15～43根據(jù)梁家山溝泥石流評分結(jié)果（N＝84），結(jié)合表6-2泥石流易發(fā)程度數(shù)量化綜合評判等級標(biāo)準(zhǔn)表，可知為該泥石流為輕度易發(fā)6.2泥石流的發(fā)生機(jī)率和發(fā)展階段根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）附錄B，暴雨強(qiáng)度指標(biāo)R的計算公式如下：梁家山溝泥石流無明顯堆積扇，其堆積地正在逐步由ZK4附近