壩底鄉(xiāng)小河溝泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及治理

東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要PAGE壩底鄉(xiāng)小河溝泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及治理摘要PAGEPAGEI東華理工大學(xué)09屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要摘要泥石流是一種暴發(fā)突然、危害嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的不斷增強(qiáng),人們對(duì)自然資源的過度索取和對(duì)環(huán)境的持續(xù)破壞,使得泥石流災(zāi)害更趨嚴(yán)重。因此必須加強(qiáng)對(duì)泥石流災(zāi)害的調(diào)查、研究和防治,從而盡可能地防范泥石流災(zāi)害的發(fā)生,盡量減輕災(zāi)害損失，達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。本文的研究對(duì)象小河溝位于四川省北川縣,分析了小河溝泥石流的三個(gè)形成條件,并按照地形與物源特征把該流域劃分為三個(gè)區(qū)域:形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。并通過對(duì)水質(zhì)的分析，建議在施工中必須考慮排水問題,計(jì)算分析小河溝泥石流的容重、流速、流量、沖擊力等運(yùn)動(dòng)特征，得出小河溝是一個(gè)典型的中頻稀性溝谷型泥石流溝,在分析計(jì)算小河溝泥石流運(yùn)動(dòng)特征的基礎(chǔ)上,根據(jù)泥痕斷面法，采用雨洪法、東川泥石流流速公式計(jì)算結(jié)果，主溝堆積扇泥石流容重γc＝15.88KN/m3（1.62g/cm3）。平均流速為3.62m/s，平均流量45.43m3/s。20年、50年一遇流量分別為41.01m3/s，51.4m本文在計(jì)算分析小河溝泥石流運(yùn)動(dòng)特征的基礎(chǔ)上，針對(duì)小河溝這類中頻稀性泥石流提出了鄉(xiāng)鎮(zhèn)泥石流防治建議,即:根據(jù)溝內(nèi)的工程地質(zhì)條件本泥石流溝的治理可采用排導(dǎo)槽+一級(jí)攔砂壩。關(guān)鍵詞：小河溝；泥石流；成因；防治工程措施；排導(dǎo)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要ABSTRACTABSTRACTMud-rockflowisageo-hazardwhichoutbreaksabruptlyandcausesasevereconsequence.Alongwithdevelopmentofhumansociety,themud-rockflowdisastersbecomemoreseverebecauseofpeople’soverobtainmentofnaturalresourceandconstantedestruectionoftheenvironment.Thus,inordertodiminishtheoccurrenceprobabilityofdisastersandweakenthelossofit,theinvestigationandassessmentshouldbestrengthenandpreventionmeansuresshouldbetaken.ThestudyareaoftheXiaohegougullyissituatedinBeichuanCountyofSichuanprovince.ThisarticleanalysedthreeformationconditionsofXiaohegoudebris,andsourcecharacteristicsoftopographyandwatershedstreamwasdividedintothreeareas:formation,circulationandaccumulationzone.Onthisbasis,calculationandanalysisofXiaohegoubulkdensity,velocity,flowrate,impactofdebrisflowmovementcharacteristics,wedilutevalleysofXiaohegouisatypicalmedium-frequencytypedebrisflowgully,andinthisarticleonthebasisofanalysisofdebrisflowmovementcharacteristicsinXiaohegou,accordingtomudmarkssectionmethod,rainwaterfloodpeakcalculationmethod,Dongchuandebrisflowvelocityformularesults,mainGroovestackedfandebrisflowcapacityheavygammaγc=15.88KN/m3(1.62g/cm3).Averageflowrateof3.62m/s,andtheaverageflow45.43m3/s.Every20years,50yearsrespectivelyforthe41.01m3/s,51.4m3Basedontheformationconditions,dynamiccharacteristics,Consideringpreventivemeasures,civilatCombineditsformedconditionsandhazardobjectoffeatures,thisthesisproposeamodeoftownshipdebrisflowcontrolmeasure,that::Basedontheengineeringgeologicalconditionsofthetrenchdebriscontrolmeasureexhaustslots+levelcheckdamscanuse.Keywords:XiaoHeGouvalley;debrisflow;analysis;preventionmeasures;exhaust目錄PAGE1目錄1.TOC\o"1-2"\h\z\u前言 11.1選題背景與研究意義 11.2研究目的與研究?jī)?nèi)容 11.3研究方法 12.自然及地質(zhì)環(huán)境條件 22.1自然條件 22.2地形地貌 42.3地層巖性 42.4地質(zhì)構(gòu)造與地震 42.5水文地質(zhì) 52.6工程地質(zhì) 52.7人類工程活動(dòng) 53.泥石流的主要特征 63.1泥石流溝概況 63.2泥石流形成區(qū)特征 63.3泥石流流通區(qū)特征 .103.4泥石流堆積區(qū)特征 103.5泥石流的危害方式 103.6泥石流堵塞特征 113.7泥石流的成因、類型、規(guī)模、活動(dòng)特征 114.泥石流危險(xiǎn)性分區(qū) 144.1泥石流危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)及分區(qū) 144.2泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)性評(píng)估 154.3泥石流特征值的確定方法和計(jì)算結(jié)果 165.泥石流防治工程方案比選 235.1工程治理目標(biāo) 235.2泥石流治理方案 235.3攔擋壩回淤范圍及庫容計(jì)算 245.4泥石流治理工程區(qū)工程地質(zhì)條件 255.5防治工程設(shè)計(jì)參數(shù)建議 26結(jié)論 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30前言PAGE141.前言1.1選題背景與研究意義“5·12”汶川大地震引發(fā)了大量的次生地質(zhì)災(zāi)害，致使北川縣壩底鄉(xiāng)小河溝有誘發(fā)泥石流的危險(xiǎn)，為切實(shí)做好地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作，保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，開展了本次勘察工作，本次工作擬從工程地質(zhì)的角度出發(fā),對(duì)泥石流發(fā)育條件、形成演化和運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行分析,對(duì)小河溝進(jìn)行詳細(xì)的剖析,重點(diǎn)在于建立一套分析泥石流形成、運(yùn)動(dòng)特征與防治工程措施之間行之有效的新思路,把野外調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、分析評(píng)價(jià)和防治的方法推廣到該類泥石流溝。選擇這個(gè)題目,對(duì)該類泥石流的分析和防治，具有重要的參考價(jià)值和積極意義。1.2研究目的與研究?jī)?nèi)容開展北川縣壩底鄉(xiāng)小河溝泥石流應(yīng)急勘查的目的是查明泥石流發(fā)育的自然環(huán)境、形成條件，泥石流的基本特征和危害，為泥石流防治方案的選擇和防治工程的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料。泥石流勘查工作包括泥石流調(diào)查和泥石流勘查兩部分。其具體內(nèi)容是：（1）通過合理的勘察手段和足夠的工作量查明泥石流形成的自然地理與地質(zhì)環(huán)境條件類型與規(guī)模，發(fā)育分布及誘發(fā)因素等特征，發(fā)展變化趨勢(shì)及危害程度及危險(xiǎn)性。（2）合理選擇泥石流計(jì)算參數(shù)和模式，進(jìn)行泥石流流速，流量及最大一次沖出量等特征值計(jì)算。(3)編制泥石流治理工程可行性比選方案和投資估算并推薦出優(yōu)選方案，在此基礎(chǔ)上編制泥石流治理工程初步設(shè)計(jì)和投資概算。1.3研究方法根據(jù)本次工作的目的任務(wù)，按《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》和項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)的規(guī)定執(zhí)行。泥石流應(yīng)急勘查在充分收集資料的基礎(chǔ)上以地面調(diào)查為主，結(jié)合地形及剖面測(cè)量、地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、探井（槽）和室內(nèi)試驗(yàn)等勘探手段來完成本次工作。調(diào)查線路先從堆積扇的水邊線開始，沿河溝步行調(diào)查至溝源，再上至分水嶺俯覽全流域進(jìn)行宏觀了解后返回。對(duì)堆積扇重點(diǎn)調(diào)查四方面內(nèi)容：1）堆積扇形態(tài)和發(fā)育的完整性，2）堆積扇擠壓主河的程度，3）堆積扇前沿及扇上的巨石粒徑與平均粒徑測(cè)量，4）疊置形式。全流域工作精度為1：50000，野外調(diào)查工作底圖采用1：5萬地形地質(zhì)圖，調(diào)查點(diǎn)定位采用手持式GPS定位儀，成果圖比例尺為1：50000。對(duì)治理方案的工程布置區(qū)進(jìn)行地形測(cè)量、地面測(cè)繪、鉆探、槽探、取樣試驗(yàn)等手段來完成本次工作。工作精度為1：200，野外調(diào)查工作底圖采用1：200地形圖，調(diào)查點(diǎn)定位采用全鉆儀，成果圖比例尺為1：200。自然及地質(zhì)環(huán)境條件2.自然及地質(zhì)環(huán)境條件2.1自然條件2.1.1地理位置小河溝泥石流位于北川縣壩底鄉(xiāng)，地理坐標(biāo)為北緯31°49′55″～31°51′20″，東徑104°06′10″～104°09′20″，溝口有縣道壩底—青片公路通過，交通較為便利（見圖1-1所示）。圖1-1交通位置圖溝口地理坐標(biāo)為：N31°50′52″，E104°09′03″，流域面積8.6km2，主溝長(zhǎng)度為3.2km，主溝平均縱坡180‰，堆積區(qū)內(nèi)溝寬250～300m，溝側(cè)山坡坡度30～50°。2.1.2氣象水文（1）氣象工作區(qū)位于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，多年平均氣溫15.6℃；該區(qū)又屬著名的鹿頭山暴雨區(qū)，雨量充沛，年均降雨量1399.1mm，年最大降雨量2340mm（1967年），日最大降雨量101mm，時(shí)最大降雨量32mm；從同一年時(shí)間上看，降雨集中在6～9月，占全年降雨量71％～76％，最大占90％（1981年）；從歷年時(shí)間上看，各年降雨分布不均；最大6小時(shí)暴雨量69.2mm，最大24小時(shí)暴雨量119.5mm根據(jù)氣象資料，壩底鄉(xiāng)年平均降雨量達(dá)1418mm，受1995年8月12～15日連續(xù)降雨作用，1995年8月15日暴發(fā)了泥石流，見表2-1、圖2-2及圖2-3所示。東華理工大學(xué)09屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）自然及地質(zhì)環(huán)境條件表2-1北川羌族自治縣歷年各月平均氣溫、降雨量統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目月份123456789101112全年氣溫，℃5.37.011.312.920.421.624.424.420.216.011.36.815.6降雨量，mm5.911.422.852.697.3135.3370.8350.4206.664.418.64.11399.1圖2-2多年平均各月降雨量柱狀圖圖2-3北川羌族自治縣年均降雨（2）水文青片河是工作區(qū)的主干河流，系湔江一級(jí)支流，青片河是工作區(qū)的主干河流，系湔江一級(jí)支流。發(fā)源于青片鄉(xiāng)插旗山的尚午河和發(fā)源于老滿山的正河組成，兩河流在青片鄉(xiāng)境內(nèi)匯合后始稱青片河。河流流經(jīng)青片、白什、馬槽、壩底、墩上、禹里等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在禹里鄉(xiāng)場(chǎng)鎮(zhèn)同白草河匯合后，以下為通口河。青片河河流全長(zhǎng)80.2公里，主干流全長(zhǎng)54.7公里，自然落差500米，平均比降9.1‰，干流出口處多年平均流量35.6m3小河溝屬于青片河右岸一級(jí)支流（見圖2-4所示）。小河溝屬于青片河右岸一級(jí)支流，流域面積為8.6km2。主溝長(zhǎng)度為3.2km，工作期間流速為1m/s，流量為0.135m圖2-4北川縣小河溝泥石流空間形態(tài)特征圖2.2地形地貌該地區(qū)位于后龍門山中山地貌，地勢(shì)由東向西傾斜，高差懸殊，地形復(fù)雜，在花巖山為最高，海拔高程2254m，在小河溝河口為最低，海拔高程914m，相對(duì)高差達(dá)1340m。形成區(qū)內(nèi)主溝長(zhǎng)度為2.2Km，呈樹枝狀分布，為“V”型谷，溝內(nèi)左右側(cè)邊坡坡度為：35°～50°，溝床寬10～30m，溝縱坡為280‰～350‰。流通區(qū)內(nèi)主溝長(zhǎng)度為0.5Km，溝呈“V”型谷，溝內(nèi)左右側(cè)邊坡形成陡崖，坡度30°～35°，局部達(dá)40°以上，溝谷寬20～30m，縱坡較緩，為120‰～150‰。堆積區(qū)長(zhǎng)度為0.5Km，地形平緩、開闊，主溝坡度為5～8°，縱坡較緩，為50‰～100‰。泥石流在此呈長(zhǎng)條形堆積，與青片河交匯處形成扇體，扇體堆積寬250～300m。方量為30萬m3左右。2.3地層巖性工作區(qū)出露地層主要為志留系和第四系松散堆積層（Q4），其中志留系上中統(tǒng)茂縣群組在整個(gè)流域內(nèi)均有分布，占整個(gè)流域的72.2%，巖性為千枚巖、板巖、石千枚巖、砂頁巖等，第四系松散堆積層（Q4）主要為殘坡積（Q4esl）、洪積物（Q4pl）、泥石流堆積物（Q4sef），其中殘坡積物在區(qū)內(nèi)大面積分布，洪積物和堆積物主要分布在溝口泥石流堆積區(qū)，占整個(gè)流域的27.8%,為碎塊石，巖性為千枚巖等。2.4地質(zhì)構(gòu)造與地震2.4.1地質(zhì)構(gòu)造工作區(qū)位于后龍門山褶皺帶，組成物質(zhì)為脆性的碳酸鹽巖，在同一應(yīng)力場(chǎng)作用下，形成與后龍門山相似的單式和復(fù)式褶皺[4],褶皺主要受大魚口倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜和復(fù)地鋪倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜影響,無斷裂發(fā)育。2.4.2地震后龍門山褶皺帶一直以來就是地震發(fā)生集中的區(qū)域，“5·12”汶川8.0級(jí)大地震震中位于映秀，地震導(dǎo)致的地下巖體破裂沿映秀——北川斷裂由南西向北東延伸，北川的斷裂上下盤錯(cuò)動(dòng)達(dá)5m。“5·12”大地震余震絕大部分圍繞后龍門山褶皺帶分布，北川縣壩底鄉(xiāng)受地震影響較小。地震前根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001），勘查區(qū)抗震設(shè)防強(qiáng)度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g。2008年“5·12”汶川特大地震后，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001，2008年版），工作區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度（第二組），設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.202.5水文地質(zhì)依據(jù)區(qū)內(nèi)地下水的含水介質(zhì)組合、賦存條件、水動(dòng)力條件等情況劃分為松散類孔隙水、變質(zhì)巖裂隙水。①松散巖類孔隙水：泥石流溝口地帶與青片河河床內(nèi)分布，水位埋深3.0～4.0m②變質(zhì)巖裂隙水：主要分布在泥石流溝形成區(qū)，分布為志留系上中統(tǒng)茂縣群組千枚巖，根據(jù)1:20萬區(qū)域水文地質(zhì)資料：裂隙率1.9～4.8%，泉水流量0.01～0.5m2.6工程地質(zhì)根據(jù)巖土體建造為基礎(chǔ)將區(qū)內(nèi)的巖土體劃分為松散巖、變質(zhì)巖二種巖類；按照巖石結(jié)構(gòu)、力學(xué)強(qiáng)度將巖體進(jìn)一步劃分為較軟千枚巖變質(zhì)巖巖組等工程地質(zhì)巖組。①較軟千枚巖變質(zhì)巖組：主要分布在泥石流的形成區(qū)，出露志留系地層，為千枚巖，弱風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化，巖體基本質(zhì)量分級(jí)為Ⅴ類，巖體單軸飽和抗壓強(qiáng)度15～30Mpa，巖體構(gòu)造風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體中發(fā)育2～3組裂隙，結(jié)合性差，巖體結(jié)構(gòu)類型為碎裂結(jié)構(gòu)。②松散巖類:一部分分布在泥石流形成區(qū)和流通區(qū)內(nèi)的斜坡表面，為第四系殘坡積粉質(zhì)粘土夾碎石，呈灰黃色，稍濕，主要為粉質(zhì)粘土夾碎石，內(nèi)有大量孔隙，厚度2.0～5.0m，承載力特征值80～其他分布在泥石流堆積區(qū)，為第四系洪積的碎塊石土，呈灰色，稍濕、結(jié)構(gòu)松散—稍密，組成中粒徑大于20cm的占有10～15%，2～20cm的占70%，小于2cm的占20%，成分主要為千枚巖，并呈弱風(fēng)化，透水性差，厚度4～10m，承載力特征值200～400kpa。2.7人類工程活動(dòng)小河溝泥石流主要人類活動(dòng)為壩底村3-4組、三溪村1-3組村民生產(chǎn)生活開挖用地與村道建設(shè)等，大量耕種開挖用地和村道建設(shè)，破壞了原有植被對(duì)表層土的吸附與控制，不同程度的破壞了表部土層的原生結(jié)構(gòu)，造成了表層土質(zhì)松散，從而增大了地表徑流，縮短了徑流時(shí)間，促進(jìn)了水土流失，為溝床輸送了大量松散固體物質(zhì)，促進(jìn)了泥石流形成。近年來，國(guó)家采取“退耕還林”政策，植被有所恢復(fù)，泥石流物源區(qū)及流通區(qū)的人類活動(dòng)已得到控制。東華理工大學(xué)09屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）泥石流的主要特征3.泥石流的主要特征3.1泥石流溝概況小河溝在空間形態(tài)上分為：形成區(qū)（清水區(qū)和物源區(qū)）、流通區(qū)和堆積區(qū)[1-2]，清水區(qū)主要由大水溝等三條支溝組成，物源區(qū)、流通區(qū)與堆積區(qū)均為一條主溝組成，匯入青片河，以主小河溝命名（見圖3-1所示）。圖3-1北川縣小河溝泥石流應(yīng)急勘查工程地質(zhì)平面圖3.2泥石流形成區(qū)特征按泥石流分區(qū)其形成區(qū)包括清水區(qū)和物源區(qū)[5]，清水區(qū)面積2.88km2,物源區(qū)匯水面積為4.5km2，形成區(qū)總面積為7.38km2,占泥石流流域面積的84.83%,從流域范圍看降雨后地表水的匯集速度較快，且隨溝長(zhǎng)度增加流量逐漸增大。3.2.1清水區(qū)特征分布于泥石流溝源區(qū)，溝內(nèi)高程1400～1900,°平面形態(tài)呈長(zhǎng)條形，沿分水嶺呈圈椅狀，由兩條匯水的坡面形成一條沖溝，呈寬緩“V”型，溝內(nèi)長(zhǎng)年有水，兩岸坡度40°～65°,兩岸植被發(fā)育，生長(zhǎng)著大量的針葉林和灌叢，植被覆蓋率為60%以上,清水區(qū)植被發(fā)育較茂盛。山坡巖體由志留系上中統(tǒng)茂縣群組千枚巖等組成，3.2.2物源區(qū)特征分布于泥石流溝中段，高程1020-1400m,溝長(zhǎng)2.2km,呈樹枝狀分布，為“V”型谷，溝內(nèi)左右側(cè)邊坡坡度為：35～50°，溝床寬10～20m，溝縱坡為280‰～350‰，跌水坎較發(fā)育。區(qū)內(nèi)植被較好，大部分為退耕還林區(qū)，覆蓋率70%以上，受地震影響極小，坡體表面零星分布居民農(nóng)田耕種，不良地質(zhì)現(xiàn)象一般發(fā)育，主要有滑坡等。兩岸谷坡巖體由出露地層為志留系地層,巖性以灰一深灰色千枚巖等～～本次調(diào)查對(duì)溝內(nèi)每一處滑坡和殘坡積區(qū)等進(jìn)行了調(diào)查，并進(jìn)行了剖面測(cè)繪。（1）物源區(qū)內(nèi)共有2處滑坡，2段殘坡積分布區(qū)；最大滑坡方量為14.4萬m3,最小滑坡方量為6.72萬m3,最大殘坡積分布區(qū)方量為73.8萬m3，最小殘坡積分布區(qū)方量為69.57萬m3；由調(diào)查復(fù)核參數(shù)表中的靜儲(chǔ)量(溝內(nèi)左、右邊坡物質(zhì)總和）合計(jì)可以得，物源區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定體總方量為164.49萬m3,動(dòng)儲(chǔ)量(溝道新、老堆積松散體方量)為3.83萬m3，經(jīng)實(shí)地調(diào)查和訪問：由于物源區(qū)小河溝內(nèi)松散體不是同時(shí)被沖出，存在一定時(shí)間差，故一次性泥石流沖出量不是沖出量的總和，折合計(jì)算一次泥石流可以提供最大物源量為0.26萬m3（見表3-1所示）。序號(hào)野外編號(hào)名稱村（社）位置特征分布東經(jīng)北緯目前狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)災(zāi)害體積,萬m3災(zāi)害規(guī)模動(dòng)儲(chǔ)量,萬m3一次性沖出量,萬m31H01古山坪滑坡壩底村104°08′15″31°50′38″基本穩(wěn)定不穩(wěn)定6.72小0.840.062H02曾家槽滑坡三溪村104°07′27″31°50′36″基本穩(wěn)定不穩(wěn)定14.4中1.80.123CP01土門埡段殘坡積區(qū)壩底村104°07′12″31°50′18″穩(wěn)定基本穩(wěn)定69.57中0.580.044CP02三溪口段殘坡積區(qū)三溪村104°07′49″31°50′34″基本穩(wěn)定不穩(wěn)定73.8小0.620.04合計(jì)164.493.830.26表3-1小河溝泥石流災(zāi)害段統(tǒng)計(jì)表（2）泥石流溝內(nèi)的滑坡為松散巖類滑坡，外形特征一般為半圓形、不規(guī)則形，滑體組成物質(zhì)上部0.5～1m為碎石夾粉土，含植物根系，下部為松散碎石土，碎石粒徑5～20cm占70%，粒徑小于5cm占25%，塊石塊徑0.4～1.2m占5%，少量大于2m；滑體厚度為5m左右,滑床地層為千枚巖；滑體中一般含有孔隙水或孔隙裂隙潛水，滑體前緣常有地下水呈散狀浸出，但流量一般較小，如在古上坪滑坡，坡體中上部出露下降泉，泉水流量約為1.5L/s。（3）滑坡的形成包括內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。內(nèi)因包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、斜坡結(jié)構(gòu)類型、地下水等因素；外因包括地震、大氣降水、地表水的侵蝕、沖刷及人類工程活動(dòng)等。以下分述兩處滑坡和兩段殘坡積分布區(qū)：1）古山坪滑坡（見圖3-3所示）處于小河溝泥石流中下游段，為物源區(qū)的下游。長(zhǎng)度為120m，寬為80m，厚度為7m，體積為6.72萬m3，為小型滑坡，平均坡度為26°，坡向?yàn)?75°，底部基巖產(chǎn)狀為110°∠86°，為切向坡，表面覆蓋有厚度為3～10m的松散層，巖性為碎塊石土，下部為志留系的茂縣群千枚巖，巖體較為破碎；坡體中后部形成滑壁，高為20m，前緣凸起；目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)展趨勢(shì)為不穩(wěn)定。圖3-3古山坪滑坡（H01）剖面圖該滑坡所處溝段寬為5～10m，溝底最大塊石為50cm，泥位高度為1.3m，溝床坡度為15°，糙率系數(shù)為13，溝內(nèi)新近堆積方量為160m3左右，但由于滑坡體厚度較大，能提供的動(dòng)儲(chǔ)量可達(dá)0.84萬m3，一次性最大沖出量為0.06萬m32）曾家槽滑坡（見圖3-4所示），長(zhǎng)度為300m，寬為80m，厚度為6m，體積為14.42萬m3，為中型滑坡，平均坡度為28°，坡向?yàn)?64°，底部基巖產(chǎn)狀為96°∠76°，為切向坡，表面覆蓋有厚度為2～8m的松散層，巖性為碎塊石土，下部為志留系的茂縣群千枚巖，巖體較為破碎；前緣坡體出露大量馬刀樹，且局部地帶發(fā)生垮塌，累進(jìn)性形成多級(jí)滑坡平臺(tái)；目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)展趨勢(shì)為不穩(wěn)定。圖3-4曾家槽滑坡（H02）剖面圖該滑坡所處溝段寬為2～5m，溝底最大塊石為23cm，泥位高度為0.6m，溝床坡度為16°，糙率系數(shù)為12，溝內(nèi)新近堆積方量為30m3左右，但由于滑坡體厚度較大，能提供的動(dòng)儲(chǔ)量可達(dá)1.8萬m3，一次性最大沖出量為0.12萬m33）土門埡段殘坡積區(qū)（見圖3-5所示）：為小河溝右岸，長(zhǎng)度為340m，寬為460m，平均厚度為4m，體積為69.57萬m3，平均坡度為26°，坡向?yàn)?45°，目前該區(qū)主要為居民耕種區(qū)和居民房修建，坡面存在多級(jí)緩坡平臺(tái)，無滑動(dòng)跡象，處于穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)展趨勢(shì)為基本穩(wěn)定。圖3-5土門埡段殘坡積區(qū)（CP01）剖面圖該殘坡積區(qū)下部所處溝段寬為12-25m，溝底最大塊石為62cm，泥位高度為2.5m，溝床坡度為13°，糙率系數(shù)為14，溝內(nèi)新近堆積方量為4080m3左右，能提供的動(dòng)儲(chǔ)量可達(dá)4.64萬m3，一次性最大沖出量為0.31萬m34）三溪口段殘坡積區(qū)（見圖3-6所示）：為小河溝左岸，長(zhǎng)度為300m，寬為275m，平均厚度為8m，體積為73.8萬m3，平均坡度為31°，坡向?yàn)?50°，目前該區(qū)主要為居民耕種區(qū)、居民房和公路修建，坡面存在多級(jí)緩坡平臺(tái)，無滑動(dòng)跡象，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)展趨勢(shì)為不穩(wěn)定。圖3-6三溪口段殘坡積區(qū)（CP02）剖面圖該殘坡積區(qū)下部所處溝段寬為10～15m，溝底最大塊石為32cm，泥位高度為1.5m，溝床坡度為14°，糙率系數(shù)為15，溝內(nèi)新近堆積方量為3000m3左右，能提供的動(dòng)儲(chǔ)量可達(dá)4.92萬m3，一次性最大沖出量為0.33萬m33.3泥石流流通區(qū)特征分布于泥石流溝中下段，溝內(nèi)高程950～1020m,溝長(zhǎng)0.5km,面積0.81km2,占流域面積的9.31%，平均縱坡11°,溝寬15～30m，溝底大部份地段被植被覆蓋，局部基巖出露；兩岸谷坡下部坡度為15～25°，中上部谷坡坡度30～50°度，總體呈“V”型峽谷。兩岸谷坡巖體由志留系上中統(tǒng)茂縣群組千枚巖等組成，上覆第四系殘坡積層碎石土，厚度約為3m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，流通區(qū)內(nèi)無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，溝內(nèi)物質(zhì)極少。3.4泥石流堆積區(qū)特征分布于泥石流溝溝口地帶，并從溝出山口段內(nèi)就開始堆積，溝內(nèi)高程914～950m,面積0.51km2,占流域面積的5.86%，溝長(zhǎng)0.5km,平均縱坡5°,溝寬50～100m，溝底為泥石流堆積；上游段溝深5m,下游段溝深約為8m，平均深度為7m，堆積方量為19.6萬m3。本次對(duì)堆積內(nèi)進(jìn)行調(diào)查，該區(qū)內(nèi)無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。根據(jù)工程鉆探，可得其總體特征如下：在泥石流堆積扇分布區(qū)的巖性上覆由新、老泥石流堆積物為主，下伏基巖為志留系上中統(tǒng)茂縣群組（Smx）千枚巖組成。現(xiàn)自上而下分述如下：①碎石土：泥石流新鮮堆積物，以碎石為主，灰白色-淺褐色，稍濕，松散，碎石含量約占50%，粒徑2.0～10.0cm，個(gè)別大者達(dá)10cm以上，呈棱角～次棱狀角，其余為沙礫，巖性主要以千枚巖為主，厚度為1.3～1.7②碎塊石土：泥石流老堆積物，以塊石為主，淺褐色～褐色，稍濕，松散，塊石含量約占60%，粒徑≥12cm，碎石含量約占25%，粒徑2.0～12.0cm，呈棱角～次棱角狀，其余為砂礫，巖性主要為千枚巖，厚度為2.9～3.5③強(qiáng)風(fēng)化千枚巖：深褐色，千枚狀結(jié)構(gòu)，中～厚層狀，裂隙發(fā)育，巖芯呈碎屑～碎塊狀，塊徑3～15cm，厚度為3.8～4.4④中風(fēng)化千枚巖：深褐色，千枚狀結(jié)構(gòu)，中～厚層狀，裂隙較發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，塊徑5～15cm，厚度為4.7～5.03.5泥石流的危害方式主要為淤埋和漫流，同時(shí)，由于泥石流河道的彎曲，致使在過流斷面相對(duì)較小地段泥石流排泄不暢，使得泥石流對(duì)邊坡的撞擊、爬高以及堵塞的危害也變得較為強(qiáng)烈；此外，泥石流對(duì)溝道的沖刷和磨蝕、伴生的次生洪水及溯源侵蝕則是小河溝泥石流的一般危害方式，但這種危害也不容忽視[6-7,14]。（1）淤埋和漫流淤埋和漫流是小河溝泥石流的最主要危害方式，它主表現(xiàn)在對(duì)小河溝形成區(qū)段溝道的淤埋以及流通區(qū)段溝道的淤埋。小河溝物源區(qū)、流通區(qū)主溝內(nèi)寬度小于30m，故小河溝現(xiàn)泥石流堆積空間有限，可以預(yù)見。（2）撞擊、爬高與堵塞撞擊、爬高與堵塞是小河溝泥石流較重要的危害方式，危害對(duì)象是溝口下游的居民和壩底小學(xué)。現(xiàn)泥石流堆積區(qū)庫容已淤滿，且壩底中學(xué)和小學(xué)用堆積區(qū)平臺(tái)作為操場(chǎng)，在未經(jīng)合理攔截與排導(dǎo)的條件下，極有可能對(duì)居民點(diǎn)及學(xué)校的安全造成威脅。（3）沖刷和磨蝕危害主要分布在小河溝泥石流的流通段溝道內(nèi)。從某種意義上講，泥石流的實(shí)質(zhì)是高含砂的洪流，因此，泥石流具有同洪水相同的危害方式——沖刷和磨蝕，但由于泥石流的特殊性，其危害更大。（4）溯源侵蝕主要分布在小河溝的物源區(qū)一帶，表現(xiàn)為物源區(qū)溝道中部向上游垮塌后退，并逐漸拓寬，溝床不斷下切，這種危害是不可恢復(fù)的。3.6泥石流堵塞特征按泥石流堵塞程度分類特征表，該泥石流溝溝槽順直均勻，主支溝文匯角小，基本無卡口、陡坎，形成區(qū)分散。物質(zhì)組成粘度小，陣流的間隔時(shí)間短而少。其后堵塞程度屬輕微，其堵塞系數(shù)為1.3。3.7泥石流的成因、類型、規(guī)模、活動(dòng)特征3.7.1泥石流成因類型(1)該泥石流按水源分類暴雨型泥石流；(2)按物源分類崩滑型泥石流；(3)按集水區(qū)地貌特征分類溝谷型泥石流；(4)按含泥量分類泥石型泥石流；(5)按流體性質(zhì)分類稀性泥石流；(6)泥石流發(fā)展階段發(fā)展期(壯年期)泥石流；(7)按暴發(fā)頻率類中頻泥石流（一年多次至5年1次）[3]；3.7.2泥石流規(guī)模、活動(dòng)特征及發(fā)展趨勢(shì)（1）泥石流規(guī)模特點(diǎn)根據(jù)泥石流堆積扇特征和調(diào)查訪問情況，對(duì)1959年、1960年和1995年三次泥石流的規(guī)模進(jìn)行核實(shí)結(jié)果如下：1959年8月10日泥石流首次暴發(fā)較大規(guī)模的泥石流，而在這之前洪水期洪水中僅夾雜部份碎石角礫，且流量較小，進(jìn)入小河溝后被小河溝搬運(yùn)帶走，根據(jù)堆積扇體的分布可計(jì)算出本次泥石流規(guī)模為2萬m31960年8月23日的泥石流堆積主要是在1959年堆積扇的基礎(chǔ)上進(jìn)行疊加，堆積厚度平均2m左右，根據(jù)堆積扇體的分布可計(jì)算出本次泥石流規(guī)模為1萬m370年代至今在泥石流溝口老扇體上，由于場(chǎng)鎮(zhèn)擴(kuò)建，修建10戶居民房及小學(xué)教學(xué)樓，人為將其溝變窄，形成卡口，不能滿足泥石流排泄的需要，1995年8月15日暴發(fā)泥石流，導(dǎo)致泥石流滿槽外溢后通過老扇體排泄，造成災(zāi)害，堆積平均深度為3m，堆積方量為3萬m3泥石流暴發(fā)規(guī)模按泥石流一次堆積總量來劃分屬中型泥石流，按泥石流洪峰流量劃分屬小型泥石流（見表3-2所示）。表3-2泥石流暴發(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，10>10010～1001～10<1泥石流洪峰量，m3/s>200100～20050～100<50（2）泥石流活動(dòng)特征根據(jù)這三次泥石流的有關(guān)記錄可以得出該泥石流活動(dòng)特征:1）泥石流溝的降雨與小河溝上游區(qū)降雨不同步，即泥石流溝降雨而小河溝水量不增加則泥石流易在小河溝內(nèi)堆積，并形成攔水壩對(duì)溝口壩底小學(xué)和居民點(diǎn)等構(gòu)成威脅。2)泥石流溝谷峽窄，一旦暴雨觸發(fā)滑坡等失穩(wěn)，溝谷極易堵塞，堵塞后形成攔水壩，由于其結(jié)構(gòu)松散，極易潰壩而產(chǎn)生稀性泥石流。3）該溝從1959年發(fā)生泥石流后，間隔10多年發(fā)生一次泥石流，因此該泥石流的活動(dòng)特征屬：能夠間歇性發(fā)生大型規(guī)模泥石流，較易由工程治理所控制，屬中活動(dòng)性泥石流溝。泥石流的活動(dòng)性分級(jí)（見表3-3所示）。4）該泥石流的堆積扇規(guī)模較大，前緣已使小河溝微灣變窄，主河無變化,其泥沙補(bǔ)給長(zhǎng)度比大于10%,松散物質(zhì)儲(chǔ)量大于1萬m3/km2，變形量較小，暴雨強(qiáng)度指標(biāo)大于3.1,屬較強(qiáng)活動(dòng)性的泥石流溝，其活動(dòng)性特征（見表3-4所示）。（3）泥石流發(fā)展趨勢(shì)該泥石流溝溝谷峽窄，溝谷兩岸有2處滑坡，在大暴雨的條件下物源向溝內(nèi)運(yùn)移，形成堵溝的可能性極大，在已發(fā)生泥石流的基礎(chǔ)上還會(huì)發(fā)生泥石流。1）在連續(xù)超長(zhǎng)降雨的情況下暴雨強(qiáng)度達(dá)到15mm以上或以6小時(shí)以上的連續(xù)暴雨時(shí)，該溝2）根據(jù)溝內(nèi)泥石流物源的巖性情況，該溝發(fā)生泥石流時(shí)仍以稀性泥石流為主，其規(guī)模與1995年泥石流的規(guī)模相當(dāng)。3）發(fā)生泥石流時(shí)由于扇體中部的溝槽較窄，泥石流滿槽后外溢的可能性極大，并對(duì)扇體下游的居民和壩底小學(xué)構(gòu)成直接危害，若溝內(nèi)突降暴雨，發(fā)生泥石流后仍有可能堵塞青片河，對(duì)青片河上游、下游居民和建筑物安全構(gòu)成威脅。表3-3泥石流活動(dòng)性分級(jí)表泥石流活動(dòng)特點(diǎn)災(zāi)情預(yù)測(cè)活動(dòng)性分級(jí)能夠發(fā)生小規(guī)模和低頻率泥石流或山洪致災(zāi)輕微，不會(huì)造成重大災(zāi)害和嚴(yán)重危害低能夠間歇性發(fā)生中等規(guī)模的泥石流，較易由工程治理所控制致災(zāi)輕微，較少造成重大災(zāi)害和嚴(yán)重危害中能夠發(fā)生大規(guī)模的高、中、低頻率的泥石流致災(zāi)較重，可造成大、中型災(zāi)害和嚴(yán)重危害高能夠發(fā)生巨大規(guī)模的特高、高、中、低頻率的泥石流致災(zāi)嚴(yán)重，來勢(shì)兇猛，沖擊破壞力大，可造成特大災(zāi)難和嚴(yán)重危害極高表3-4泥石流活動(dòng)強(qiáng)度判別表活動(dòng)強(qiáng)度堆積扇規(guī)模主河河型變化主流偏移程度泥沙補(bǔ)給長(zhǎng)度比％松散物貯量104m松散體變形量暴雨強(qiáng)度指標(biāo)R很強(qiáng)很大被逼彎彎曲＞60＞10很大＞10強(qiáng)較大微彎偏移60～3010～5較大4.2～10較強(qiáng)較小無變化大水偏30～105～1較小3.1～4.2弱小或無無變化不偏＜10＜1小或無＜3.1東華理工大學(xué)09屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）泥石流危險(xiǎn)性分區(qū)4.泥石流危險(xiǎn)性分區(qū)4.1泥石流危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)及分區(qū)根據(jù)實(shí)地調(diào)查：該溝還有可能發(fā)生的泥石流，對(duì)泥石流扇體下游縣道（壩底-馬槽），右側(cè)壩底小學(xué)（820人），原有居民10戶37人等的安全構(gòu)成極大威脅，可能造成的直接經(jīng)濟(jì)損失600余萬元，因此該泥石流潛在危險(xiǎn)性等級(jí)為中型泥石流[3]。（見表4-1所示）表4-1泥石流潛在危險(xiǎn)性分級(jí)表潛在危險(xiǎn)性等級(jí)*特大型大型中型小型直接威脅人數(shù)，人>1000500-1000100-500<100直接經(jīng)濟(jì)損失，萬元>1000010000-50005000-1000<1000*潛在危險(xiǎn)性等級(jí)的兩項(xiàng)指標(biāo)不在一個(gè)級(jí)次時(shí)，按從高原則確定災(zāi)度等級(jí)。根據(jù)泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)域劃分表的判別特征，將其該泥石流活動(dòng)劃分為極危險(xiǎn)區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)（泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)[3]見表4-2和圖4-1、2所示）。表4-2泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)域劃分表分區(qū)判別特征極危險(xiǎn)區(qū)1.泥石流、洪水能直接到達(dá)的地區(qū)：歷史最高泥位或水位線及泛濫線以下地區(qū)。2.河溝兩岸已知的及預(yù)測(cè)可能發(fā)生崩坍、滑坡的地區(qū)：有變形跡象的崩坍、滑坡區(qū)域內(nèi)和滑坡前緣可能到達(dá)的區(qū)域內(nèi)。3.堆積扇擠壓大河或大河被堵塞后誘發(fā)的大河上、下游的可能受災(zāi)地區(qū)。危險(xiǎn)區(qū)1.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.河溝兩岸崩坍、滑坡后緣裂隙以上50～100m范圍內(nèi)，或按實(shí)地地形確定。3.大河因泥石流堵江后在極危險(xiǎn)區(qū)以外的周邊地區(qū)仍可能發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域。影響區(qū)高于危險(xiǎn)區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)相鄰的地區(qū)，它不會(huì)直接與泥石流遭遇，但卻有可能間接受到泥石流危害的牽連而發(fā)生某些級(jí)別災(zāi)害的地區(qū)。安全區(qū)極危險(xiǎn)區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)、影響區(qū)以外的地區(qū)為安全區(qū)。（1）極危險(xiǎn)區(qū)：分布在括扇體上泥石流可能沖出現(xiàn)有溝槽直接到達(dá)的地區(qū)以及泥石流發(fā)生后堵塞小河溝形成攔水壩，壩高最高10～15m,則高程930m(泥石流溝口高程914m)以內(nèi)的可能受災(zāi)區(qū)和下游可能受災(zāi)的地區(qū)。面積0.03km2,包括扇體上的原有10戶37人居民、1所壩底小學(xué)。（2）危險(xiǎn)區(qū)：主要是指小河溝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)。堵塞后壅高水位為930m～940m之間的，面積0.06Km2。（3）安全區(qū):除極危險(xiǎn)區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)以外的地區(qū)均為安全區(qū)。泥石流發(fā)生后不會(huì)在危險(xiǎn)區(qū)和極危險(xiǎn)區(qū)外，不會(huì)因泥石流牽連而發(fā)生其它級(jí)別的災(zāi)害。東華理工大學(xué)09屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）泥石流危險(xiǎn)性分區(qū)PAGE22圖4-1泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)性分區(qū)剖面圖圖4-2泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)性分區(qū)平面圖4.2泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)性評(píng)估（1）泥石流的綜合致災(zāi)能力F：按下表中四因素分級(jí)量化總分值進(jìn)行判別(F＝16～13：綜合致災(zāi)能力很強(qiáng)；F＝12～10：綜合致災(zāi)能力強(qiáng)；F＝9～7；綜合致災(zāi)能力較強(qiáng)；F＝6～4：綜合致災(zāi)能力弱),該泥石流溝致災(zāi)體的綜合致災(zāi)能力為較強(qiáng)(F=8)(見表4-3所示)[3]。表4-3致災(zāi)體的綜合致災(zāi)能力分級(jí)量化表活動(dòng)強(qiáng)度①很強(qiáng)4強(qiáng)3較強(qiáng)2弱1活動(dòng)規(guī)模②特大型4大型3中型2小型1發(fā)生頻率③極低頻4低頻3中頻2高頻1堵塞程度④嚴(yán)重4中等3輕微2無堵塞1:①按表3-4確定；②按表3-2確定；③按5.1.3確定[3];④按附錄I表I.1確定[3]。（2）受災(zāi)體(建筑物)的綜合承(抗)災(zāi)能力按表中四因素分級(jí)量化總分值判別（E＝4～6：綜合承(抗)災(zāi)能力很差；E＝7～9：綜合承(抗)災(zāi)能力差；E＝10～12：綜合承(抗)災(zāi)能力較好；E＝13～16：綜合承(抗)災(zāi)能力好），極危險(xiǎn)區(qū)受災(zāi)體(建筑物)的綜合承(抗)災(zāi)能力為差(E=8)(見表3-14所示)[8-9]。表4-4受災(zāi)體(建筑物)的綜合承(抗)災(zāi)能力分級(jí)量化表設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)＜5年一遇15～10年一遇220～50年一遇3＞50年一遇4工程質(zhì)量較差，有嚴(yán)重隱患1合格，但有隱患2合格3良好4區(qū)位條件*極危險(xiǎn)區(qū)1危險(xiǎn)區(qū)2影響區(qū)3安全區(qū)4防治工程和輔助工程的工程效果較差或工程失效1存在較大問題2存在部份問題3較好4*可按表3-5確定。（3）暴雨泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)程度或?yàn)?zāi)害發(fā)生機(jī)率的判別：按危險(xiǎn)程度或?yàn)?zāi)害發(fā)生機(jī)率（D）＝泥石流的致災(zāi)能力（F）／受災(zāi)體的承(抗)災(zāi)能力(E)進(jìn)行判別（當(dāng)D＜1時(shí)受災(zāi)體處于安全工作狀態(tài)，成災(zāi)可能性??；D＞1時(shí)受災(zāi)體處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)，成災(zāi)可能性大；D≈1時(shí)受災(zāi)體處于災(zāi)變的臨界工作狀態(tài)，成災(zāi)與否的機(jī)率各占50％，要警惕可能成災(zāi)的那部份。小河溝泥石流發(fā)生機(jī)率D≈1，受災(zāi)體處于災(zāi)變的臨界工作狀態(tài)，成災(zāi)與否的機(jī)率各占50％，要警惕可能成災(zāi)的那部份。4.3泥石流特征值的確定方法和計(jì)算結(jié)果4.3.1泥石流粒徑及泥痕調(diào)查根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和篩分試驗(yàn)[3]，小河溝泥石流堆積扇粒徑一般0.075～60mm，最大0.8～2.2m，最小0.075mm，粉土夾巖屑含量約占10～20%，大塊徑主要分布在出山口地帶。（1）泥石流堆積物顆粒分析（見表4-5所示）表4-5泥石流堆積物顆粒分析試驗(yàn)成果表試樣編號(hào)定名顆粒分析巨粒組粗粒組細(xì)粒組＞60mm0.075＜d≤60mmd≤0.075mmTY01漂石混合土47.549.72.8（2）泥石流容重確定①現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法:經(jīng)過實(shí)地調(diào)查，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出三件樣品的總質(zhì)量和總體積，按下式求出泥石流容重(見表4-6所示):(4-1)式中：γc——泥石流容重（KN/m3）；W——試驗(yàn)配制樣品重量（Kg）；V——試驗(yàn)配制樣品體積（m3）。測(cè)試結(jié)果：主溝堆積扇泥石流容重γc＝15.88KN/m3（1.62g/cm3）表4-6泥石流堆積物的現(xiàn)場(chǎng)重度試驗(yàn)成果表試坑編號(hào)試坑尺寸試坑體積試樣質(zhì)量密度重度說明認(rèn)同情況直徑，m深度，mm3kgg/cm3kN/m3主溝1#329101.7116.76該試坑為碎塊石土，粒徑范圍為2-30cm。偏濃主溝2#0.61.00.2173601.6616.27該試坑為碎塊石土，粒徑范圍為2-10cm。偏濃主溝3#0.61.00.2463961.6115.78該試坑為碎塊石土，粒徑范圍為2-10cm。適度（3）泥石流泥痕調(diào)查本次調(diào)查在泥石流的流通區(qū)、堆積區(qū)內(nèi)實(shí)測(cè)泥痕，通過斷面測(cè)繪，2處泥痕（見圖4-3所示）具有如下特征:1)斷面泥痕高差不一至，與泥石流溝的彎道有關(guān)，凹岸相對(duì)較高。2)水力半徑大，流速大。3)依據(jù)形態(tài)調(diào)查法計(jì)算泥石流峰值流量為48.94m3/s，平均流速為3.62m4)根據(jù)溝內(nèi)泥石流的沖刷與淤積調(diào)查，泥石流縱坡11度以上的溝段溝內(nèi)無泥石流淤積物；泥石流縱坡10度以下的溝段，溝床內(nèi)有泥石流淤積物，溝底被松散層覆蓋；泥石流溝縱坡10～11度之間的溝段，溝床內(nèi)有泥石流淤積物，不沖不淤的溝床縱坡為11度。圖4-3各泥痕斷面分布4.3.2泥石流流量及流速包括泥石流峰值流量和一次泥石流輸沙量（1）采用形態(tài)調(diào)查法計(jì)算泥石流峰值流量表4-7各泥痕斷面的流速及流量計(jì)算結(jié)果指標(biāo)及斷面編號(hào)①②斷面面積，m21016水力半徑0.80.5縱坡55流速，m/s4.193.06流量，m3/s41.9148.94備注綜合得出該泥石流斷面面積13m2,水力半徑0.65,縱坡為5°,平均流速為3.62m/s，平均流量45.43m在泥石流溝道中選擇2個(gè)測(cè)流斷面。斷面選在溝道順直、斷面變化不大、無阻塞、無回流、上下溝槽無沖淤變化、具有清晰泥痕的溝段。仔細(xì)查找泥石流過境后留下的痕跡，然后確定泥位。最后測(cè)量這些斷面上的泥石流流面比降（若不能由痕跡確定，則用溝床比降代替）、泥位高度HC（或水力半徑）和泥石流過流斷面面積等參數(shù)。用相應(yīng)的泥石流流速計(jì)算公式，求出斷面平均流速VC后，即可用下式求泥石流斷面峰值流量QC。（4-2）式中：WC——泥石流過流斷面面積（m2）；VC——泥石流斷面平均流速（m／s）。VC按見公式（4-3）所示進(jìn)行計(jì)算:（4-3）式中：——泥石流中含沙量變化引起的流速修正系數(shù)；R——水力半徑(m)，一般可用平均水深H（m）代替;IC——泥石流水力坡度；1/n——清水河床糙率系數(shù)，本溝取25.采用該公式計(jì)算的結(jié)果見表4-7所示。(2)采用雨洪法計(jì)算泥石流的峰值流量根據(jù)《勘查規(guī)范》，泥石流峰值流量采用“雨洪法”來進(jìn)行計(jì)算。雨洪法是假設(shè)泥石流與暴雨同頻率、且同步發(fā)生，計(jì)算斷面的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量全部轉(zhuǎn)化為泥石流流量的假設(shè)條件下建立的計(jì)算方法。其計(jì)算公式為：（4-4）式中：——頻率為P的泥石流峰值流量（m3/s）；——頻率為P的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量（m3/s）；——泥石流泥沙修正系數(shù)，；——泥石流密度（t/m3）；——清水的密度（t/m3），取為1；——泥石流中固體物質(zhì)比重（t/m3），根據(jù)實(shí)際情況取為1.62t/m3；——泥石流堵塞系數(shù)，查經(jīng)驗(yàn)表取值。計(jì)算步驟：1）按水文方法計(jì)算出斷面不同設(shè)計(jì)頻率下的小流域暴雨洪峰流量，計(jì)算方法根據(jù)《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》（四川省水利電力廳）的推理公式法進(jìn)行計(jì)算；2）按表4—8所示[3]，根據(jù)小流域泥石流溝道實(shí)際情況，選用合適的堵塞系數(shù)Dc；表4—8泥石流堵塞系數(shù)Dc值取值表堵塞程度特征堵塞系數(shù)Dc嚴(yán)重河槽彎曲，河段寬窄不均，卡口、陡坎多。大部分支溝交匯角大，形成區(qū)集中。物質(zhì)組成粘性大，稠度高，溝槽堵塞嚴(yán)重，陣流間隔時(shí)間長(zhǎng)。＞2.5中等溝槽較順直，溝段寬窄較均勻，陡坎、卡口不多。主支溝交角多小于60度，形成區(qū)不太集中。河床堵塞情況一般，流體多呈稠漿——稀粥狀。1.5——2.5輕微溝槽較順直，。主支溝交匯角小，基本無卡口、陡坎，形成區(qū)分散。物質(zhì)組成粘度小，陣流的間隔時(shí)間短而少。＜1.53）按以上公式計(jì)算頻率為P的泥石流峰值流量。如前所述，首先計(jì)算出不同頻率的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量，各頻率下的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量Qp計(jì)算成果見表4—9所示：表4—9頻率為P的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量Qp計(jì)算成果表溝名設(shè)計(jì)頻率P及洪水設(shè)計(jì)流量，m3/sP，%502010521小河溝18.0529.7738.5747.6559.6669.20根據(jù)小河溝的實(shí)際情況，小河溝泥石流堵塞系數(shù)Dc取值為1.3。按公式計(jì)算頻率為P的泥石流峰值流量Qc，計(jì)算結(jié)果見表4-10所示：表4—10頻率為P的泥石流峰值流量Qc計(jì)算成果表溝名設(shè)計(jì)頻率P及峰值流量，m3/sP，%502010521小河溝15.5125.6033.2041.0451.4059.64將以上計(jì)算結(jié)果與當(dāng)?shù)卦?jīng)目睹過小河溝泥石流爆發(fā)的人對(duì)泥石流情況的描述相對(duì)比佐證，認(rèn)為，該計(jì)算結(jié)果應(yīng)該是較為可靠的，20年、50年一遇流量分別為41.01m3/s，51.4m3/s，與泥痕計(jì)算得出(3)一次泥石流過程總量計(jì)算泥石流一次最大沖出量可通過計(jì)算法和實(shí)測(cè)法確定，實(shí)測(cè)法精度高，但往往不具備測(cè)量條件，一般只采用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)其作粗略的概算。小河溝泥石流為活動(dòng)頻繁的稀性泥石流，其爆發(fā)頻率高，一般每年一次或數(shù)次，較大規(guī)模的活動(dòng)10年左右一次；按《勘查規(guī)范》的規(guī)范性附錄I中推薦的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法對(duì)其一次泥石流過程總量和一次泥石流沖出的固體物質(zhì)的總量進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法一般根據(jù)泥石流歷時(shí)T（s）和最大流量Qc（m3/s），按泥石流暴漲暴落的特點(diǎn)，將其過程概化成五角形，按下式進(jìn)行計(jì)算：（4-5）式中：——一次泥石流過程總量（m3）；T——泥石流歷時(shí)（s），一般可用設(shè)計(jì)洪水過程線概化矩形歷時(shí)代替，計(jì)算詳見《計(jì)算手冊(cè)》；——泥石流最大流量（m3/s）；根據(jù)泥石流的實(shí)際情況，采用上述公式可獲得小河溝泥石流的一次泥石流過程總量及一次沖出固體物質(zhì)的總量，見表4—11所示。表4—11一次泥石流的總量計(jì)算成果表（《勘查規(guī)范》推薦經(jīng)驗(yàn)公式）溝名設(shè)計(jì)頻率P，%502010521小河溝泥石流歷時(shí)T，h0.360.3010.20最大流量QC，m3/s15.5125.6033.2041.0451.4059.64泥石流的總量，m35306.657300.157571.808580.9510257.7411336.644.3.3泥石流中單塊塊石運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算在缺乏大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)階情況下，為便于以堆積后的泥石流沖出物最大粒徑大體推求石塊運(yùn)動(dòng)速度的經(jīng)驗(yàn)公式：（4-6）式中：——泥石流中大石塊的移動(dòng)速度（m／s）；——泥石流堆積物中最大石塊的粒徑（m）；——全面考慮的摩擦系數(shù)（泥石流容重、石塊比重、石塊形狀系數(shù)、溝床比降等因素）。，平均。根據(jù)調(diào)查泥石流溝中的最大塊徑0.9m,平均可得出泥石流中大塊石的移動(dòng)速度為3.79m/s。4.3.4泥石流整體沖壓力計(jì)算（1）泥石流沖擊力泥石流沖擊力是泥石流防治工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。分為流體整體沖壓力和個(gè)別石塊的沖擊力兩種。a)泥石流體整體沖壓力計(jì)算公式根據(jù)鐵二院（成昆、東川兩線）公式:（4-7）式中：δ——泥石流體整體沖擊壓力（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)，圓形建筑物λ＝1.0，矩形建筑物λ＝1.33，方形建筑物：λ＝1.47。按該公式計(jì)算λ＝1.47,VC=3.62m/s,γC(泥石流容重)=15.88KN/m3,α=90°,計(jì)算可得泥石流整體沖壓力為31.21kpa4.3.5泥石流沖起高度、爬高和彎道超高根據(jù)泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范，可以計(jì)算出小河溝泥石流的最大沖起高度、爬高和彎道超高等。①泥石流最大沖起高度ΔH為：（4-8）式中：Vc——泥石流斷面平均流速（m/s）,見表4-7；g——重力加速度（m／s2），取g＝9.8m／s由Vc=3.62m/s代入公式，計(jì)算可得泥石流最大沖起高度為0②泥石流爬高ΔH，泥石流在爬高過程中由于受到溝床阻力的影響，其爬高ΔH：（4-9）式中：b——迎面坡度的函數(shù)。按照公式計(jì)算可得泥石流爬高ΔH為1.③泥石流的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現(xiàn)象。a）根據(jù)彎道泥面橫比降動(dòng)力平衡條件，推導(dǎo)出計(jì)算彎道超高的公式：（4-10）式中：Δh——彎道超高（m）；R2——凹岸曲率半徑（m）；R1——凸岸曲率半徑（m）；VC——泥石流流速（m/s）。按公式R2=3m，R1=2.5m，計(jì)算可得泥石流的彎道超高Δh為0.24m。東華理工大學(xué)09屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）泥石流防治工程方案比選PAGE295.泥石流防治工程方案5.1工程治理目標(biāo)小河溝泥石流自記載以來主要發(fā)生了三次較大規(guī)模的泥石流，一次造成了危害，已造成直接經(jīng)濟(jì)損失10余萬元，災(zāi)情屬小型泥石流；目前小河溝泥石流威脅溝口1所小學(xué)（壩底小學(xué)）870人，及溝口左右岸17戶62人居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全?？赡茉斐傻闹苯咏?jīng)濟(jì)損失600余萬元，險(xiǎn)情等級(jí)屬于中型。進(jìn)行治理是減災(zāi)、防災(zāi)的需要，也是保護(hù)溝口居民和溝口右岸壩底小學(xué)等的安全需要。因此治理該泥石流的目標(biāo)主要是：（1）控制泥石流向著自然地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)展，保證泥石流排泄暢通，不威脅扇體上居民及壩底小學(xué)安全。（2）在50年一遇的特大暴雨時(shí)，泥石流不產(chǎn)生災(zāi)害。5.2泥石流治理方案按泥石流治理的目標(biāo)是減災(zāi)、防災(zāi)以確保城市規(guī)劃建設(shè)的安全為目標(biāo)[12-13]。根據(jù)泥石流的危害對(duì)象，一般防治措施是采用固、排、攔擋、儲(chǔ)淤、生物等工程措施進(jìn)行綜合治理[15]。本泥石流溝具有如下特點(diǎn)：（1）物源豐富，一次性沖出量大。該泥石流溝物源區(qū)內(nèi)共有2段滑坡，2段殘坡積分布區(qū)，松散體在雨水和溝水沖刷作用下誘發(fā)產(chǎn)生滑動(dòng)，小河溝泥石流松散固體物源總儲(chǔ)量164.49萬m3,動(dòng)儲(chǔ)量為3.83萬m3，一次性最大沖出量為0.26萬m3。小河溝內(nèi)滑坡的穩(wěn)定性較差，滑體厚度以中厚層為主，滑動(dòng)后滑體整體性差，滑床地層為強(qiáng)風(fēng)化千枚巖等，較破碎，不易采取工程措施進(jìn)行治理；物源點(diǎn)在溝中上游，溝谷峽窄，水電、交通運(yùn)輸極為不便等原因而不宜采用單個(gè)不穩(wěn)定物源體進(jìn)行治理的方案。（2）溝內(nèi)排導(dǎo)能力差。泥石流溝形成區(qū)和流通區(qū)內(nèi)地形峽窄，沒有適合儲(chǔ)集泥石流物質(zhì)的空地、荒地，無儲(chǔ)淤場(chǎng)可選，堆積區(qū)內(nèi)河床縱坡小。通過對(duì)小河溝河床進(jìn)行調(diào)查，該泥石流溝搬運(yùn)能力較差，河床上以碎塊石為主，碎石含量達(dá)50-60%,粒徑20-60cm,部份塊石直徑大于1m，根據(jù)泥石流的組成可以確定小于10cm的碎石或卵石小河溝河水在洪水季節(jié)是可以搬運(yùn)走。由于泥石流物源的組成中以碎石為主，總體組成中2-5cm碎石占20%，5-20cm占碎石占40%，大于20cm的塊石占20%左右，可以采取攔擋措施將粒徑大于20cm的塊石攔在溝內(nèi)。整個(gè)溝內(nèi)青片河的搬運(yùn)能力較強(qiáng)，通過對(duì)該地區(qū)攔擋壩和排水槽的工程地質(zhì)條件的調(diào)查整理，為此壩底鄉(xiāng)小河溝泥石流的治理宜采用一級(jí)攔擋壩+排導(dǎo)槽[10-11]：由實(shí)地調(diào)查和歷史訪問，對(duì)泥石流攔擋工程進(jìn)行針對(duì)性布置，在流通區(qū)羅家窩附近，設(shè)置一道攔砂壩，使大量松散體停留在形成區(qū)溝內(nèi)，避免大量的物質(zhì)進(jìn)入堆積區(qū)，同時(shí)還在堆積區(qū)設(shè)置排導(dǎo)槽，由于泥石流堆積區(qū)上游右側(cè)為居民點(diǎn)，左側(cè)為農(nóng)田，故在其上游只在右側(cè)建護(hù)堤185m；與原有護(hù)堤連接，至堆積區(qū)下游，由于堆積區(qū)下游存在兩側(cè)均有居民點(diǎn)，且右側(cè)為壩底小學(xué)，故修建排導(dǎo)槽，一直延伸至小河溝和青片河交匯處，排導(dǎo)槽長(zhǎng)度為192m，以弧線和直線為主，與青片河成45度交角，出口處高程為914m5.3攔擋壩回淤范圍及庫容計(jì)算攔擋壩具有以下功能：（1）攔載水沙，改變輸水、輸沙條件，調(diào)節(jié)下泄水量和輸沙量；（2）利用回淤效應(yīng)，穩(wěn)定斜坡和溝谷；（3）降低河床坡降，減緩泥石流流速，抑制上游河段縱、橫向侵蝕；（4）調(diào)節(jié)泥石流流向。在攔擋壩淤滿后，回淤坡度根據(jù)下式計(jì)算：（5-1）式中：—泥石流攔擋壩回淤坡度，‰；—泥石流溝原溝床天然坡度，‰。攔擋壩攔蓄泥沙量采用如下公式計(jì)算：（5-2）式中：—攔擋壩庫容量，m3；n—河床粗糙系數(shù)；—攔擋壩凈高，m。根據(jù)上述公式，結(jié)合溝床地形情況，各攔擋壩的庫容量計(jì)算見表5-1所示：表5-1攔擋壩庫容量計(jì)算壩凈高，m平均寬度，m溝床坡度回淤長(zhǎng)度，mn庫容，m331787.568.7122.903503.7423.1887.591.622.908493.152527.5587.5114.522.9015772.375631.0387.5137.422.9025581.132733.8887.5160.322.9038016.748圖5-1攔擋壩庫容量計(jì)算曲線圖用回淤坡度計(jì)算庫容可以得出：當(dāng)壩凈高為6m，可以攔截2.56萬m3。依據(jù)勘查報(bào)告中《雨洪法計(jì)算泥石流的峰值流量》，20年一遇最大泥石流沖出量為0.85萬m3，50年一遇最大泥石流沖出量為1.03萬m3，故設(shè)計(jì)值滿足20年和50年一遇最大泥石流沖出量要求。5.4泥石流治理工程區(qū)工程地質(zhì)條件5.4.1攔砂壩工程地質(zhì)條件位于泥石流流通區(qū)羅家窩附近，溝床縱坡為11度，溝床寬15-40m,溝床為泥石流堆積，左右岸坡基巖出露，頂部覆蓋殘積物,植被為零星分布的灌叢，植被覆蓋率為30%，兩岸坡度為70度左右。壩址處溝床為第四系泥石流堆積物（Q4sel），巖性為砂卵礫石：為新泥石流堆積體，以礫石為主，黃褐色～灰黑色，濕，松散，礫石含量約占60～70%，粒徑0.2～2.0cm，卵石含量約占10～20%，粒徑3.0～6.0cm，其余為砂。卵、礫石主要以千枚巖為主，呈次棱角～次圓狀，厚度為0.4～1.0m。壩址周圍無斷裂發(fā)育，出露志留系上中統(tǒng)茂縣群組灰色-灰白色千枚巖，巖層產(chǎn)狀為105°∠85°。5.4.2排導(dǎo)槽工程地質(zhì)條件攔砂壩下游至青片河為排導(dǎo)槽工程布置區(qū)，主要順溝加寬加深，并布置成弧形和直線型。溝床平均縱坡為5°，排導(dǎo)槽設(shè)置沿原有溝槽兩側(cè)分布，槽寬8～20m,溝谷左側(cè)岸坡基巖出露，上覆殘坡積物，植被為針葉松樹等分布，植被覆蓋率為40～50%，谷坡坡度為32～50度，溝谷右側(cè)為新泥石流堆積體開挖形成，溝床全為泥石流堆積，具體為：①碎石土：泥石流新鮮堆積物，以碎石為主，灰白色-淺褐色，稍濕，松散，碎石含量約占50%，粒徑2.0～10.0cm，個(gè)別大者達(dá)10cm以上，呈棱角～次棱狀角，其余為沙礫，巖性主要以千枚巖為主，厚度為1.3～1.7②碎塊石土：泥石流老堆積物，以塊石為主，淺褐色～褐色，稍濕，松散，塊石含量約占60%，粒徑≥12cm，碎石含量約占25%，粒徑2.0～12.0cm，呈棱角～次棱角狀，其余為砂礫，巖性主要為千枚巖，厚度為2.9～3.5③強(qiáng)風(fēng)化千枚巖：深褐色，千枚狀結(jié)構(gòu)，中～厚層狀，裂隙發(fā)育，巖芯呈碎屑～碎塊狀，塊徑3～15cm，厚度為3.8～4.4④中風(fēng)化千枚巖：深褐色，千枚狀結(jié)構(gòu)，中～厚層狀，裂隙較發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，塊徑5～15cm，厚度為4.7～5.05.4.3巖土工程分析評(píng)價(jià)（1）穩(wěn)定性評(píng)價(jià)擬建攔砂壩處壩肩局部有殘坡積物，下部大面積開挖臨空的情況下穩(wěn)定性較差，可將其不穩(wěn)定體全部清除再進(jìn)行攔砂壩的施工，不良地質(zhì)現(xiàn)象不影響泥石流治理工程施工。所選建壩處工程地質(zhì)條件適合建設(shè)。泥石流治理工程區(qū)在地震前根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001），勘查區(qū)抗震設(shè)防強(qiáng)度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g。2008年“5.12”汶川特大地震后，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001，2008年版），工作區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度（第二組），設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g（2）地基方案建議由于泥石