地方泥石流特征及治理方案設計

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摘要:敘述了云南省騰沖縣清水鄉(xiāng)黃瓜箐泥石流的形成，泥石流流域特征和泥石流特征。對該地區(qū)泥石流的成因進行了分析，闡述泥石流形成的條件。在“堅持一切從實際出發(fā)，因勢利導地利用自然條件”的思想指導下，地質災害防治以工程措施為主、生物措施為輔，工程措施與生物措施配套舉措，工程措施以攔擋為主的方針實施了攔渣壩、抗滑樁、截水溝等工程，為類似工程的治理提供了借鑒意義。

關鍵詞:泥石流，流域劃分，泥石流成因，治理方案設計

1概述

云南騰沖縣清水鄉(xiāng)黃瓜箐溝谷為深切割的澡塘河左岸支流，地質構造發(fā)育，地質環(huán)境脆弱，地質災害頻發(fā)。該溝谷區(qū)內地質災害點多，類型多、規(guī)模大，地質災害危害嚴重。受黃瓜箐溝谷滑坡、泥石流直接威脅的人員共有1010人，威脅固定資產達7500萬元，地質災害險情等級為特大型［1］。自20世紀90年代，當地居民就一直受地質災害的威脅危害，特別是2004年7月18日曾爆發(fā)一次較大規(guī)模的泥石流活動，在黃瓜箐及公路上形成20cm～50cm厚的泥石流堆積體，造成的騰沖縣城—清水鄉(xiāng)公路中斷，沖毀黃瓜箐療養(yǎng)區(qū)房屋300m2，沖毀黃瓜箐溝堤及沿溝兩岸部分農田，直接經濟損失達100萬元［2，3］。并對黃瓜箐療養(yǎng)地、溝谷下游云南騰沖火山國家地質公園內蛤蟆嘴、美女池、溫泉游泳池、財政培訓中心及下游農田等造成直接威脅和危害，社會影響極大。為保障該區(qū)人民的生產生活及火山國家地質公園的安全，減輕或削弱地質災害對該區(qū)的危害，騰沖縣人民政府在資金十分短缺的情況下，于2010年4月對該區(qū)地質災害威脅嚴重的區(qū)域實施了治理工程。治理工程的防治目標是通過對泥石流的綜合防治使其達到穩(wěn)定;并對泥石流溝進行初步防治，扼制其惡性發(fā)展趨勢，避免泥石流在短期內對黃瓜箐療養(yǎng)區(qū)造成直接威脅和危害。主要實施了攔渣壩、抗滑樁、截水溝等工程，目前治理工程取得了較好的防治效果，達到了預期治理目標。

2泥石流特征

2．1泥石流形成特征

1)地形條件特征。該泥石流災害發(fā)育于黃瓜箐大溝左岸的沖溝內，沖溝上游寬廣，下游匯集狹窄。溝谷呈深切“V”字形峽谷，溝床平均縱坡達404．3‰;兩岸地形挺拔陡峻，地形坡度一般大于30°，降雨容易快速匯聚形成洪峰，此地形為泥石流的形成提供有利的形成、流通條件。2)水動力條件特征。該泥石流溝屬山區(qū)季節(jié)性溪流，年內流量變幅巨大，旱季斷流，雨季由于地形條件，短歷時徑流量大。該區(qū)地處季風低緯山地半濕潤亞熱帶氣候區(qū)，枯雨季節(jié)分明，氣候溫和濕潤。每年5月～10月為雨季，前期連續(xù)降雨時間長，土體長期處于飽和狀態(tài)，加之單點暴雨較多，日最大降雨量達112．1mm，由于地形匯流條件好，這種降雨特征為泥石流的形成提供了較好的水動力條件。3)松散固體物源特征。該流域內松散固體物集中，沿河兩岸滑坡發(fā)育，滑坡體或滑坡前緣直抵溝內，溝床內松散固體物較多，溝兩岸坍塌嚴重，造成嚴重水土流失，松散固體物豐富，可移動固體物方量來源有:不良物理地質體(H2滑坡、H1滑坡(已治理好)、B1崩塌)和邊坡殘坡積物。根據估算，該流域松散固體物儲量達32．90×104m3，可移動方量為10．60×104m3，為泥石流的形成提供大量松散固體物源。

2．2泥石流流域特征

該泥石流溝為黃瓜箐大溝左岸支溝，如圖1，圖2所示。黃瓜箐大溝由南向北流入澡塘河后轉為由東向西匯入大盈江。泥石流流域平面呈“梨”形，源頭寬廣，出口較狹窄。匯流面積為0．90km2，主溝長331．0m，最高點海拔為1640．40m，最低點位于黃瓜箐大溝交匯處1525．33m，高差115．07m，平均縱坡353．6‰。根據泥石流特征，可將其劃分為形成流通區(qū)和堆積區(qū)，分述如下。

2．2．1形成流通區(qū)該泥石流沖溝大部分屬形成流通區(qū)，分布高程1538．58m～1706．60m，高差168．08m，面積0．90km2，地形坡度30°～50°，主溝長301．0m，溝床平均縱坡404．3‰，溝槽呈“V”字形，底寬3m～5m。兩岸巖性為第四系滑坡堆積層(Qdel4)與崩塌堆積層(Qcol4)，以及少部分殘坡積層(Qel+dl4)，其面積覆蓋整個流域面積，成分以粉砂、礫砂、含礫粉土為主夾少量風化不均勻碎塊石。植被覆蓋良好，以松樹雜低矮灌木為主，松散固體物可移方量27．81×104m3，其物質成分主要以滑坡、崩塌堆積為主。

2．2．2堆積區(qū)位于泥石流溝與黃瓜箐大溝交匯地帶，如圖3，圖4所示。海拔1556．86m～1525．55m，高差31．53m，主溝長129．40m，平均縱坡136．94‰。該區(qū)于2011年4月已實施了2座攔渣壩，現狀堆積區(qū)形成三個臺階，設置攔渣壩后，溝槽底寬8m～35m，溝岸坡度約30°。巖性為泥石流堆積之砂礫石層，厚度一般在1m～3m，平均厚1．5m，多呈黃褐、灰白色，濕，礫石直徑一般6cm～20cm不等，以次棱角狀為主，分選性差。兩岸邊坡植被較發(fā)育。

2．3泥石流特征

自1995年至今，近20年的演變過程，由先前的幾十立方米小塌體，逐漸由塌滑—塌滑受沖蝕—再次塌滑，如此反復演變成現狀。由于泥石流溝流域巖性軟弱，風化強烈，巖體破碎，不良物理地質作用強烈，松散固體物源量大、面廣，且地形縱坡較大，溝槽較窄，泥石流其流體具有流速大、來勢猛、歷時短等特點，從其物理特征看屬稀性泥石流，處于旺盛期。泥石流堆積區(qū)位于黃瓜箐大溝交匯處，騰沖—清水公路旁，堆積物位于已建攔渣壩及出口的溝槽地帶，長129m，寬8m～35m，厚1m～3m，多數物質被黃瓜箐大溝已攜帶走。泥石流固體物質主要為卵礫石，分選性差，磨圓度差，堆積物粒徑多為6cm～20cm之間，偶夾徑大于1m孤塊石。

3泥石流治理方案設計

泥石流流域面積較小，但松散固體物源極為豐富，一旦爆發(fā)泥石流災害危害極大。泥石流物源區(qū)物源主要由溝谷兩側的滑坡體和崩塌體構成，兩地質災害體均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，溝谷部位松散固體物呈飽和狀?；麦w地形坡度陡、滑面埋深大、滑坡推力大，滑床地質條件較差，若直接對其進行治理難度極大，費用高且防止效果較差。因此對泥石流的治理以防止產生大的泥石流災害為出發(fā)點，對物源區(qū)采取適當的攔擋、排水措施，并對溝谷內的松散固體物進行水土分離，同時在溝口部位設置停淤場，利用東側溪溝水對其進行定期沖刷和清淤。

3．1設計原則和標準

在“堅持一切從實際出發(fā)，因勢利導地利用自然條件”的思想指導下，按照全面規(guī)劃，統籌兼顧，突出重點，抓住要害的治理原則，以期達到在一定范圍內控制和減輕地質災害的危害。根據清水鄉(xiāng)黃瓜箐地質災害的特點，地質災害防治以工程措施為主、生物措施為輔，工程措施與生物措施配套舉措，工程措施以攔擋為主的方針;全面規(guī)劃，統籌兼顧，融防災、抗災、減災、救災與國民經濟建設為一體，達到社會效益、經濟效益、環(huán)境效益的統一;從大環(huán)境著眼，小流域著手，從上游到下游，從局部到全體，治坡與治溝相結合的思路;工程防御體系，生物生態(tài)防御體系，監(jiān)測預報體系，環(huán)境保護與管理體系相結合的防治對策。根據清水鄉(xiāng)黃瓜箐現狀地質災害威脅人口及威脅資產確定防治工程等級，根據相關設計規(guī)范［4-6］該區(qū)地質災害危害對象及財產，綜合判定滑坡防治工程分級為一級。該區(qū)地質災害危害對象及財產，綜合判定泥石流災害防治工程安全等級標準為二級。

3．2防治工程方案設計

3．2．1肋板式排水溝在泥石流溝上游設置鋼筋混凝土肋板式排水溝，設計呈“Y”字形，根據野外調查實測剖面，主要設計兩種斷面尺寸。其中，位于主溝的中下游設計斷面尺寸為上口寬6．0m，底寬2．50m，高4．50m，溝幫寬1．0m，溝壁坡比為1∶0．3，溝底厚1．0m。由于排水溝位于滑坡、崩塌前緣溝心部位，溝谷兩岸坡體極為松散破碎飽和，為使排水溝長期發(fā)揮作用，并進行水土分離，并且加強溝幫穩(wěn)定性，在排水溝內每間隔5m設一塊肋板，設計肋板寬0．3m，高2．0m，肋板上設置排水孔。主溝肋板式排水溝設計總長53m，肋板10道。主溝上游及支溝地帶的肋板式排水溝，設計斷面尺寸為上口寬4．80m，底寬2．30m，高3．30m，溝幫寬0．80m，溝壁坡比為1∶0．3，溝底厚0．80m，排水溝每間隔5m設一塊肋板，設計肋板寬0．3m，高1．80m。支溝肋板式排水溝設計總長235m，肋板40道。排水溝及肋板均采用C40鋼筋混凝土澆筑而成，水泥采用中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。由于泥石流溝上游溝道縱坡較陡，通過對邊坡進行驗算，為防止肋板式排水溝隨滑坡下滑，在排水溝底部交叉設置不同長度支撐錨桿。單根支撐錨桿共有2．90m，5．90m及8．90m三種長度，采用DN80(89)鋼管通過打眼后灌注M30水泥砂漿，鉆孔孔徑130mm，灌漿后形成直徑為130mm的水泥柱。支撐錨桿縱向排距5．0m，橫向間距分別為1．21m和1．31m，共設置47排，錨桿計141根，其中2．9m長錨桿39根、5．9m長錨桿66根、8．9m長錨桿36根，共計長822．90m。

3．2．2攔渣壩在N1泥石流溝中上游已建攔渣壩位置處上游設置一道混凝土攔渣壩(3號)。一方面攔擋溝谷上游的松散固體物質;另一方面減弱泥石流溝形成較大的沖擊力對下游的威脅危害。設計攔渣壩總壩高13．50m，有效壩高為9．5m，長為43．15m，頂寬2．00m，迎水坡坡比1∶0．6，背水坡坡比1∶0．2，基礎埋深4．0m，整壩采用C40混凝土砌筑，水泥采用中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，壩體上用30cmPVC管按2．0m×2．0m間距梅花狀布設泄水孔;壩體中部設置泄水洞，尺寸為1．0m×1．25m。3號攔渣壩設計庫容4600m3。

3．2．3護岸擋墻及固床壩在3號攔渣壩下游溝道兩岸設置護岸墻、固床壩，主要是對溝谷兩岸滑坡、崩塌體前緣形成的堆積體進行攔擋，并減輕溝水對溝岸的側蝕作用。護岸墻、固床壩均采用M10漿砌石砌筑。護岸墻出土高2．5m，背坡比1∶0．3，面坡直立，頂寬1．0m，基礎埋深2．0m。左、右岸護岸墻單側設計長36m，總長72m。為了抑制泥石流溝道的沖刷，在3號攔渣壩以下溝道以及已有攔渣壩之間設置固床壩，間距為20m，共設置3道。固床壩采用梯形斷面，壩體材料采用M10漿砌塊石，壩高3．0m，單道固床壩長6．0m，埋深1．5m，頂寬1．0m，底寬1．60m。采用梯形斷面，背坡垂直，面坡坡比1∶0．2。壩頂面做成橫向坡度為1∶10的V形，V形中點應盡量靠近溝床中心。

3．2．4停淤場停淤場擬設于泥石流溝口平緩地帶，占地面積約為500m2，停淤場的左岸已有攔渣墻，本次對右側水溝進行改道并設置攔渣墻和排水溝，設計攔渣墻長25m，墻高2．50m，出土高1．50m。停淤場東側現為一溪溝，常年有水，可利用溪溝水對停淤場進行定期沖刷和清淤。停淤場攔渣墻距東側公路路邊緣尚有5m的距離，可利用此空地作為臨時停車場使用。

3．2．5植物工程黃瓜箐溝谷區(qū)地表植被發(fā)育，本工程設計植物措施，主要是針對泥石流物源區(qū)植被由于地質災害遭受破壞區(qū)域，主要措施是在泥石流溝谷物源區(qū)兩岸滑坡、崩塌區(qū)坡面上種植穩(wěn)土、固坡的植被。由于2011年4月完成的治理工程已施工抗滑樁周圍斜坡部位采取植物工程，可以對斜坡表面起到水土保持及固坡的作用，從而減少了泥石流物源。樹種以旱冬瓜、爬山虎為主，并撒播車桑子及狗牙根，作用是水土保持、固土以及綠化環(huán)境。植樹種草面積為22300m2。

4結語

1)黃瓜箐泥石流治理工程采用攔渣壩、抗滑樁、排水溝、停淤場和植物工程相結合的綜合治理措施，取得了較好的社會效益;2)黃瓜箐溝谷地質災害點多、面廣，治理難度大，其后續(xù)應加強監(jiān)測和預警工作，并對泥石流進行長期的動態(tài)監(jiān)測，視災害發(fā)展變化采取相應的治理措施;3)該泥石流防治工程實施對云南地區(qū)和同類地質環(huán)境區(qū)的現場泥石流災害防治工作具有指導和借鑒意義;4)當地政府應加強建筑管理和環(huán)保管理，嚴禁危害防治工程安全使用的建筑、垃圾排放等不良現象發(fā)生。

參考文獻:

［1］毛劍梅．云南地質資源旅游產業(yè)化研究［D］．昆明:昆明理工大學，2015．

［2］孫顯辰，王保云，彭娟，等．云南省各州市泥石流災害與水系分布的規(guī)律分析［J］．電腦知識與技術，2020，16(15):16-18．

［3］王宇．云南省地質災害防治與研究歷史評述［J］．災害學，2019，34(3):134-139．

［4］DZ/T0218—2006，滑坡防治工程勘查規(guī)范［S］．

［5］DZ/T0239—2004，泥石流災害防治工程設計規(guī)范［S］．

［6］DZ/T0219—2006，滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范［S］．

作者：李小膀 冷冰林 單位：中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司