川西某泥石流的危害性分析及預(yù)防措施

0 引言

泥石流屬于典型的次生地質(zhì)災(zāi)害，受大地震或季節(jié)性強(qiáng)降雨的影響突然爆發(fā)，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)厝嗣裆�命�?cái)產(chǎn)安全[1]。本文所研究泥石流溝位于川西 理縣境內(nèi)，距離理縣約32km，是一條老泥石流溝，于2017年5月和2011年7月分別爆發(fā)了泥石流。目前，該泥石流仍處于發(fā)展期，在遭遇暴雨侵襲的情 況下，仍具有再次爆發(fā)的可能性，對(duì)該泥石流的基本特征、發(fā)展趨勢(shì)及預(yù)防措施等研究具有必要性和迫切性。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地震

研究?jī)?nèi)經(jīng)歷過多次構(gòu)造變動(dòng)，形成了扭動(dòng)構(gòu)造體系的熱務(wù)溝旋卷構(gòu)造。同時(shí)伴以巖漿活動(dòng)與變質(zhì)作用，使之更加復(fù)雜化。主要構(gòu)造包括薛城S型構(gòu)造和馬爾康北西向構(gòu)造，且以褶皺占主導(dǎo)地位，多為倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜、倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜，斷裂以壓性、壓扭性為主。

研究區(qū)位于龍門山地震帶中段，據(jù)歷史記載，地震時(shí)有發(fā)生，從1952年至今，共發(fā)生地震200余次。2017年5月12日汶川縣映秀8.0級(jí) 地震是研究區(qū)危害最嚴(yán)重的一次，造成兩百余人的傷亡，居民房屋和道路、通訊、電力等各類基礎(chǔ)設(shè)施不同程度地受損。本次地震中研究區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s。

1.2 地層巖性

研究區(qū)出露的地層主要為中生界三疊系及古生界部分地層，次為燕山期至印支期的巖漿巖及第四系松散堆積層。變質(zhì)巖為黃水河群，為區(qū)內(nèi)出露最古老 地層，屬海相、噴發(fā)相巖組； 志留系地層屬淺海相，上下可分為五段巖組，主要分布于甘堡以東、雜古腦河南岸至雪隆包一線地區(qū)，巖層走向大致為北西-南東，巖層出露之處，多為山脈分水 嶺；泥盆系地層屬淺海相，分上下兩段巖組。巖性以厚層石英砂巖顯著，多形成高山，展布于膽扎木溝東北，瓦斯寨后山梁子等地；石炭、二疊系地層出露不大，主 要為淺海沉積相；三疊系地層在區(qū)內(nèi)出露

最為廣泛。侵入巖，主要為印支期和燕山期花崗巖，分布較廣，侵入泥盆系及之前的古老地層中。第四系地層包括殘留的冰 川（水）堆積物、沖洪積、坡殘積和崩坡積物，以碎石土為主。

2 泥石流基本特征

2.1 形成條件

地形條件：流域?yàn)榈湫偷母咧猩綅{谷地貌，溝平面形態(tài)呈近似長(zhǎng)方形，溝長(zhǎng)

3.5km，橫向?qū)捈s2.8km，溝域面積15.8km2，溝尾山脊最 高海拔為4650m，溝口最低海拔高程2180m。溝道總體縱坡較大，上陡下緩，下游與主溝交互處段縱坡110-150‰。彎道及坡面微型支溝發(fā)育，支溝 多呈樹枝狀分布，溝兩岸岸坡坡度較陡，崩塌、不穩(wěn)定斜坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育

物源條件：溝泥石流松散固體物源較豐富，且物源分布較為集中，主要分布于2500m以上高程段。物源類型主要包括崩塌堆積物、溝道堆積物。其 中崩塌類物源主要包括：（1）主要發(fā)育于花崗巖、砂質(zhì)板巖巖體中，主要分布于溝域左右岸斜坡中下部，崩塌規(guī)模往往較大，其崩塌堆積體特征是堆積體均一性極 差，有的塊度巨大，有的則較為細(xì)小，且堆積的塊石堅(jiān)硬，強(qiáng)度較大，部分可選作治理工程的優(yōu)良建材；（2）屬土質(zhì)崩滑，主要發(fā)育于冰水堆積基座階地邊緣及溝 道兩側(cè)斜坡坡腳地段，由于具有良好的臨空條件，在地震作用下發(fā)生崩滑破壞而形成。

水源條件：溝總體流向由東向西，匯水面積約15.8km2，溝谷切割較深，呈“V”字型溝谷，溝谷谷底狹窄，具有短時(shí)間內(nèi)地表水匯聚的水流條件，水流湍急，對(duì)溝床沖刷破壞嚴(yán)重，對(duì)兩側(cè)岸坡的掏蝕能力強(qiáng)。據(jù)區(qū)域氣象資料，研究區(qū)年最大降雨量為710mm，最大日降雨量56mm。

2.2 功能區(qū)特征

物源區(qū)：該溝泥石流物源主要集中在2500m以上高程段，物源區(qū)溝道長(zhǎng)約

3.2km，面積約12km2，該段溝床平均比降450‰。溝谷內(nèi)地 質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺斷層發(fā)育，松散堆積體厚度相對(duì)較大，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，特別是大地震后產(chǎn)生了大量崩塌、不穩(wěn)定斜坡，為泥石流的形成提供了大量松散固體物 源。溝床縱比降相對(duì)較緩，溝床堆積物非常豐富，為泥石流的形成提供了大量溝道堆積物源。 流通區(qū)：位于2200～2500m高程段，溝道長(zhǎng)約800m，寬約10～20m不等。溝道內(nèi)主要以漂石土為主，厚度一般在10m以上。

堆積區(qū)：溝內(nèi)縱向地形坡度較陡，沒有明顯的堆積區(qū)，泥石流大部分從溝口

沖出進(jìn)入主溝內(nèi)，在主溝內(nèi)形成堆積區(qū)，主溝內(nèi)堆積區(qū)主要位于2200m高程段以下，溝道長(zhǎng)約1.2km，面積約0.8km2，溝床順直寬緩，寬約50～150m不等，非常利于泥石流物質(zhì)堆積。

3 危害性

3.1 具體危害

2011年7月4日-6日，研究區(qū)普降暴雨導(dǎo)致該泥石流溝爆發(fā)大規(guī)模泥石流，約3.5×104m3的泥石流物質(zhì)被沖出，堵斷了附近國(guó)道線致使 交通中斷，沖毀房屋數(shù)棟，科學(xué)技術(shù)與工程掩埋了大量的農(nóng)田，同時(shí)泥石流還沖毀溝內(nèi)的一些電站、度假山莊、工廠和溝內(nèi)兩座橋涵，初步估計(jì)財(cái)產(chǎn)損失約6000萬(wàn)元。大量的泥 石流物質(zhì)沖出在雜谷腦河交匯處形成堰塞體，使雜谷腦河上游水位抬高。

3.2 危害分析

溝域面積較大常年水流較大，補(bǔ)給源為熔化的雪水和大氣降雨，水泥石流水源條件較好；溝域內(nèi)崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，松散固體物質(zhì)豐富， 溝域溝道中上游狹窄，縱坡較大，兩岸岸坡較陡，有利于泥石流水源匯集。通過對(duì)上述泥石流形成條件的分析，該泥石流易發(fā)程度為易發(fā)，再遇到暴雨等特定 情況下再一次爆發(fā)大規(guī)模泥石流的可能性極大。

一旦再次形成大規(guī)模的泥石流，將直接危害溝口附近的國(guó)道、大量農(nóng)田及村莊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，危險(xiǎn)性大。因此對(duì)該溝進(jìn)行工程治理是十分必要的。

3.3 發(fā)展趨勢(shì)

“5.12”大地震后，溝域內(nèi)崩塌等不良地質(zhì)作用發(fā)育，可參與泥石流活動(dòng)的松散固體物源量也大大增加，由于小溝呈“V”字形，崩塌產(chǎn)生 后直接堆積在溝道內(nèi)，并在溝道內(nèi)形成了兩處小的積水坑，而且溝道縱向坡降大，沖刷嚴(yán)重，在水流沖刷作用下，溝床會(huì)進(jìn)一步下切，從而使溝道兩側(cè)斜坡更加趨于不穩(wěn)定，在地表水沖刷、侵蝕作用下將會(huì)失穩(wěn)產(chǎn)生更多的崩塌、不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害，從而為泥石流的形成提供豐富的物源。一旦遭到較大暴雨，勢(shì)必將引發(fā)特大型泥石 流災(zāi)害。小溝泥石流易發(fā)程度數(shù)量化綜合評(píng)判分值為124分，易發(fā)程度為極易發(fā)，目前處于發(fā)展期。

4 防治措施

目前泥石流防治工程常用的方法主要有：穩(wěn)、攔、排、停、封等幾種方法。從該泥石流溝實(shí)際情況來(lái)看，溝內(nèi)崩塌眾多，分布廣泛、規(guī)模大，且山高路 陡，在該泥石流溝中上游采用穩(wěn)、封的方法基本不能實(shí)現(xiàn)治理的目的，同時(shí)泥石流溝

下游無(wú)寬闊地段采用停於場(chǎng)方法也不具備實(shí)施條件。因此，對(duì)該泥石流的治理主 要以結(jié)合保護(hù)對(duì)象采用攔、排為主。防治措施建議如下：

1）攔擋壩。在支溝小溝往下約100m處修建1#攔擋壩，壩長(zhǎng)約80m，壩高10m，庫(kù)容約1.5×104m3；在漆樹壩電站上游溝道轉(zhuǎn)彎附 近修建2#攔擋壩，壩高約20m，寬約80m，攔擋庫(kù)容約4×104m3；在2#壩上游約200m處修建3#攔擋壩，壩高約20m，壩寬約60m，攔擋庫(kù) 容約3×104m3；在3#攔擋壩上游約150m處修建4#攔擋壩，壩高20m，壩寬約40m，攔擋庫(kù)容約3×104m3。

2）防護(hù)堤。根據(jù)泥石流溝域特征采用“攔排相結(jié)合”的治理思路進(jìn)行治理，包括單面防護(hù)堤，在支溝小溝與主溝交匯往下至雜谷腦河交匯段設(shè)置單面 防護(hù)堤長(zhǎng)約400m，防護(hù)堤高度約5-10m；雙面防護(hù)堤，設(shè)置在泥石流溝下游，左右兩側(cè)均設(shè)置，目的是保護(hù)下游左右兩側(cè)村民房屋等，雙面防護(hù)與附近國(guó)道 線相接。

3）導(dǎo)流堤。設(shè)置在泥石流溝附近國(guó)道下游與雜谷腦河交匯段成斜交，導(dǎo)流堤長(zhǎng)度50～80m，高度約5m。

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