西藏自治區(qū)浪江公路泥石流形成條件與防治

原 野，孫文斌，孫景龍，于 群

吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所， 吉林 長春 130012

由吉林省地質(zhì)工程勘察院承擔(dān)西藏自治區(qū)浪江公路（浪卡子—江孜）進(jìn)行公路改擴(kuò)建工程地質(zhì)詳細(xì)勘察，沿線泥石流較發(fā)育，92 km 路段上共有泥石流多達(dá)150 多處，其中有較大之處多達(dá)25 處，對浪江公路危害最大，每年雨季，特別是7、8、9 月，泥石流沖刷路基，淤埋路面，毀壞橋梁，淤塞涵洞，部分時(shí)間交通中斷，嚴(yán)重影響人民正常的生產(chǎn)、生活活動(dòng)，制約了該地區(qū)的邊防建設(shè)，交通條件的改善、公路功能的發(fā)揮，對西藏經(jīng)濟(jì)發(fā)展極為不利。本文結(jié)合浪江公路改擴(kuò)建工程的勘察對該段泥石流進(jìn)行分析研究，并提出具體的工程治理措施。

1 泥石流的形成條件及特征

1.1 泥石流形成條件

泥石流為固液兩相流體，形成過程極其復(fù)雜。泥石流的形成主要與流域、地形條件，固體物質(zhì)來源及水源條件有關(guān)。

1.1.1 地形條件

浪江公路沿線前60 km 為深割的高地形地貌，這樣的地形地貌使溝谷的上下段反差極大，最高處海拔為5 768.5 m，最低海拔3 500 m，溝長最長9 km，溝床平均坡為16%～25%。在上游泥石流的形成流通段，地形起伏大，嶺谷高差懸殊，溝谷坡降大，谷坡陡峻，在出口處溝谷大多變窄，谷坡變陡，使得溝谷呈“U”字型，多數(shù)在出口上游為“V”型谷，溝岸崩塌現(xiàn)象普遍，為泥石流的活動(dòng)源源不斷地提供固體物流。溝谷到了下游堆積地段，由于地形平緩，與主河道相隔寬闊的河谷或冰積臺地，而浪江公路大部沿河谷與冰積臺地展布：公路上或河谷地區(qū)形成了串珠狀和錐形泥石流堆積區(qū)。

1.1.2 泥石流的固體物源

泥石流是固液兩流體，含有大量泥沙，碎塊石，漂礫等固體物質(zhì)是泥石流不同于水流或洪流的主要標(biāo)志，松散固體物質(zhì)的形成與地質(zhì)背景條件及地質(zhì)營力有關(guān)，泥石流的物源積累過程與不良地質(zhì)現(xiàn)象是緊密聯(lián)系的。

浪江公路沿線泥石流溝的流域范圍內(nèi)，松散堆積物按其成型主要包括：殘坡積物、溝床堆積物、老泥石流堆積物、冰漬物及滑坡堆積物。對不同成因類型的泥石流按活動(dòng)特點(diǎn)采用如下方法計(jì)算。

（a）V ＝S·L 該式適用于計(jì)算厚度較大，成面狀分布的殘坡積的物源量；

（b）V=∑Vi（i ＝1，2，3）該式適用于計(jì)算溝床松散固體物質(zhì)物源量；

式中：V1＝bh1/2（三角形斷面）；

V2=（a+b）h1/2（梯形斷面）；

V3=（a+b）h1（矩形斷面）

（c）V ＝S·h，該式適用于計(jì)算溝岸兩側(cè)的垂直向上厚度大，橫向?qū)挾却蟮谋鶟n壟物源量，其中h=1/4kB（πB/180kβcosβ－1）。計(jì)算結(jié)果：沿線150 多處主要泥石流固體物源儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果：殘坡積物=（18.6～2189.4）×104m3，溝谷洪積=（8.6～286.4）×104m3，滑坡堆積物=（0.8～224.5）×104m3，總量（68.4～3787.5）×104m3。

計(jì)算結(jié)果表明，浪江公路沿線固體物源相當(dāng)豐富，為形成泥石流提供了足量的固體源，截止我們勘察時(shí)，公路沿線一切有利于泥石流形成的地形、地質(zhì)、生態(tài)條件并未改變，而且在今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，僅將朝著有利于泥石流形成的方向發(fā)展，所以浪江公路在改建后沿線泥石流仍將十分嚴(yán)重。

根據(jù)形成流通及松散物質(zhì)的堆積特征，浪江公路沿線泥石流的補(bǔ)給方式主要由如下兩種：

（1）崩塌補(bǔ)給，這里泥石流上游物源補(bǔ)給的主要方式，在上游由于溝谷的深度下切，溝床多處出露多極基巖跌坎，跌坎之間溝床縱坡18°～64°，局部平緩，谷坡前緣形成高數(shù)米至數(shù)十米的陡坡。陡坡地段殘積物由于下水及地表水的作用，以及部分溝谷的凍融作用下形成坡體或相連崩滑群，表面又無植被或稀少，固體物質(zhì)源源不斷地進(jìn)入溝道，呈滾雪球模式形成泥石流。

（2）徑流侵蝕補(bǔ)給，溝床堆積物及靠近主溝兩側(cè)的松散堆積物，受徑流的長期侵蝕作用，局部崩塌，滑坡等不良現(xiàn)象發(fā)育，在泥石流作用下，隨著短時(shí)逕流量增加，侵蝕能力增強(qiáng)，使得這些松散固體物體被裹挾，從而參與泥石流的活動(dòng)。

1.1.3 泥石流的水源條件

浪江公路沿線泥石流的水源主要為大氣降水，其次為冰雪融水，大氣降水是泥石流激發(fā)條件，冰雪融水則是構(gòu)成溝道枯季逕流的主要水源。

（1）大氣降水，大氣降水主要集中在7、8、9三個(gè)月，降水量大，逕流量也較大，由于地形地貌的特點(diǎn)，就誘發(fā)泥石流的發(fā)生，所以浪江公路的泥石流主要在夏季，使公路時(shí)常中斷。

（2）冰雪融水，在冬季降雪為浪江公路沿線降水的主要形式，冰雪大部分沿著上游松散坡面侵入地下，使松散固體物質(zhì)長期處于含水或飽水狀態(tài)，從而加劇了坡面的侵蝕。

1.2 泥石流特征

1.2.1 泥石流發(fā)育特征

受地形地貌等各種自然地理因素及地質(zhì)環(huán)境因素控制，浪江公路沿線泥石流的發(fā)生具有其自身特點(diǎn)：受沿線地貌控制，泥石流的上段為較徒山坡，山地間的侵蝕沖溝，縱坡降很大，中段溝道較窄，縱坡較??；一出山口地形豁然開闊，溝道變寬，縱坡降小，受泥石流堆積影響，沖溝具有一定的擺動(dòng)性，泥石流的發(fā)育多處于比較初級狀態(tài)，物源區(qū)往往與徑流沖刷還連在一起沒有明顯的流通區(qū)。

1.2.2 泥石流靜力特征

（1）固體物源顆粒組成，浪江公路沿線泥石流固體物源成固類型主要有殘坡積物、坡積物、溝谷臺地堆積、溝床堆積幾種，成因類型不同，物質(zhì)組成顆粒差異性較大。在殘積物中除去塊石，角礫質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%～70%，砂粒及粉粒25%～30%，在沖積碎石質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%，角礫質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%，余為不同粒徑砂土，無論什么成因在泥石流中粘粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)都較少。

（2）泥石流堆積物顆粒組成，泥石流堆積物主要顆粒為碎石土，顆粒組成由于不同成因存在一定差異，除去塊石，較大碎石外泥石流堆積物顆粒組成也不同，一般碎石在21.3%～65.5%之間，角礫在15 %～43.1%之間，砂粒在3.2%～36.3%之間，粉粒在0.04%～0.7%之間。從物質(zhì)組成來看，浪江公路沿線泥石流堆積物中以粗粒（塊石、碎石）組成為主，細(xì)粒為輔。

2 泥石流防治措施

2.1 生物措施

實(shí)施生物防治，是保持水土，削弱泥石流活動(dòng)的基本條件，它是一種長期的有助于減緩泥石流形成，達(dá)到一定防御目的的治理手段，公路沿線屬高寒地區(qū)，空氣稀薄，植物生長緩慢，植被稀少，大部分巖土裸露，風(fēng)化嚴(yán)重，特別是養(yǎng)殖業(yè)，過度放牧；在修建公路和其它人類工程活動(dòng)又進(jìn)一步加劇了生態(tài)環(huán)境的破壞，水土流失嚴(yán)重，為泥石流的形成提供了更加豐富的物源。生物防治主要方法是禁止亂砍濫伐，過渡放牧，保護(hù)植被，有計(jì)劃的植樹種草，固結(jié)表土，抑制水土流失，降低泥石流發(fā)生概率與規(guī)模。

2.2.2 工程措施

由于公路為一帶狀構(gòu)造物，線長、面大、點(diǎn)多，沿線泥質(zhì)流數(shù)量較多，規(guī)模較大，受建設(shè)資金限制，很難全部徹底根治，工程措施以排導(dǎo)、排擋為主，具體分為：①對于泥石流顆粒成分以塊石為主，淤塞嚴(yán)重的干性泥石流，使路線盡量從泥石流溝谷處經(jīng)過，修建大跨徑橋梁直接跨過，上游輔以攔截設(shè)施。②對于泥石流顆粒成分以碎石為主，大部分能隨泥石流一起沖走的稀性泥石流，由于路線上基本上都從沉積泥石流通過，泥石流排瀉不暢導(dǎo)致沖毀淤埋道路。治理措施是修建中小橋、涵洞、上游攔截、下游排瀉。

[1] 沈興付,等.西藏澤曲邊防公路石流災(zāi)害分析與防治[J]吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版）,2004.

[2] GB50021-2001,巖土工程勘察規(guī)范[S].

[3] JTGD63-2007,公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].