泥石流對公路工程的影響及其防護措施

■顧廷婷　唐　鵬（四川省冶金地質(zhì)勘查局水文工程大隊四川成都611730）

泥石流對公路工程的影響及其防護措施

■顧廷婷唐鵬
（四川省冶金地質(zhì)勘查局水文工程大隊四川成都611730）

本文闡述了泥石流的產(chǎn)生原因和它對公路工程的不良作用，并針公路工程泥石流的預防和治理進行了重點論述，綜合論述分析了震后修建時泥石流防治的新結構。

公路泥石流形成條件破壞形式治理措施

1　泥石流對公路工程的危害形式

在公路工程修建及使用過程中，極易受到泥石流的危害，其作用形式一般包括沖刷、沖擊、淤埋和它帶來的次生災害。

1.1泥石流沖擊

泥石流沖擊一般有三種形式，第一種形式是所產(chǎn)生的流體與作用對象直接接觸而產(chǎn)生的沖擊；第二種形式是流體內(nèi)某些體積較大的物體對對象的某一部分產(chǎn)生作用；第三種形式是泥石流龍頭帶起的泥漿、石塊等砸向作用對象。

我們在確定泥石流所產(chǎn)生的沖擊力時，可以使用如下計算公式：

式中:δ為泥石流整體沖擊力；λ為建筑物截面形狀系數(shù)，圓形、矩形、方形分別為1.0，1.33，1.47；γc為泥石流容重；Vc為泥石流流速；g為重力加速度；α為泥石流沖擊角度。

1.2泥石流沖刷

泥石流沖刷一般有下蝕、側蝕以及磨蝕等幾種主要類型。如果泥石流在運動過程中掏蝕溝床，掏空了溝床及附近建筑物的地基，則必然會使建筑物傾倒。如泥石流側蝕溝床，就會使岸的穩(wěn)定性降低，產(chǎn)生崩塌、滑坡等問題，加劇泥石流的運動，危險岸上的所有設備。中國的西南山區(qū)會頻繁的發(fā)生泥石流災害，極易導致公路沖毀的問題發(fā)生。泥石流沖刷所引起的公路路基失穩(wěn)問題如圖1所示。

圖1　泥石流沖刷路基

1.3泥石流淤埋

泥石流運動過后就會堆積，而堆積下來的這些泥沙石塊會將該段公路上的所有設施都掩埋。泥石流的出現(xiàn)率、堆積區(qū)域地質(zhì)狀況等的區(qū)別使其淤埋速度以及面積也有很大的差異。比如：川藏公路的G318國道在波密縣區(qū)域頻繁的遭到古鄉(xiāng)溝泥石流的掩埋，經(jīng)常使公路數(shù)天無法正常通行，給當?shù)氐纳a(chǎn)、生活帶來了非常不利的影響。汶川縣磨子溝泥石流淤埋公路橋梁的情形如圖3所示。

2　公路工程泥石流防護措施

對公路工程進行泥石流防護工作時，所使用的措施一般有工程措施、生物措施以及綜合治理措施。

2.1工程措施

科技的不斷發(fā)展進步，使我們在治理泥石流時也有了更多的工程措施可以選擇，例如:攔阻壩、谷坊、排導槽、停淤場等。結合泥石流防治的具體要求，我們對攔擋工程和排導工程進行了深入的論述。攔擋工程就是將泥石流中攜帶的固體物質(zhì)攔擋下來，并借助泥石流溝局部床段的降低來提高河床的基底。這不僅能減小泥石流的速度，還可以使其產(chǎn)生的沖刷力以及沖擊力大大降低，避免逆流式產(chǎn)生較為嚴重的破壞，這一工程通常都位于泥石流的產(chǎn)生區(qū)和活動區(qū)。所謂泥石流排導工程，就是借助早已存在的自然、人工溝道等來對泥石流進行排泄和引導，使其到達下游對人類生產(chǎn)、生活危害較小的區(qū)域，避免產(chǎn)生泥石流堆積區(qū)域。排導工程包括排導槽、排導溝、導流防護堤、渡槽等，通常都修剪在泥石流溝的活動區(qū)及堆積區(qū)。泥石流防治的工程措施成效顯著，可是成本較高，并且會使區(qū)域生態(tài)環(huán)境受到不良作用。

2.2生物措施

治理泥石流的生物措施一般有營造森林、灌木和草本植被。使用這些措施能夠有效避免水土流失問題，并且能降低地表徑流以及松散物的總量，避免泥石流運動的同時很好的保護了自然環(huán)境，使生物的資源產(chǎn)量及產(chǎn)值能夠因此大大提高。此外，這一泥石流防治措施的成本很低，但是需要很長一段時間才會有效果。

2.3綜合治理措施

綜合治理措施就是將上述的工程措施與生物措施聯(lián)系起來應用，一般在泥石流較嚴重的地區(qū)才會使用這一措施。具體工作方式就是先用工程措施來保障公路的正常運營，然后再用生物措施來對生態(tài)環(huán)境進行恢復。這一工作的目的往往不單單是對泥石流進行防治，還包括保證公路安全，提高地區(qū)生態(tài)效益等。

3　震后大型泥石流防治對策探討

3.1震后泥石流防治原則

一旦出現(xiàn)地震，則各個山區(qū)的泥石流溝道所發(fā)生的泥石流的危害程度、運動情況都會產(chǎn)生很大的區(qū)別。結合以前的工作實際，在進行泥石流防治工作時應當堅持“全面規(guī)劃、重點明確”的原則，這樣才能收到較好的效果。

3.2震后公路泥石流防治標準探討

在設定地震后規(guī)模較大的泥石流防治標準時，一定要了解震后災區(qū)的泥石流運動狀況可能發(fā)生怎樣的改變，還要按地震與泥石流發(fā)生的先后來排序。震后的泥石流及后發(fā)型地震泥石流大都具有下列特征：

（1）數(shù)量增多:很多震前不會發(fā)生泥石流的區(qū)域也出現(xiàn)了泥石流。

（2）頻率增高:泥石流的發(fā)生間隔變短。

（3）具備群發(fā)性，同步性特征。

（4）松散物質(zhì)的體積增大，經(jīng)常出現(xiàn)小溝大災的問題。

（5）主控因素改變，由原有的固體松散物變成了短時間降雨。

震后泥石流的特征是會發(fā)生一定的改變的，所以，使用之前的泥石流防治標準已無法獲得預期的結果，特別是規(guī)模較大的泥石流會產(chǎn)生耦合作用而使其規(guī)模大大增加，因此，在對震后災區(qū)的泥石流進行防治時一定要結合實際制定最科學、適宜的防治方案。

［1］呂紅巖.地質(zhì)問題對公路工程的影響及對策分析［J］.中國建筑金屬結構，2013( 2):95.

［2］余建鋒.公路泥石流災害及其防治措施［J］.公路交通技術，2007(2):83-86.

［3］唐邦興，杜榮桓，康志成.中國泥石流研究［J］.地理學報，1980(35):259-264.

P642.23[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-339-1