某小型支溝泥石流防護(hù)措施設(shè)計(jì)

曹用

摘要：海通溝近期發(fā)生過(guò)泥石流。該溝今后還可能發(fā)生一定規(guī)模的泥石流。海通溝流域一旦暴發(fā)泥石流，將對(duì)水泥廠產(chǎn)生影響。為保證水泥廠的正常施工與運(yùn)行，需要對(duì)海通溝泥石流治理。根據(jù)海通溝泥石流形成條件、運(yùn)動(dòng)和堆積特征結(jié)合泥石流危害對(duì)象的分布等，本次工程采用工程措施攔截泥石流固體物質(zhì)，利用現(xiàn)有溝道排導(dǎo)的措施。

關(guān)鍵詞：小型支溝;泥石流;防護(hù)措施

1工程概況

某水泥廠生產(chǎn)線(xiàn)位于西藏海通溝內(nèi)（河口上游 1.5km? 至河口段）。根據(jù)勘查報(bào)告，海通溝近期發(fā)生過(guò)泥石流。鑒于流域內(nèi)基巖破碎，廣泛分布著崩滑堆積物和坡面松散堆積物，坡面松散物質(zhì)侵蝕與崩塌滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流的可能性較大，該溝今后還可能發(fā)生一定規(guī)模的泥石流。海通溝流域一旦暴發(fā)泥石流，將對(duì)水泥廠產(chǎn)生影響。施工期，海通溝泥石流將進(jìn)入施工場(chǎng)地，危及施工人員及建筑物安全。完工后泥石流侵蝕棄渣可能增加泥石流規(guī)模，并造成主河的堵塞潰決形成系列的災(zāi)害鏈。為保證水泥廠的正常施工與運(yùn)行，必須進(jìn)行海通溝泥石流治理。

2防護(hù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（DT/T0239-2004）規(guī)定，該泥石流防治工程安全等級(jí)應(yīng)定為二級(jí)，同時(shí)結(jié)合水泥廠的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，泥石流防治工程主體工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇的降雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)。海通溝50年一遇泥石流容重為1.482g/cm，泥石流峰值流量為82.42m/s，一次漿體總量為7.83萬(wàn)m，固體總量為2.22萬(wàn)m。

3泥石流防護(hù)工程設(shè)計(jì)思路

海通溝溝道寬度總體上游狹窄，而下游逐漸變寬，但局部有寬窄相間的特點(diǎn)，甚至有狹窄的溝谷，為治理工程設(shè)置攔擋壩提供了有利條件，表現(xiàn)為在這些部位建攔擋壩時(shí)壩體的長(zhǎng)度相對(duì)較小，且這些溝段溝道縱坡較緩，上游溝道相對(duì)開(kāi)闊，修建攔擋工程其庫(kù)容較大，對(duì)泥石流峰值流量的調(diào)節(jié)作用效果顯著?？紤]溝內(nèi)通村公路的交通需要，攔擋壩高度不宜過(guò)高，采用特制泥石流攔擋網(wǎng)與攔擋壩結(jié)合的方式。

4泥石流防護(hù)工程方案設(shè)計(jì)

4.1壩線(xiàn)選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形調(diào)，在距海通溝溝口上游約1690m處及其下游300處分別新建一座攔擋壩。

4.2壩型選擇

混凝土格柵壩功能主要為三個(gè)方面，一是通過(guò)其有效庫(kù)容攔擋泥石流中的固體物質(zhì)，降低流體重度，減輕對(duì)下游的危害;二是通過(guò)壩體的削峰減流作用調(diào)節(jié)泥石流流體峰值流量，增加下游排導(dǎo)工程或自然溝道的安全性，三是通過(guò)壩體的有效攔砂作用，降低過(guò)壩泥石流重度?？紤]溝內(nèi)通村公路的交通需要，攔擋壩高度不宜過(guò)高，采用特制泥石流攔擋網(wǎng)與攔擋壩結(jié)合的方式，減少對(duì)通村公路的影響。

4.3壩頂高程

海通溝該段平均縱坡為4%，回淤縱坡縱坡采用3%。由于海通溝各壩位上游回淤范圍形態(tài)多不規(guī)則，因此庫(kù)容的計(jì)算方法為：根據(jù)回淤縱坡圖解求得回淤長(zhǎng)度和庫(kù)尾高程，據(jù)此在平面圖上圈定回淤范圍，計(jì)算回淤范圍面積，再乘以庫(kù)區(qū)平均深度計(jì)算其回淤庫(kù)容。同時(shí)考慮攔擋網(wǎng)在攔截泥石流時(shí)高度上有20%～25%的損失。1#攔擋壩高程3626m對(duì)應(yīng)的庫(kù)容為12071m;2#攔擋壩高程3611m對(duì)應(yīng)的庫(kù)容為10608m。

4.4建筑物設(shè)計(jì)

1#攔擋壩為混凝土格柵壩，壩長(zhǎng)度25.7m，壩頂寬度3.0m，壩高3m，上游坡面坡比為1：0.7，下游坡面坡比為1：0.3。壩體布置2個(gè)排泄槽，槽寬3m，槽深1.8m，槽間距3m。壩體右側(cè)設(shè)置隔墩，高度4m，頂寬3m;壩體中部設(shè)置中墩，高度4m，頂寬2m;壩體左側(cè)設(shè)置1.2厚C20埋石混凝土墩。壩頂設(shè)置3m高泥石流攔擋網(wǎng)，寬度分別為12.8m和11.3m。

2#攔擋壩為混凝土格柵壩?；炷粮駯艍螇雾旈L(zhǎng)度25.6m，壩頂寬度3.0m，壩高3m，上游坡面坡比為1：0.7，下游坡面坡比為1：0.3。壩體布置3個(gè)排泄槽，槽寬3m，槽深1.8m，槽間距3m。壩體右側(cè)設(shè)置隔墩，高度4m，頂寬3m;壩體中部設(shè)置中墩，高度4m，頂寬2m，;壩體左側(cè)設(shè)置1.2厚C20埋石混凝土墩。壩頂設(shè)置3m高泥石流攔擋網(wǎng)，寬度分別為12.3m和11.8m。

根據(jù)分析計(jì)算成果，攔擋網(wǎng)采用VX180型。攔擋網(wǎng)采用具有強(qiáng)大的彈塑性變形能力ROCCO 環(huán)形網(wǎng)，采用特殊的防腐技術(shù)，使用壽命可達(dá)30年以上。

4.5壩體穩(wěn)定和地基應(yīng)力驗(yàn)算

4.5.1攔擋工程設(shè)計(jì)工況和荷載組合

按前述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)攔擋工程設(shè)計(jì)工況按滿(mǎn)庫(kù)過(guò)流、半庫(kù)過(guò)流、空庫(kù)過(guò)流三種特征結(jié)合地震因素（考慮地震和不考慮地震），共有六種工況組合，分別為工況Ⅰ滿(mǎn)庫(kù)過(guò)流（不考慮地震）、工況Ⅱ滿(mǎn)庫(kù)過(guò)流狀態(tài)（考慮地震）、工況Ⅲ為半庫(kù)容過(guò)流狀態(tài)（不考慮地震）、工況Ⅳ為半庫(kù)容過(guò)流狀態(tài)（考慮地震）、工況Ⅴ為空庫(kù)過(guò)流狀態(tài)（不考慮地震）和工況Ⅵ為空庫(kù)過(guò)流狀態(tài)（考慮地震）。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）擬建場(chǎng)地地震烈度為Ⅶ度，基本地震動(dòng)峰值加速度值為 0.15g。

4.5.2壩體荷載計(jì)算

設(shè)計(jì)工作中對(duì)壩體荷載進(jìn)行了計(jì)算，其主要計(jì)算公式、計(jì)算參數(shù)及結(jié)果分別如下：

1）泥石流水平壓力按朗肯主動(dòng)土壓力公式計(jì)算：

4）壩下防沖刷設(shè)計(jì)

防止過(guò)壩泥石流流體的沖刷，護(hù)袒長(zhǎng)3m，護(hù)坦厚度按1.0m設(shè)計(jì)，采用大塊石填筑。

5結(jié)語(yǔ)

根據(jù)海通溝泥石流形成條件、運(yùn)動(dòng)和堆積特征結(jié)合泥石流危害對(duì)象的分布等，本次工程采用工程措施攔截泥石流固體物質(zhì)，利用現(xiàn)有溝道排導(dǎo)的措施。攔擋壩和攔擋網(wǎng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，既解決了當(dāng)?shù)卮迕竦某鲂?，又降低了工程投資。

參考文獻(xiàn)：

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