松桃縣永安鄉(xiāng)沙堡村半溝泥石流發(fā)育特征及工程治理措施

摘要：泥石流是自然斜坡中常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，特別是砂泥巖互層的地層中，在我國西南地區(qū)分布較為廣泛。以松桃縣永安鄉(xiāng)沙堡村半溝泥石流為研究對象，在地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對泥石流巖土體特征的研究，利用鉆孔側(cè)斜的方式對泥石流運動進(jìn)行監(jiān)測，深入分析泥石流發(fā)育特征。通過對泥石流發(fā)育特征及工程治理措施進(jìn)行研究，為泥石流防治工程治理措施提供數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：泥石流發(fā)育特征地質(zhì)災(zāi)害工程治理

中圖分類號：P642

DevelopmentCharacteristicsandEngineeringGovernanceMeasuresofBangouDebrisFlowinBangou，ShabaoVillage，Yong’anTownship，SongtaoCounty

JINGShuyuan

115thGeologicalBrigade，BureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopmentGuizhouProvince，Qingzhen，GuizhouProvince，551400China

Abstract：Debrisflowisacommongeologicalhazardinnaturalslopes，especiallyintheinterbeddedlayersofsandandmudstone，whichiswidelydistributedinthesouthwesternregionofChina.TakingthedebrisflowinBangou，ShabaoVillage，Yong'anTownship，SongtaoCountyastheresearchobject，basedongeologicalinvestigation，thecharacteristicsoftherockandsoilmassofthedebrisflowarestudied，andthemovementofthedebrisflowismonitoredusingboreholeinclinationmeasurement，deeplyanalyzingthedevelopmentcharacteristicsofthedebrisflow.Bystudyingthedevelopmentcharacteristicsandengineeringgovernancemeasuresofdebrisflows，datasupportisprovidedfortheengineeringgovernancemeasuresofdebrisflowpreventionandcontrol.

KeyWords：Debrisflow;Developmentcharacteristics;Influencingfactors;Engineeringgovernance

通過對永安鄉(xiāng)沙堡村半溝組地質(zhì)構(gòu)造條件、地形地貌、地層結(jié)構(gòu)特征的分析研究，本文總結(jié)出了泥石流發(fā)育特征。根據(jù)發(fā)育特征及穩(wěn)定性評價分析結(jié)果為泥石流防治方案提供技術(shù)依據(jù)[1]，最終確定泥石流防治綜合方案，以達(dá)到消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，確保人民群眾的生命財產(chǎn)安全的目的。

1泥石流區(qū)概況

1.1地理位置

研究區(qū)位于貴州省松桃縣西部的永安鄉(xiāng)沙堡村半溝組，距永安鄉(xiāng)駐地僅4.8km，距松桃縣距離約112km。交通以公路為主，有鄉(xiāng)村道路Y012從勘查區(qū)旁邊經(jīng)過，可連接省道S314通往縣城及省會等地，交通基本便利。

1.2泥石流概況

2014年7月10—18日，貴州省松桃縣永安鄉(xiāng)普降連續(xù)大雨，導(dǎo)致永安鄉(xiāng)沙堡村半溝-中茶嶺-白果樹等村寨所在的溝谷發(fā)生泥石流地質(zhì)災(zāi)害（以下稱“半溝泥石流”），致使10余戶村民的房屋被泥石流掩埋、損毀，同時淹沒農(nóng)田、毀壞道路等，嚴(yán)重威脅沙堡村幾個村民組共計289戶1011人的生命財產(chǎn)安全，同時威脅永安鄉(xiāng)沙堡村白巖完小15名教師，106名學(xué)生及教學(xué)樓、宿舍樓、食堂等，總威脅人數(shù)達(dá)1132人[2]。

1.3地層巖性

調(diào)查區(qū)出露的地層主要有第四系殘坡積層（Q4el+dl）、泥石流堆積層（Q4df）以及寒武系中統(tǒng)平井組（?2p）、高臺組（?2g）、下統(tǒng)清虛洞組（?1q）、明心寺-金頂山組（?1m-j），現(xiàn)分述如下。

1.3.1第四系殘坡積層（Q4el+dl）

殘坡堆積物主要分布在沖溝兩側(cè)斜坡上，巖性為黏土及碎石土等，該層最大厚度為3.5m，最小厚度為0.5m，結(jié)構(gòu)較為松散，透水性強。

1.3.2寒武系中統(tǒng)平井組（?2p）

該層主要出露于泥石流溝道的堆積區(qū)域，巖性為灰、深灰色厚層至塊狀條帶狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖。

1.3.3寒武系中統(tǒng)高臺組（?2g）

該層主要出露于泥石流溝道的堆積區(qū)域，巖性為淺灰、深灰色薄層及片狀白云巖、泥質(zhì)白云巖。

1.3.4寒武系下統(tǒng)清虛洞組（?1q）

該層主要出露于泥石流溝道的堆積區(qū)域，巖性上部為灰色薄層狀白云巖及泥質(zhì)白云巖，中下部為灰色厚層狀灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀：300°∠56°。

1.3.5寒武系下統(tǒng)明心寺-金頂山組（?1m-j）

該層主要分布于物源區(qū)，巖性上部為黃綠色、灰綠色中至厚層砂巖、砂質(zhì)頁巖及頁巖，夾扁豆體灰?guī)r，中部為黃綠色頁巖夾砂巖，下部為深灰色薄至厚層灰?guī)r。主要屬軟質(zhì)巖類巖組，巖體表層呈強風(fēng)化至中風(fēng)化狀，較為破碎，大部分呈碎裂狀，局部呈塊體狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，力學(xué)強度低，工程力學(xué)性質(zhì)差[3]。根據(jù)現(xiàn)場勘查結(jié)果結(jié)合室內(nèi)試驗，提出巖土體物理、力學(xué)指標(biāo)及承載力特征值見表1。

1.4地質(zhì)構(gòu)造

在區(qū)域構(gòu)造上，松桃縣地處揚子準(zhǔn)地臺與華南皺褶帶交會部位，其主體西部位于揚子準(zhǔn)地臺之黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)，東部位于揚子準(zhǔn)地臺之黔北臺隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜變形區(qū)。永安鄉(xiāng)處于鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，褶皺、斷裂呈北、北東向展布。

2泥石流發(fā)育特征

半溝泥石流溝域形態(tài)為“勺型”，溝域縱向長度2.46km，平均寬度0.61km，溝域匯水面積2.31km2?？辈閰^(qū)內(nèi)屬侵蝕低中山溝谷地貌，地形切割深，起伏大，溝谷發(fā)育（特別是季節(jié)性沖溝發(fā)育），

半溝泥石流主要物源包括岸坡沖刷侵蝕物源和溝道堆積物源等兩類[4]，物源總量估計為46.53×104m3，可參與泥石流活動的動儲量為8.03×104m3。

泥石流形成區(qū)可以分為清水區(qū)和物源區(qū)：泥石流形成區(qū)（清水區(qū)）分布于半溝上游，位于海拔1230～1540m，面積約0.85km2，泥石流形成區(qū)地形地貌為高陡斜坡，坡度較大。斜坡上植被發(fā)育，第四系覆蓋較薄不會形成泥石流物源成分。

泥石流流通區(qū)總體上為“V”型谷地貌，局部為“U”型谷地貌溝谷上窄下寬，寬度約5～15m，由于坡降大、土層厚，從而導(dǎo)致主溝下蝕及側(cè)蝕作用強烈。

泥石流固體物質(zhì)主要堆積在半溝下半段的地形稍緩的溝道內(nèi)，該段溝道長約1.5km，地形坡降約600‰～120‰，堆積寬約10～25m，面積約2.5×104m2，堆積厚度約0.5～2.0m，泥石流堆積物總量約3.3×104m3。堆積物由碎、塊石和砂礫石土組成，一般呈次棱角狀～次圓狀，粒徑2～20cm居多，塊石所占比例約20%～30%，分選性差。顆粒粒徑變化范圍較大，最大塊徑為0.8m×0.5m×0.5m。

3泥石流成因及影響因素分析

3.1豐富的松散固體物質(zhì)條件

半溝主溝所處的第四系松散層分布范圍廣且厚度較大，且物源區(qū)地層為軟質(zhì)巖組及軟硬相間巖組，巖土體風(fēng)化嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)松散，可能參加泥石流活動的松散固體物質(zhì)儲量約46.53×104m3，這為泥石流的發(fā)生提供了充足的物源。

3.2適宜的地形條件

半溝上游地形較陡，平均縱坡降353.6‰，特別是陡坡區(qū)縱比降高達(dá)465‰，較陡的溝道為泥石流的形成提供了較好的勢能條件。

3.3充足的水源條件

半主溝流域降雨量豐富，年均降雨量1383mm，最大年降水量2295mm，降水量年內(nèi)分配不均，全年降水量最多是4—8月，為868.22mm，占年總量的62.78%；9—10月降水量為218.83mm，占比15.82%。并且降水量隨地形增高而加大，為泥石流暴發(fā)提供了充足的水源條件。

以上3個因素相輔相成，必將促進(jìn)泥石流的形成發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)溝內(nèi)可參與泥石流活動的固體物源動儲量達(dá)8.03×104m3，儲量相對較大，而且由于2014年發(fā)生泥石流后，溝內(nèi)固體物源結(jié)構(gòu)松散，下一次啟動暴發(fā)泥石流的臨界降雨量相對減小，因此預(yù)計未來還可能發(fā)生3～4次較大規(guī)模泥石流。

4泥石流防治措施

根據(jù)現(xiàn)場勘查結(jié)果結(jié)合室內(nèi)試驗，提出巖土體物理、力學(xué)指標(biāo)及承載力特征值見表2。

綜合上述方法以及防洪標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)半溝泥石流的特點，該泥石流治理工程均按照100年一遇暴雨（p=1%）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，由于半溝主要誘發(fā)因素為暴雨，因此要做好排水工程[5]。

對具體治理方案提出如下建議：攔擋壩+短排導(dǎo)槽+截排水+生物加固。

4.1攔擋壩

在半溝流通區(qū)域設(shè)置3座攔擋壩，設(shè)置于半溝村民組房屋上游，地形具有“卡扣”作用的位置，主要作用是攔截泥石流中固體物質(zhì)，使水流通過該處，到達(dá)下面的排導(dǎo)槽。

4.2排導(dǎo)槽

由于泥石流暴發(fā)的因素主要是暴雨，因此建議沿溝道修筑排導(dǎo)槽，主要布置于攔擋壩下游的溝道內(nèi)，通過控制水流方向和流速，防止對半溝村民住房等生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅。與方案二不同的是，排導(dǎo)槽延伸至村民房屋下游200m處，溝谷下游作為泥石流停於場所。

4.3截排水

由于泥石流物源物質(zhì)主要為暴雨作用下坡面松散堆積物的沖刷形成，因此，采用治水的方法減少泥石流物源的啟動規(guī)模，減少泥石流危害。在物源區(qū)坡體上布置截排水溝疏導(dǎo)地表水，并導(dǎo)入排導(dǎo)槽中，減少松散物源的啟動規(guī)模。

4.4生物加固

泥石流溝物源主要來源于坡體松散的堆積體，人類工程活動造成坡體表面植被減少，坡體表層土體松散，易于發(fā)生泥石流。因此，對坡體采取退耕還林，采用種植喬木、灌木等方式穩(wěn)固坡體，達(dá)到治理泥石流的目的。

5結(jié)語

勘查表明，流域內(nèi)具有泥石流發(fā)育的良好條件。從地形地貌上看，半溝流域內(nèi)相對高差大，地形陡峻，溝谷縱坡較大，有利于泥石流物質(zhì)的匯集和成災(zāi)；從物源條件上看，溝內(nèi)泥石流固體物源豐富，可提供泥石流的固體物源總量46.53×104m3，可參與泥石流活動的動儲量8.03×104m3，其中坡面侵蝕物源約6.29×104m3，占總物源量的78%；從水源條件上看，半溝降雨充沛，清水區(qū)地形陡峻，水源條件豐富。因此半溝具備發(fā)生泥石流的基本條件，如果遭受大的暴雨作用，可能發(fā)生中等規(guī)模的泥石流災(zāi)害。

參考文獻(xiàn)

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