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来源：职称驿站所属分类：环境科学论文 发布时间：2011-06-27浏览：64次
摘要：研究了新宾五里村老纪后沟工程地质特征及泥石流发育特征，结合地形地貌、物源和水动力条件三方面从内在和外在影响因素分析了泥石流发生的原因，对泥石流各影响因素进行逐一调查、判定打分，综合判定该泥石流沟易发程度属于中易发。在此基础上，防治工程建议采取设置谷坊拦截和在堆积区利用民房外墙设置排水沟疏导，并对主沟内主要松散堆积物岸坡处进行护坡加固。同时，对防治工程设置进行了稳定性验算。
关键词：泥石流，危险性评判，防治
1前言
抚顺新宾五里村老纪后沟1995年雨季曾发生泥石流，冲毁房屋6间，耕地150亩。目前沟谷中仍分布有大量的松散堆积物，若遇久雨或大暴雨可能再次发生泥石流灾害，威胁下游居民生命财产安全，该泥石流沟是每年汛期县乡政府主要监测对象之一。
2工程地质条件
2.1地形地貌
工作区位于低山丘陵区，属丘陵地貌，区内山脊呈东南向展布。形成区最高海拔430m，位于小山脊前缘，堆积区最低海拔330m。山体自然坡度15~27°之间。区内山体大部分第四系残坡积覆盖，植被发育，高大乔木及草灌木丛生。
2.2地层岩性
工作区出露地层主要有两种：第四系地层分布在山间谷地，冲积形成，主要为棕黄色砂砾，砂砾粒径3~10cm，碎石含量70%左右，其余由混粒砂充填，结构松散，受强降雨冲刷易水土流失，覆盖层平均厚1~3m；灰绿色安山岩，强风化，块状结构，坚硬岩，受构造和岩性控制，节理裂隙发育，岩芯呈碎块及短柱状。
2.3地质构造
工作区所处大地构造位置为中朝准地台胶辽台隆，铁岭—靖宇台拱的龙岗断凸和太子河—浑河台陷的辽阳—本溪凹陷衔接地带。
2.4水文地质条件
根据地下水赋存特点、含水介质及含水空间特征，地下水类型分为松散岩类孔隙水和基岩风化裂隙水。
3泥石流发育特征及成因分析
3.1泥石流发育特征
新宾五里村老纪后沟泥石流为典型的沟谷泥石流，沟后缘形成区为典型的V型山谷，形成区中部有两处大的滑坡，主要组成为第四系松散堆积物及强风化灰绿色安山岩，和沟底松散物一起构成了泥石流的主要固体物源。流通区两侧残坡积层随水流冲刷代入泥石流中，是泥石流固体物质的另一主要来源。
3.2成因分析
泥石流的形成主要从内在因素和外在因素两方面进行分析。其中地质环境条件是主要内在因素，雨水条件则是主要外在因素。
3.2.1地形地貌条件
（1）沟谷形态：沟谷断面呈V型，平均宽度30m左右，主沟两侧支沟发育。
（2）沟谷弯曲程度：泥石流沟有4处明显弯曲和3处陡坎，陡坎高度3m以上。受泥石流下冲和侧蚀作用，明显弯曲处凹侧松散层侵蚀强烈，造成马刀林现象，泥石流携带大粒径块石一起冲向下游，对沟口建筑物及植被造成一定程度的破坏。
（3）沟床纵坡降：泥石流沟邻近山脊海拔高度最高582m，山脊位于泥石流沟的后缘位置，沟口与山脊的相对高差160m左右，沟床纵坡降16°，地形高差和纵坡降有利于松散固体物质的堆积和泥石流的搬运。
（4）坡面坡度：泥石流形成区滑坡原始地形坡度均在30°左右，有利于松散物源的堆积和泥石流的形成。
3.2.2固体物质来源
老纪后沟泥石流固体松散物质主要为低山丘陵区第四系覆盖层，其岩性为棕黄色砂砾岩夹少量粘土，覆盖于灰绿色强风化安山岩之上，土体结构松散，与下伏岩体的粘聚力、胶结力差，易受水流冲刷。
3.2.3水动力条件
泥石流沟汇水面积共0.24km2。由于泥石流陡坡地形（12°~21°）所占比例较大，且主要分布于沟谷后缘，沟内汇流快，坡面流量大。
4泥石流易发程度评价及趋势预测
4.1泥石流地质灾害易发程度评价
由泥石流沟易发程度数量化评分表《泥石流地质灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220－2006）及现场情况对泥石流各影响因素进行逐一调查、判定打分，综合判定五里村老纪后沟泥石流沟易发程度91分，中易发。
表1泥石流沟评分结果表
综合判定：五里村老纪后沟泥石流沟易发程度91分，中易发。
4.2泥石流地质灾害趋势预测
根据本次野外调查，目前该沟谷后缘附近仍存在有滑坡的可能性，坡体中仍存在着能够启动泥石流的坡积物，沟床内及沟谷两侧地段存在一定厚度的第四纪松散堆积物，其结构松散，透水性好，与下伏基岩接触不紧密，层间粘聚力小，容易发生泥石流灾害。
该沟潜在的固体物质体积约104m3，地质灾害规模为中型。
5防治工程设计
泥石流防治工程主要有治水、治土和排导等为主的方案。
1.治水为主：利用蓄水、引水和截水等工程控制地表洪水径流，削减水动力条件，使水土分离，稳定山坡。
2.治土为主：利用拦挡、支护工程，拦蓄泥石流固体物质，稳定沟岸崩塌及滑坡；同时辅以排导、截水工程等。
3.排导为主：利用排洪道、渡槽等工程，排泄泥石流，控制泥石流的危害。
5.1防治方案
根据新宾五里村老纪后沟工程地质条件及泥石流灾害特点，防治工程建议采取设置谷坊拦截和在堆积区利用民房外墙设置排水沟疏导，并对主沟内主要松散堆积物岸坡处进行护坡加固。
5.2谷坊设置
设置谷坊横断面为梯形，迎水面采用坡度1：0.5的缓倾面，背水面坡度采用1：0.1的陡倾面，目的是利用上游淤积物重量以增加坝体的稳定性，减轻过流对坝体下游面的冲刷及磨蚀。坝顶宽2m，高4m，坝底宽4.4m，坝身设置泄水孔。
谷坊的设计必须满足结构稳定性要求，结构稳定性包括抗滑稳定性和抗倾覆稳定性以及自身的内力验算三个方面。
（1）抗滑稳定性系数计算公式为：
式中：抗滑稳定安全系数，砌体与基础之间的摩擦系数，坝体自重，泥石流重，基底扬压力，水压力，淤积物侧压力。[!--empirenews.page--]
（2）抗倾覆稳定性系数计算公式为：
重力力矩，泥石流重力矩，泥石流和水压力力矩，基底扬压力力矩。
（3）垂直正应力校核：要求最小正应力不出现负值；最大正应力小于地基允许承载力。
谷坊剖面稳定性计算如下表所示：
表2谷坊剖面稳定性计算表
综上可得，谷坊稳定性验算符合要求。
5.3排水沟设置
地表汇水流量计算公式：
式中：—设计频率地表水汇流量（m3/s）；—径流系数；—设计降雨强度（mm/h）；—汇水面积（km2）；—流域汇流时间（h）；—降雨强度衰减系数。
排（截）水沟断面面积验算按排水沟过流量计算公式反算：
式中：—过流量（m3/s）；W—过流断面面积（m3）；C—流速系数（m/s）；
计算可得：排水沟断面面积为2m2，即可满足排水需要。
排水沟断面采用倒梯形，上部宽度3m，下底宽度1m，排水沟设计高度1m，断面面积2m2。
5.4护坡加固
对主沟内主要松散堆积物岸坡处进行加固处理，一方面可以起到保护谷坊坝肩稳定性的作用，另一方面可以对两侧山坡松散物进行加固，减小泥石流物源。
6结论
1.新宾五里村老纪后沟泥石流为一种山区沟谷型泥石流。从泥石流固体松散物质堆积储量和泥石流灾害危害性等级划分分析，该泥石流属于中型。通过本次数量化评分法预测表明该沟谷易发程度属于中易发，在一定条件下有可能再次发生泥石流灾害，威胁五里村沟口居民生命财产安全。
2.根据新宾县五里村老纪后沟工程地质条件及泥石流灾害特点，防治工程建议采取设置谷坊拦截和在堆积区利用民房外墙设置排水沟疏导，并对主沟内松散堆积物岸坡处进行护坡加固。
3.对设置的谷坊进行抗滑稳定性验算、抗倾稳定性验算和自身内力验算，均符合稳定性要求。
参考文献：
1.中国科学院中国山地与灾害研究所，泥石流研究与防治，四川科技出版社，1989
2.泥石流灾害防治工程设计规范（DZ/T0239—2004）
3.泥石流地质灾害防治工程勘查规范（DZ/T0220－2006）
4.吴积善，泥石流及其综合防治，北京科学技术出版社，1993
5.王继康，泥石流防治工程技术，中国铁道出版社，1996.
6.田连权、张信宝、吴积善，试论泥石流的形成过程，泥石流论文集（1），科技文献出版社重庆分社，1981
7.唐邦兴，中国泥石流危害区划及减灾对策，湖北科学技术出版社，1992
《新宾五里村老纪后沟泥石流危险性评判及防治工程设计》
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文章名称： 新宾五里村老纪后沟泥石流危险性评判及防治工程设计
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