川西某泥石流的危害性分析及预防措施

川西某泥石流的危害性分析及预防措施

0 引言

泥石流属于典型的次生地质灾害，受大地震或季节性强降雨的影响突然爆发，严重威胁着当地人民生命财产安全[1]。本文所研究泥石流沟位于川西 理县境内，距离理县约32km，是一条老泥石流沟，于2017年5月和2011年7月分别爆发了泥石流。目前，该泥石流仍处于发展期，在遭遇暴雨侵袭的情 况下，仍具有再次爆发的可能性，对该泥石流的基本特征、发展趋势及预防措施等研究具有必要性和迫切性。

1 地质背景

1.1 区域地质构造与地震

研究内经历过多次构造变动，形成了扭动构造体系的热务沟旋卷构造。同时伴以岩浆活动与变质作用，使之更加复杂化。主要构造包括薛城S型构造和马尔康北西向构造，且以褶皱占主导地位，多为倒转复背斜、倒转复向斜，断裂以压性、压扭性为主。

研究区位于龙门山地震带中段，据历史记载，地震时有发生，从1952年至今，共发生地震200余次。2017年5月12日汶川县映秀8.0级 地震是研究区危害最严重的一次，造成两百余人的伤亡，居民房屋和道路、通讯、电力等各类基础设施不同程度地受损。本次地震中研究区地震动峰值加速度为 0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40s。

1.2 地层岩性

研究区出露的地层主要为中生界三叠系及古生界部分地层，次为燕山期至印支期的岩浆岩及第四系松散堆积层。变质岩为黄水河群，为区内出露最古老 地层，属海相、喷发相岩组； 志留系地层属浅海相，上下可分为五段岩组，主要分布于甘堡以东、杂古脑河南岸至雪隆包一线地区，岩层走向大致为北西-南东，岩层出露之处，多为山脉分水 岭；泥盆系地层属浅海相，分上下两段岩组。岩性以厚层石英砂岩显著，多形成高山，展布于胆扎木沟东北，瓦斯寨后山梁子等地；石炭、二叠系地层出露不大，主 要为浅海沉积相；三叠系地层在区内出露

最为广泛。侵入岩，主要为印支期和燕山期花岗岩，分布较广，侵入泥盆系及之前的古老地层中。第四系地层包括残留的冰 川（水）堆积物、冲洪积、坡残积和崩坡积物，以碎石土为主。

2 泥石流基本特征

2.1 形成条件

地形条件：流域为典型的高中山峡谷地貌，沟平面形态呈近似长方形，沟长

3.5km，横向宽约2.8km，沟域面积15.8km2，沟尾山脊最 高海拔为4650m，沟口最低海拔高程2180m。沟道总体纵坡较大，上陡下缓，下游与主沟交互处段纵坡110-150‰。弯道及坡面微型支沟发育，支沟 多呈树枝状分布，沟两岸岸坡坡度较陡，崩塌、不稳定斜坡等不良地质现象发育

物源条件：沟泥石流松散固体物源较丰富，且物源分布较为集中，主要分布于2500m以上高程段。物源类型主要包括崩塌堆积物、沟道堆积物。其 中崩塌类物源主要包括：（1）主要发育于花岗岩、砂质板岩岩体中，主要分布于沟域左右岸斜坡中下部，崩塌规模往往较大，其崩塌堆积体特征是堆积体均一性极 差，有的块度巨大，有的则较为细小，且堆积的块石坚硬，强度较大，部分可选作治理工程的优良建材；（2）属土质崩滑，主要发育于冰水堆积基座阶地边缘及沟 道两侧斜坡坡脚地段，由于具有良好的临空条件，在地震作用下发生崩滑破坏而形成。

水源条件：沟总体流向由东向西，汇水面积约15.8km2，沟谷切割较深，呈“V”字型沟谷，沟谷谷底狭窄，具有短时间内地表水汇聚的水流条件，水流湍急，对沟床冲刷破坏严重，对两侧岸坡的掏蚀能力强。据区域气象资料，研究区年最大降雨量为710mm，最大日降雨量56mm。

2.2 功能区特征

物源区：该沟泥石流物源主要集中在2500m以上高程段，物源区沟道长约

3.2km，面积约12km2，该段沟床平均比降450‰。沟谷内地 质构造复杂，褶皱断层发育，松散堆积体厚度相对较大，不良地质现象发育，特别是大地震后产生了大量崩塌、不稳定斜坡，为泥石流的形成提供了大量松散固体物 源。沟床纵比降相对较缓，沟床堆积物非常丰富，为泥石流的形成提供了大量沟道堆积物源。 流通区：位于2200～2500m高程段，沟道长约800m，宽约10～20m不等。沟道内主要以漂石土为主，厚度一般在10m以上。

堆积区：沟内纵向地形坡度较陡，没有明显的堆积区，泥石流大部分从沟口

冲出进入主沟内，在主沟内形成堆积区，主沟内堆积区主要位于2200m高程段以下，沟道长约1.2km，面积约0.8km2，沟床顺直宽缓，宽约50～150m不等，非常利于泥石流物质堆积。

3 危害性

3.1 具体危害

2011年7月4日-6日，研究区普降暴雨导致该泥石流沟爆发大规模泥石流，约3.5×104m3的泥石流物质被冲出，堵断了附近国道线致使 交通中断，冲毁房屋数栋，科学技术与工程掩埋了大量的农田，同时泥石流还冲毁沟内的一些电站、度假山庄、工厂和沟内两座桥涵，初步估计财产损失约6000万元。大量的泥 石流物质冲出在杂谷脑河交汇处形成堰塞体，使杂谷脑河上游水位抬高。

3.2 危害分析

沟域面积较大常年水流较大，补给源为熔化的雪水和大气降雨，水泥石流水源条件较好；沟域内崩塌、滑坡等不良地质现象发育，松散固体物质丰富， 沟域沟道中上游狭窄，纵坡较大，两岸岸坡较陡，有利于泥石流水源汇集。通过对上述泥石流形成条件的分析，该泥石流易发程度为易发，再遇到暴雨等特定 情况下再一次爆发大规模泥石流的可能性极大。

一旦再次形成大规模的泥石流，将直接危害沟口附近的国道、大量农田及村庄居民的生命财产安全，危险性大。因此对该沟进行工程治理是十分必要的。

3.3 发展趋势

“5.12”大地震后，沟域内崩塌等不良地质作用发育，可参与泥石流活动的松散固体物源量也大大增加，由于小沟呈“V”字形，崩塌产生 后直接堆积在沟道内，并在沟道内形成了两处小的积水坑，而且沟道纵向坡降大，冲刷严重，在水流冲刷作用下，沟床会进一步下切，从而使沟道两侧斜坡更加趋于不稳定，在地表水冲刷、侵蚀作用下将会失稳产生更多的崩塌、不稳定斜坡灾害，从而为泥石流的形成提供丰富的物源。一旦遭到较大暴雨，势必将引发特大型泥石 流灾害。小沟泥石流易发程度数量化综合评判分值为124分，易发程度为极易发，目前处于发展期。

4 防治措施

目前泥石流防治工程常用的方法主要有：稳、拦、排、停、封等几种方法。从该泥石流沟实际情况来看，沟内崩塌众多，分布广泛、规模大，且山高路 陡，在该泥石流沟中上游采用稳、封的方法基本不能实现治理的目的，同时泥石流沟

下游无宽阔地段采用停於场方法也不具备实施条件。因此，对该泥石流的治理主 要以结合保护对象采用拦、排为主。防治措施建议如下：

1）拦挡坝。在支沟小沟往下约100m处修建1#拦挡坝，坝长约80m，坝高10m，库容约1.5×104m3；在漆树坝电站上游沟道转弯附 近修建2#拦挡坝，坝高约20m，宽约80m，拦挡库容约4×104m3；在2#坝上游约200m处修建3#拦挡坝，坝高约20m，坝宽约60m，拦挡库 容约3×104m3；在3#拦挡坝上游约150m处修建4#拦挡坝，坝高20m，坝宽约40m，拦挡库容约3×104m3。

2）防护堤。根据泥石流沟域特征采用“拦排相结合”的治理思路进行治理，包括单面防护堤，在支沟小沟与主沟交汇往下至杂谷脑河交汇段设置单面 防护堤长约400m，防护堤高度约5-10m；双面防护堤，设置在泥石流沟下游，左右两侧均设置，目的是保护下游左右两侧村民房屋等，双面防护与附近国道 线相接。

3）导流堤。设置在泥石流沟附近国道下游与杂谷脑河交汇段成斜交，导流堤长度50～80m，高度约5m。

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