淺議公路泥石流災害及其防治

摘要：泥石流是一種危害性極大的自然地質災害，具有突然爆發、能量大、來勢兇猛、破壞力極強等特點，給公路工程及人民生命財產造成極大的威脅和損失。本文對泥石流發生的成因以及危害進行了分析，在此基礎上研究了防治措施。

關鍵詞：災害 泥石流 原因 危害 防治

泥石流作為山區常見地質災害，是一種含有大量固體物質的特殊洪流（高濃度的液相、固相混合流），其中的固體物質特指泥、砂、石。泥石流具有突發性、破壞性極大等特點，在干旱半干旱的山區或高原冰川區最容易發生。我國山區面積約占全國面積三分之二，是個多山的國家，泥石流災害時有發生。在我國西南、西北和中南的部分地區，泥石流集中發育。尤其當暴雨來臨或冰川解凍時，洪水或冰雪融化的水攜帶著泥沙、巨石混合成粘稠的泥漿，頃刻間奔騰而下，沖到平坦的地方才能停下來，堆積成一片片扇狀石海。2009年8月18日23時許，西漢高速寧陜境K132處由于泥石流災害造成雙向交通封堵，通過調集搶險機械設備50余套、人員近千人，疏導滯留車輛1300余輛，安置滯留人員2000余人，受災較重的寧陜田壩隧道處清理泥石流、淤泥約5000余m3。2010年，我國自然災害頻發、受災極為嚴重，發生了多起大型泥石流事件，災害較為嚴重的省份有四川、云南、甘肅、陜西等，典型的泥石流災害如 “8·8”甘肅舟曲特大泥石流；“6·16”四川甘孜州九龍縣泥石流；四川“8·13”特大泥石流；“8·18”云南怒江州貢山縣泥石流等。泥石流往往造成公路結構物淤埋、毀壞，使得交通受阻或中斷，有時甚至車毀人亡。其中，2010年8月8日0時12分許，甘肅省舟曲縣城區及上游村莊遭受特大山洪泥石流災害，1481人遇難，284人失蹤。因此，研究泥石流的成因、特點、危害及防治措施，對減輕和避免公路泥石流災害具有重要意義[1-9]。

1 公路泥石流的形成條件

泥石流的形成與發展主要受降雨、地形和物源這3個要素的影響和控制。近幾十年來，隨著我國山區國民經濟的快速發展，人類經濟社會活動特別是公路工程的建設活動，對泥石流災害的影響也越來越顯著。泥石流成災后往往對人類生產生活造成嚴重的損失，因此，泥石流災害具有自然和經濟社會的雙重屬性[3-7]。

1.1 泥石流形成的客觀條件

1.1.1 地形地貌條件

地形地貌對泥石流災害的作用主要體現在：一是為泥石流災害的發生提供勢能條件；二是為泥石流災害提供充足的固體物質來源條件。發生泥石流災害的溝坡坡度的陡緩直接影響泥石流的規模和固體物質的補給方式與數量。

典型的泥石流自上而下一般具有形成區、流通區和堆積區3個組成部分。其中，上游形成區的地形多是三面環山、一面出口的瓢狀或漏斗狀，地形比較開闊，周圍山高溝深，地勢陡峻，山體破碎，植被生長不良。這樣的地形有利于水和碎屑物質的集中；中游流通區的地形多為狹窄陡深的峽谷，谷床縱坡大，使泥石流得以迅猛直瀉；下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地，使碎屑物質有堆積的場所。有些泥石流溝或坡面泥石流的形成區、流通區和堆積區的界限不是很明確。

1.1.2 松散物質來源條件

松散物質來源主要受構造和巖性等條件控制。地質構造復雜，斷層皺褶發育，新構造活動強烈，地震烈度較高的地區，一般對泥石流的形成有利。由于這些因素導致地表巖層破碎、滑坡、崩塌、錯落等不良地質現象發育，為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源。結構疏松軟弱、易于風化、節理發育的巖層，或軟硬相間成層的巖層易遭受破壞，碎屑物質豐富。

1.1.3 水源條件

水是泥石流的組成部分，又是搬運介質的基本動力。泥石流的形成與短時間內突然的大量流水密切相關。突然大量來水主要有：①強度較大的暴雨；②冰川、積雪的強烈消融；③高山湖、水庫等的突然潰決等。水對泥石流致災的作用除了搬運和直接組成物質外，還體現在：浸潤、飽和山坡松散物質，側蝕掏挖作用產生滑坡、崩塌等，增加了物質來源。

1.2 誘發泥石流的人為因素

隨著西部大開發戰略的大規模實施，人類經濟活動進一步向山區擴展，諸如森林砍伐、毀林開荒、陡坡墾殖、開山修路、礦山開采、亂棄廢渣、過度放牧以及不合理的城鎮建設等活動日益增多，極大的改變了地表原有結構，加速了水土流失，加劇了泥石流災害的發生。據統計，人為活動強烈區泥石流發生的機率較無人為活動或人為活動輕微區顯著增大。

概括起來，陡峻的便于集水、集物的地形，豐富的松散物質，以及短時間內有大量水的來源，這三者構成了泥石流災害孕災、成災的三要素。其分布受地質構造、地震、地層、巖性、地形等因素的制約。

2 泥石流對公路工程的危害

泥石流是松散固體物質在降雨、冰雪融水、庫壩潰決等水動力作用下沿較陡坡度的溝道或斜坡高速流動的現象，流動過程中夾帶的大量泥沙、石塊等具有強大的沖擊力和破壞力，往往對沿線的公路設施造成毀滅性的破壞[7]。

泥石流堆積物一般為混雜堆積為主，多塊、碎石，粒徑大小懸殊，無分選性或分選性差。從堆積特征和顆粒性質等因素分析，就流體性質而言，有粘性泥石流、稀性泥石流之分；就發生頻率而言，低頻泥石流(數年或數十年發生一次泥石流)和高頻泥石流之分。其中，低頻泥石流由于固體物質的累積和儲備年久、量大，一旦發生泥石流，其規模和危害性遠大于高頻泥石流。

泥石流常常暴發突然、來勢兇猛迅速，并兼有崩塌、滑坡和洪水的破壞作用，其危害程度往往比單一的滑坡、崩塌和洪水的危害更為廣泛和嚴重，對人類生產生活場所、交通運輸、水利水電工程、礦山等造成嚴重損失。

我國山區公路大多沿河而建，泥石流等地質災害亦有沿河流分布的特征，二者在空間疊加后使得泥石流對公路的危害十分嚴重，主要表現形式為淤埋、侵蝕、沖毀、泥石流堵塞河道后上游的回水淹沒及潰決洪水等引發的次生災害。泥石流可直接淤埋、淹沒或摧毀公路路基路面、橋涵及其他設施，致使交通中斷，還可引起正在運行的汽車顛覆，造成重大的人身傷亡事故，有時泥石流匯入河流，引起河道大幅度變遷，間接毀壞公路及其他構筑物，甚至迫使道路改線，造成巨大經濟損失。

目前有關泥石流對公路工程影響的評價多以定性分析為主。科學評估泥石流對公路的影響，關鍵在于泥石流的發生規模、泥石流溝與公路的空間組合關系等。

3 公路泥石流的防治

3.1 公路泥石流的防治原則

泥石流是一種危害較大的自然災害，是自然因素和人為因素等多種因素復雜作用的結果。受經濟、技術等方面的限制，其根治極為困難。為此，泥石流防治應遵循以下原則：以防為主，防治結合；避強制弱，重點治理；溝谷的上、中、下游全面規劃，山、水、林、田綜合治理；工程方案應中小結合，以小為主；因地制宜，就地取材。

3.2 公路泥石流的防治措施

泥石流的防治應貫徹綜合治理的原則，突出重點，因害設防，因地制宜，講求實效，要充分考慮到被防護地區與具體工程的要求。其具體防治措施有工程措施和生物措施2大類[1-9]。

3.2.1 工程措施

①蓄水、引水工程。包括調洪水庫、截水溝和引水渠等。

②攔擋工程。攔碴壩的作用主要是攔碴滯流，固定溝槽。壩的設置可在溝口建筑較高的壩體，攔截大量固體物質，形成泥石流庫。泥石流儲淤場是指在較平緩的堆積扇上或較寬闊的溝內，修筑攔截建筑物，促使泥石流落淤的場地。其作用是在一定期限內，讓泥石流物質在指定地段內淤積，從而減少泥石流固體物質的下泄量。

③支擋工程。支擋工程主要有擋土墻、護坡等。在形成區內崩塌、滑坡嚴重地段，可在坡腳處修建擋墻和護坡，以穩定斜坡。此外，當流域內某地段山體不穩定，樹木難以生長時，應先用支擋建筑物以穩定山體，生物措施才能奏效。

④排導工程，為避免泥石流流出口后造成災害，常采用導流排放措施。這類工程主要有導流堤、急流槽、束流堤和渡槽等，有時也采用明洞和隧道，讓泥石流迅速通過。

3.2.2 生物措施

泥石流災害不少是由于水土流失惡性發展而形成的，生物措施主要是對泥石流溝采取封山育林、植樹造林等措施，因地制宜地建立起水源涵養林、水土保持林、薪炭林、工程防護林、經濟林等，擴大流域內喬灌草植被，提高地表覆蓋率，使生態得到恢復，截滯攔蓄大量降水，減少地表徑流，減少水土流失。它通過植物群落的地上和地下的共同作用，達到以水保土、以土保土的目的，從而預防和制止泥石流的發生，或減小其規模。

4 結語

目前，人類還無法從根本上消除泥石流的發生，只能通過筑壩、植樹固坡等措施來減少損失。在具備泥石流發生的地質和地形等條件時，降雨的特征是決定因素，人為活動往往為泥石流的形成起了放大和加快的作用，有時也會成為主導作用。因此泥石流的防治應以防為主，開展預防監測，宣傳普及泥石流的知識，重視制止誘發泥石流的人為活動，開展坡面治理，搞好水土保持，保護山地生態環境，防患于未然。必要時采取工程措施，對泥石流實施根治。

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