樁基礎在大型泥石流攔砂壩中的應用

2014-05-03 02:56:14張安琪

四川地質學報 2014年2期

袁磊，張安琪

（1.四川省地質工程勘察院，成都 610072；2.中鐵二院成都地勘巖土工程有限責任公司，成都 610072）

2008年9月24日北川縣遭遇大暴雨，魏家溝爆發泥石流，泥石流沿魏家溝主溝向北川老縣城方向傾瀉而下，大量泥石流淤積在溝口－北川老縣城東南側一帶，魏家溝主溝泥石流在曲山鎮任家坪沖出溝道，部分淹沒任家坪處北川中學廢墟。致使大部分地震遺跡被掩埋。泥石流共造成任家坪村受災432戶、1572人，失蹤死亡22人。魏家溝泥石流沖出量達50.5×104m3。根據調查魏家溝流域內固體物源總量約1350.11×104m3，其中參與近期泥石流活動量約 185×104m3，具備發生泥石流的物源基礎，一旦發生暴雨，將有再次暴發泥石流的可能。治理方案的設計主要以攔擋為主，排導為輔，整個治理工程共設計5座攔砂壩，21座谷坊壩，557m長防護墻，694m排洪溝；其中最關鍵的魏家溝 1#攔砂壩全長245.5m，高18.8m，為混凝土和堆石面板結合壩體結構，總庫容達32×104m3，基礎采用樁基承臺結構，工程于2011年12月竣工驗收，隨即進入運行監測期，于2012年12月監測結束，運行效果良好。本文就樁基承臺在大型泥石流治理工程中應用及其效果進行分析總結。

表1 魏家溝各支溝流域特征表

1 泥石流發育概況

魏家溝泥石流位于北川縣曲山鎮任家坪，流域面積為7.9km2。流域內分布三溝，主溝魏家溝，支溝席家溝和花石板溝，溝道流域特征見表1。

“5.12”地震后，物源區內共發育 32處地質災害，2008年9月24泥石流沖出量達50.5×104m3，魏家溝主溝沖出量約10.5×104m3，席家溝沖出量為 16.6×104m3，花石板溝沖出量為 23.5×104m3；溝內還存有大量的松散堆積物，總量約 1350.11×104m3，其中潛在不穩定物源 1003.25×104m3，占73.31%，欠穩定物源346.86×104m3，占25.69%，參與近期泥石流活動量約185×104m3，占欠穩定物源的53.33%，具備發生泥石流的物源基礎，一旦發生暴雨，將有再次暴發泥石流的可能。

圖1 魏家溝泥石流流域分布圖

2 治理工程概況

治理工程等級綜合評定為Ⅱ級，設計標準按50年一遇，設計一次沖出量為70×104m3，整個治理工程共設計5座攔砂壩，21座谷坊壩，557m長防護墻，694m排洪溝，其中魏家溝主溝4座攔砂壩，一座谷坊壩，席家溝1座攔砂壩，5座谷坊壩，花石板溝13座谷坊壩，老熊溝2座谷坊壩，壩體攔蓄總庫容54.3×104m3，固床25萬m3，攔固總量為79.3×104m3。

圖2 魏家溝1#攔砂壩立面圖

圖3 魏家溝1#攔砂壩平面圖

其中魏家溝1#壩長度245.46m，中間150m為混凝土重力壩，兩側為堆石面板壩，有效壩高15m，壩基為新近泥石流堆積體，深度3～12m，固結程度差，承載力不足，壩基礎采用樁基承臺結構，共設置84根樁，樁長8～12m，樁徑1.2m，端承摩擦樁，采用沖擊成孔施工工藝，攔砂壩總庫容達到32×104m3（圖2～3）。

照片1 魏家溝1#壩施工期間

照片2 魏家溝1#壩完工后

工程于2010年3月12日開工至2011年10月主體完工，2011年12月通過初步驗收（照片1、2）。

3 工程運行及監測概況

工程施工期間和完工后，魏家溝流域多次發生強降雨，有監測記錄的主要有2010年：“8.13”105mm，“8.19” 148mm，“9.24”221mm，2011年：“7.4”78.9mm,“7.28”224mm，2012年：“8.17”290mm.”，8.18”116mm。其中2010年“9.24”和2011年“7.28”降雨量達20年一遇，2012年8.17和8.18降雨量已超過50年一遇。以上幾次降雨累計沖出量約為22×104m3，剩余總庫容為32.3×104m3。工程達到了治理效果和設計初衷，有效的保護了地震遺址。