東川地區(qū)公路泥石流區(qū)綜合防治技術(shù)研究

王強(qiáng) 龔巍

摘 要：泥石流是威脅公路的地址災(zāi)害，需要采取措施防治。公路區(qū)上、中游根據(jù)條件修建攔砂壩、格棚壩、谷坊等穩(wěn)攔措施；接近涵洞區(qū)，順勢設(shè)置排水溝、東川槽和排導(dǎo)均等穩(wěn)攔措施。公路區(qū)需設(shè)置合理的截流排洪溝和路基固床護(hù)壩，起到水土分離和減小公路水毀并加強(qiáng)生物治理。

關(guān)鍵詞：泥石流；穩(wěn)攔措施；截流排洪溝；生物治理

泥石流是我國山區(qū)常見的三大自然地質(zhì)災(zāi)害之一，泥石流溝綜合治理需要依據(jù)泥石流溝地形地貌、泥石流規(guī)模及對公路交通和人們生產(chǎn)生活的影響采取切實(shí)可行的穩(wěn)、攔、排等防治技術(shù)措施。

一、公路泥石流區(qū)上游攔擋結(jié)構(gòu)型式及選擇

公路泥石流區(qū)上游攔擋結(jié)構(gòu)是形成泥石流溝綜合防治方案的重要組成部分，也是 “以防為主，防治結(jié)合”重要防護(hù)工程之一，作為公路區(qū)上游續(xù)建的攔擋結(jié)構(gòu)主要有攔砂壩、格柵壩、谷坊。

（一）攔砂壩工程

1）攔砂壩功能。針對泥石流溝比降起伏較大的流通區(qū)，主要是修建在流通區(qū)內(nèi)的一種重要橫向攔擋結(jié)構(gòu)物，主要作用是攔泥石流粒徑較大的固相塊石而不攔液相。

2）壩址選擇。針對泥石流溝特點(diǎn)和公路泥石流防治需求，攔砂壩宜修建在公路內(nèi)側(cè)泥石流流通口狹肚段、上游溝段平緩地基堅(jiān)固的部位。壩址選擇還需考慮到有利于下游橋涵的消能和防沖，便于和下游跨溝橋梁、涵洞、排導(dǎo)結(jié)構(gòu)等形成連續(xù)有效的防護(hù)結(jié)構(gòu)。

3）壩型選擇。壩型和壩址是相互對應(yīng)的，壩型應(yīng)能適應(yīng)設(shè)置壩址處的地形地質(zhì)條件，還應(yīng)充分體現(xiàn)攔粗泄細(xì)的功能，優(yōu)先選用技術(shù)可行、造價(jià)合適、施工方便的壩型。

（二）格柵壩工程

格柵壩是指橫向格柵、平面或立面網(wǎng)絡(luò)和整體格架結(jié)構(gòu)等組成的泥石流地區(qū)常用的攔擋形式之一，它由實(shí)體重力壩的溢流口不斷演變而成。

1）格柵壩功能。與實(shí)體壩相比，格柵壩具有受力條件較好、施工便利、攔石泄水效果較好且節(jié)省造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，其主要用于水及沙石有效分離的水石流和稀性泥石流，它還具有較好的透水功能，缺點(diǎn)是不利于含粗粒較多的頻發(fā)性粘性泥石流中固液相分離，也不利于穩(wěn)定性較差的邊坡體。

2）格柵壩類型及選擇。按結(jié)構(gòu)受力分類，格柵壩可分為平面型和立體型，平面型是垂直于流向的格柵，其結(jié)構(gòu)簡單但整體抗彎能力較差，抗泥石流沖擊力較小，壩高在8m以下。立體型是垂直于流向的格棚為立體形并沿壩高逐漸逐漸增厚，其受力整體性強(qiáng)，承載力和抗沖擊力比平面型好，所以立體格柵適用大小型規(guī)模泥石流。按建筑材料分，格柵壩主要有鋼筋混凝土格柵壩、鋼架格柵壩、粱式壩等。

3）谷坊工程結(jié)構(gòu)及選擇。一般情況下，谷坊工程由2-5級谷坊壩構(gòu)成谷坊群。采用梯級谷坊相互成串逐級消能作用，即下游谷坊的回淤末端壓理上游谷坊的基礎(chǔ)齒墻。越壩洪流在齒墻前端形成沖刷坑及軟基消能，應(yīng)控制上游溢流堰的單寬流量和溢流深，將沖刷坑最大深度限定在齒墻埋深線以內(nèi)，控制齒墻基底侵蝕基準(zhǔn)不再下切，待后續(xù)泥石流重新建造回淤末端井將沖坑填平。

二、公路泥石流區(qū)排水工程

（一）邊溝

邊溝設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤外側(cè)，走向與路中線平行，主要用于匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的地面水，泥石流地區(qū)夏季多暴雨，設(shè)置邊溝減小公路區(qū)匯集地面水，對降低公路泥石流危害程度顯得尤為重要。主要形式有梯形、矩形、三角形及流線形。

（二）截水溝

通過調(diào)查東川公路沿線地質(zhì)地貌特點(diǎn)知，設(shè)置在挖方路基邊坡以外，用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受坡面泥石流沖刷。截水溝長度一般為200～500m。

三、公路泥石流預(yù)警技術(shù)

公路泥石流預(yù)警主要依據(jù)區(qū)域性泥石流特征值制作的泥石流預(yù)警裝置預(yù)報(bào)泥石流的發(fā)生。本節(jié)簡要闡述超聲波泥位警報(bào)器和次聲警報(bào)器實(shí)測實(shí)驗(yàn)原理和應(yīng)用。超聲波泥位報(bào)警器主要考慮到泥石流泥深能直觀地反映泥石流規(guī)模大小和可能的危害程度因素，若h1和h2分別為上下兩個(gè)斷面泥石流泥深；nc1和nc2分別為上下兩個(gè)斷面的泥石流糙率密度系數(shù)；b1和b2分別為上下兩個(gè)斷面寬度；I1和I2分別為上下游斷面的溝床縱比降，則利用回聲測距的原理，測得泥石流泥深h2滿足：

若T為預(yù)報(bào)時(shí)間；S為兩斷面間的距離；V為泥石流流速，泥石流預(yù)報(bào)時(shí)間即由發(fā)報(bào)到泥石流到達(dá)下游斷面的時(shí)間T=S/V。通過泥位和泥石流預(yù)報(bào)時(shí)間得出泥石流泥位警報(bào)區(qū)和非警報(bào)區(qū)，當(dāng)泥石流發(fā)生時(shí)，泥深超過超聲波泥位報(bào)警線，超聲波泥位報(bào)警器就會發(fā)出預(yù)報(bào)。

四、公路泥石流區(qū)生物水土保持措施

針對東川泥石流區(qū)“砂石化”現(xiàn)象，修建工程結(jié)構(gòu)的同時(shí)加強(qiáng)生物治理和保持措施，盡快恢復(fù)和改善生態(tài)環(huán)境，封山育林種草，在不同海拔范圍內(nèi)種植適宜生長的樹種，上游區(qū)上坡上特別重視植樹造林；干旱地段，采用魚鱗坑，提高成活率。切實(shí)解決育林與放牧、造林與開墾等矛盾。

五、結(jié)語

本文針對東川地區(qū)采取的包括泥石流區(qū)上游攔擋結(jié)構(gòu)，泥石流區(qū)排水結(jié)構(gòu)，泥石流預(yù)警技術(shù)和生物水土保持措施的綜合防治技術(shù)是對東川地區(qū)公路泥石流治理的理論研究，不足之處尚需在實(shí)際應(yīng)用中改進(jìn)。

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作者簡介：

王強(qiáng)（1989-），男，漢族，四川遂寧人，工程碩士，重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸工程專業(yè)，主要研究方向：道路工程重大災(zāi)害預(yù)防與處治技術(shù)。