新賓草盆小學(xué)后溝泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評判★

丁 黃 平

(遼寧省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，遼寧 沈陽 110032)

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新賓草盆小學(xué)后溝泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評判★

丁 黃 平

(遼寧省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，遼寧 沈陽 110032)

研究了新賓縣草盆小學(xué)后溝工程地質(zhì)條件及泥石流發(fā)育特征，分析了地形地貌、固體物源和水動力條件等影響泥石流的內(nèi)外因素，并對各項(xiàng)影響因子進(jìn)行了數(shù)量化評判，劃分了地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)，預(yù)測了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢，提出了設(shè)置谷坊攔砂節(jié)流和排水溝疏導(dǎo)分流的泥石流防治建議。

泥石流，數(shù)量化評判，地質(zhì)災(zāi)害，穩(wěn)定性

1 工程概況

新賓草盆小學(xué)緊鄰泥石流溝，2000年修建后緣擋墻攔擋泥水混合物，每年雨季，雨水都對后緣擋土墻造成一定威脅。2005年8月13日暴雨期間，大水沖毀農(nóng)田，泥水混合物堆至擋墻，影響學(xué)校正常教學(xué)。該泥石流溝是每年汛期縣鄉(xiāng)政府主要監(jiān)測對象。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

低山丘陵區(qū)，山脊東南向展布。最高海拔501.1 m，最低海拔381.1 m。形成區(qū)山體坡度5°～8°，流通區(qū)和堆積區(qū)山體坡度10°～20°。山體大部分第四系殘坡積層覆蓋，植被發(fā)育。

2.2 地層巖性

出露地層為第四系更新統(tǒng)下亞統(tǒng)地層和上元古界青白口系南芬組頁巖。

1)第四系更新統(tǒng)下亞統(tǒng)地層分布在山間谷地，沖積、沖洪積形成，為淺綠、灰白色含礫粗砂層，粒徑4 cm～8 cm，碎石含量65%，結(jié)構(gòu)松散。

2)基巖為上元古界青白口系南芬組頁巖、泥灰?guī)r，紫、淡青色，薄層，強(qiáng)風(fēng)化，塊狀結(jié)構(gòu)，堅(jiān)硬巖，節(jié)理裂隙發(fā)育。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

所處大地構(gòu)造為中朝準(zhǔn)地臺膠遼臺隆，鐵嶺—靖宇臺拱的龍崗斷凸和太子河—渾河臺陷的遼陽—本溪凹陷銜接地帶。地震動峰值加速度為0.05g，基本烈度6度，反應(yīng)譜周期0.35 s。

2.4 水文地質(zhì)條件

地下水類型為松散巖類孔隙水和基巖風(fēng)化裂隙水。

松散巖類孔隙水分布在山間溝谷，含水層巖性以沖積粗砂、礫石層為主，地下水埋深0.5 m～1 m。基巖風(fēng)化裂隙水分布在丘陵山區(qū)的分水嶺、斜坡等地形中。

3 泥石流發(fā)育特征

3.1 泥石流組成

泥石流組成為第四系松散堆積物及強(qiáng)風(fēng)化紫、淡青色頁巖，堆積物厚度1 m～3 m，構(gòu)成了主要固體物源。流通區(qū)兩側(cè)殘坡積層隨水流沖刷帶入，是固體物另一來源。固體物約8 438 m3。

3.2 泥石流堆積特征

堆積物主要為碎石和土。前緣堆積物厚2.5 m，后緣厚1.4 m；兩側(cè)山坡坡角16°，松散物厚0.5 m～1 m，溝底松散物2 m～3 m。流通區(qū)多處彎曲，溝底下切，深1.5 m～3 m，可見沖刷泥位達(dá)3 m。

綜合判定為稀性泥石流。

4 泥石流成因分析

4.1 地形地貌條件

1)溝谷斷面呈U形，寬30 m～40 m。2)泥石流溝有3處明顯彎曲和2處陡坎，明顯彎曲處凹側(cè)松散層侵蝕強(qiáng)烈。3)泥石流鄰近山脊海拔最高579.9 m，山脊位于泥石流溝后緣，溝口與山脊相對高差190 m，縱坡降19°。

4.2 固體物質(zhì)來源

泥石流固體物源主要是形成區(qū)和流通區(qū)溝谷兩側(cè)的松散堆積層。

4.3 水動力條件

1)匯水面積為0.13 km2。

2)后溝為U形谷，匯流雨量大。

3)主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

5 泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評判及危險性分級

5.1 數(shù)量化評判

對泥石流各影響因素進(jìn)行逐一調(diào)查、判定打分，如表1所示。

表1 泥石流溝評分結(jié)果表

綜合判定結(jié)果：草盆小學(xué)后溝泥石流易發(fā)程度87分，中易發(fā)。

5.2 地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)

將其劃分為中易發(fā)和低易發(fā)區(qū)，流通區(qū)兩側(cè)為影響區(qū)。

1)中易發(fā)區(qū)。根據(jù)地形、地層出露及不良地質(zhì)現(xiàn)象，結(jié)合可能產(chǎn)生滑坡的邊界劃分第四系殘坡積層0.4 m分界線以內(nèi)為中易發(fā)區(qū)，面積0.007 2 km2。a.中易發(fā)區(qū)處于泥石流溝后緣，地勢高，坡度陡，受強(qiáng)降雨影響易形成強(qiáng)大的固體物源。b.巖性為第四系更新統(tǒng)下亞統(tǒng)地層和上元古界青白口系南芬組頁巖組成。松散層厚0.6 m～1.2 m，遇水易被沖刷。

2)低易發(fā)區(qū)。將第四系分界線內(nèi)部與主溝之間的區(qū)域定性為低易發(fā)區(qū)(0.3 m～0.4 m之間的區(qū)域)，面積0.004 2 km2。

3)影響區(qū)。面積0.009 6 km2。

5.3 地質(zhì)災(zāi)害趨勢預(yù)測

目前該溝谷后緣仍存在滑坡可能性，坡體中仍存在啟動泥石流的坡積物，溝床內(nèi)及溝谷兩側(cè)存在一定厚度堆積物(厚1 m～2 m)，結(jié)構(gòu)松散，透水性好，與下伏基巖接觸不緊密，層間粘聚力小，易發(fā)生泥石流。

中易發(fā)區(qū)：面積0.007 2 km2，殘坡積層平均厚1.2 m，潛在固體物8 640 m3。低易發(fā)區(qū)：面積0.004 2 km2。殘坡積層平均厚0.35 m，潛在固體物1 470 m3。兩區(qū)潛在固體物共10 110 m3，災(zāi)害規(guī)模中型。

6 防治工程設(shè)計(jì)

防治工程建議流通區(qū)設(shè)置谷坊攔截固體物源和堆積區(qū)設(shè)置排水溝疏導(dǎo)淤積物。

6.1 谷坊設(shè)置

谷坊布置在泥石流發(fā)育的中游部位，確定壩體縱軸線長15 m～45 m。

1)斷面形式：橫斷面為梯形，迎水面采用1∶0.5緩傾角坡面，背水面采用1∶0.1的陡傾角坡面，最大限度地利用堆積物重量增加穩(wěn)定性，同時減輕過流對下游面的沖蝕。壩頂寬度2 m，壩底寬5 m，高5 m。

2)排水孔：排水孔順沖流向設(shè)計(jì)為上窄下寬形狀，有利于排水，迎水面尺寸0.5 m×0.5 m，背水面0.7 m×0.7 m。間距2 m，共11個。

谷坊穩(wěn)定性包括抗滑、抗傾覆以及內(nèi)力驗(yàn)算三個方面。谷坊受力情況如圖1所示。

垂直正應(yīng)力：最小正應(yīng)力為正值；最大正應(yīng)力不大于地基允許承載力。

選取中心斷面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

剖面穩(wěn)定性計(jì)算見表2。

表2 剖面穩(wěn)定性計(jì)算表

6.2 排水溝設(shè)計(jì)

地表匯水流量：Qp=0.278φSpF/τn。

排(截)水溝斷面面積驗(yàn)算按排水溝過流量反算：Q=WC。

排水溝采用倒梯形，上寬3 m，底寬1 m，高1 m，斷面2 m2。

7 結(jié)論及建議

1)新賓草盆小學(xué)后溝泥石流為一種山區(qū)溝谷型稀性泥流。通過數(shù)量化評分法預(yù)測為中易發(fā)，一定條件下可能再次發(fā)生災(zāi)害。

2)根據(jù)草盆小學(xué)后溝工程地質(zhì)條件及泥石流災(zāi)害特點(diǎn)，治理工程建議采取流通區(qū)設(shè)置谷坊攔截和堆積區(qū)設(shè)置排水溝疏導(dǎo)。

3)對谷坊進(jìn)行抗滑、抗傾覆和內(nèi)力驗(yàn)算，符合穩(wěn)定性要求。排水溝滿足流量要求。

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The quantitative evaluation and the design of control engineering about debris flow in Xinbin county Caopen primary school★

Ding Huangping

(LiaoningGeologicalEnvironmentalMonitoringCentralStation,Shenyang110032,China)

Based on the Xinbin county Caopen primary school engineering geological condition and the debris flow development characteristics, the internal and external factors including topography and geomorphology, solid substance and the hydrodynamic condition are analyzed. Made quantitative evaluation to each impact factor. It is divided into the geological hazards affected areas. It is also pointed out the development trend forecast. Finally it suggested the prevent and control engineering including check dam and drain, and the stability of engineering is checked.

debris flow, quantitative evaluation, geological hazards, stability

1009-6825(2016)20-0049-02

2016-05-07★:遼寧省地質(zhì)災(zāi)害勘查項(xiàng)目(遼國土資項(xiàng)發(fā)[2009]26號)

丁黃平(1983- )，女，博士，高級工程師

P642.23

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