丹東市寬甸縣小孤山村泥石流治理防治工程分析

喬 云 航

(1.遼寧有色勘察研究院，遼寧 沈陽 110013； 2.深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室東北中心(遼寧省有色地質局勘察研究院)，遼寧 沈陽 110013)

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丹東市寬甸縣小孤山村泥石流治理防治工程分析

喬 云 航1，2

(1.遼寧有色勘察研究院，遼寧 沈陽 110013； 2.深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室東北中心(遼寧省有色地質局勘察研究院)，遼寧 沈陽 110013)

結合寬甸縣長甸鎮小孤山村的水文地質勘查資料，分析了該地區泥石流的成因，并提出了采用攔擋與疏導相結合的治理措施，達到了消除泥石流地質災害，保護人民生命財產安全的目的。

泥石流，攔擋壩，格賓籠，導流渠

泥石流是一種特殊的，對人類及其生存環境的危害極大，特別是在山區尤為嚴重[1，2]。遼寧省寬甸縣為地質災害高易發區，其中長甸鎮為大、中型泥石流易發區。區內多為低山區，地形切割較深，沖溝發育，溝谷密集，松散物分布廣泛，是典型的溝谷型泥石流，對它的成因及治理進行深入的分析對遼東地區乃至整個東北地區的溝谷型泥石流的研究具有非常重要的借鑒意義。

1 自然環境概況

1.1 災害發生點地理位置

泥石流災害發生地點長甸鎮位于寬甸縣南部距丹東約60 km，距寬甸縣城33 km與朝鮮毗鄰，長甸鎮小孤山村柳樹溝泥石流治理項目中心點地理坐標為北緯40°25′45″，東經124°38′21″。距朝鮮的直線距離僅約5 km，且本治理區所在的柳樹溝緊鄰亞洲第一大抽水蓄能電站蒲石河水電站下游電站，一旦有重大的泥石流災害發生將直接影響下游蒲石河水電站的安危，進而對鴨綠江對岸的朝鮮新義州市和下游的丹東市受到威脅。

1.2 氣候條件

長甸鎮小孤山村地處遼寧省東部，黃海岸以北約70 km，屬溫帶濕潤東亞季風型氣候區。6月份～9月份本地區處于熱帶海洋氣團和極地大陸氣團交替控制地帶，氣候濕熱多雨，特別是7月份、8月份，西風環流呈經向型東移，當本地區處于冷低壓槽前、副熱帶高壓后部或有北上臺風影響時，極易發生大暴雨。

1.3 水文

長甸鎮小孤山村柳樹楊溝溝口有蒲石河通過，該區段為蒲石河下游，蒲石河蓄水電站在此修建。蒲石河為鴨綠江下游右岸一條一級支流，蒲石河全長121.8 km，流域面積1 212 km2，為南北向狹長形流域。該流域西北與叆河流域相鄰，東北與半拉江流域接壤，東南與鴨綠江干流毗鄰，以南約70 km為黃海，流域北高南低。

2 地層巖性、地質構造

區內出露地層主要有下元古界遼河群變質巖系(Ptlh),早元古代混合花崗巖(Mγ2)和混合巖(M2)，后期有元古代和晚侏羅世侵入巖及巖脈，上覆新生界第四系松散堆積層。在地質構造上，本區位于綏中—寬甸構造帶與暖和子—丹東斷裂帶的交接復合部位，區內新構造運動主要表現為整體抬升隆起，區內褶皺、斷裂較發育。

3 泥石流發育特征、規模

小孤山村楊柳溝泥石流是典型的溝谷型泥石流，楊柳溝匯水面積為1.75 km2，流域呈桃葉形分布，泥石流的形成區域與流通區域的分界線較為明顯，在桃葉頂端有24處30 m2～50 m2左右的裸露山體存在大量的松散物質，形成泥石流通道的河道長約3 km～4 km，2010年8月19日寬甸縣遭遇60年一遇的強降雨襲擊，出現574 mm強降水，強降雨引發了泥石流地質災害的發生，造成溝內堆積物遍布，堆積物面積90 000 m2,山上沖下來的堆積物約90 000 m3。沖毀林地及農田約100畝，道路約3 500 m，小橋涵5座，沖毀房屋15間，造成直接損失近千萬元，屬于特大型地質災害。遼寧將重大氣象災害Ⅲ級應急響應提升為Ⅱ級，國家防總21號增派工作組趕赴遼寧指導抗洪救災。

4 工程治理原則及措施

4.1 以攔為主，攔排結合的治理原則

采用“以攔為主，攔排結合”的綜合治理措施，小孤山村楊柳樹溝的泥石流的來源物質地勢較高，在強降雨沖刷后沖擊力大，需設置攔擋壩抵消其沖擊力，由于在泥石流形成后原有的河道已經堵塞，河床被整體抬高近3 m，需要清理河床，以方便疏導。

4.2 泥石流災害等級劃分

根據長甸鎮小孤山村楊樹溝內居民情況、死亡人數、直接經濟損失、期望經濟損失和防治工程投資等五個因素，參考《泥石流災害防治工程設計規范》[3]，該工程安全等級為三級(見表1)。

表1 本項目泥石流防治工程設計標準

4.3 設計參數選取及計算

泥石流流體重度γc。根據以往泥石流設計經驗及現場實際測定，本次治理設計取17 kN/m3；泥石流流速，經計算Vc=3.07 m/s。泥石流流量計算采用雨洪計算法，經計算泥石流流量Qc=60.1 m3/s。攔擋壩抗滑移、抗傾覆穩定性計算結果見表2,表3。

表2 攔擋壩抗滑移穩定性計算結果

表3 攔擋壩抗傾覆穩定性計算結果

導流渠斷面流量驗算:根據流通段溝道的特征，用類比法來計算導流渠的橫斷面積，經計算，導流渠設計泥石流厚度HX=1.26 m，取1.3 m；導流渠安全超高ΔH=0.7 m，則導流渠深度H=HX+ΔH=2 m。

4.4 治理措施

1)泥石流攔擋壩工程。本次治理中根據場地實際情況在溝谷上游設置了攔擋壩以抑制泥砂產生，阻滯泥砂輸移，也拓寬了河床的寬度，調緩了河床的比降，降低了水流的速度，同時也削減了泥石流的沖擊力。攔擋壩尺寸為35 m長，寬度2.2 m～4.8 m，壩地面以上高度3.3 m，壩埋深2.5 m，設溢流口，溢流口上寬21 m，下寬20 m，高度1 m，溢流段下部設置1 000 mm×800 mm孔洞4個,孔洞中心距5 000 mm。2)擋土墻工程。攔擋壩前后臨道路一側坡高3 m～4 m，為了保證壩前后的匯排水量及道路側的安全，在緊臨道路側修筑擋土墻，按墻高的不同擋土墻采用漸變形式。擋土墻頂部高出地面0.3 m,并砌筑成長城狀，以便道路上的水排至渠內。3)導流渠工程。為了在泥石流發生時有效的將泥石流進行疏導，本次治理中修建了兩種類型導流渠。導流渠1布設在攔擋壩至居民密集區，采用MU30毛石砌筑。導流渠1頂部寬度700 mm，且高出路面300 mm，導流渠1底部寬度為1 830 mm，埋入渠底深度均不小于1 000 mm。導流渠2布設在居民稀疏區至溝口，采用石籠護堤，外部采用格賓網做成網籠，網籠內填筑毛石，石籠為梯形結構，頂寬400 mm，底寬1 900 mm。4)清淤工程。泥石流攜帶了大量的泥砂、塊石等大量的松散物質堵塞了河道。為了導流渠區段內河道暢通，對河道進行清理，一方面保證導流渠渠底標高達到設計標高以便排水暢通，另一方面將清理出的塊石就近鋪墊至道路及地面低洼處。

5 結語

該工程對于泥石流地質災害的治理著眼于攔擋與疏導結合，側重于平時疏導上游來水和泥砂以減少泥石流形成的物源物質，在大規模危險性泥石流災害發生時泥石流攔擋壩能夠起到消能攔蓄作用。消除了泥石流地質災害對當地50多戶村民的危害，顯著地改善了當地居民的生存環境條件，提高了生活質量。該工程的治理對遼東地區乃至整個東北地區的溝谷型泥石流的研究具有非常重要的借鑒意義。

[1] 陳寧生.西南山區泥石流防治工程效益淺析[J].成都理工大學學報(自然科學版)，2014,40(1)：50-58.

[2] 孟興民.白龍江流域滑坡泥石流災害研究進展與展望[J].海洋地質與第四系地質，2013,33(4)：1-15.

[3] DZT 0239—2004，泥石流災害防治工程設計規范[S].

Analysis of prevention and cure objection of debris flow in Xiaogushan Village, Kuandian County, Dandong City

Qiao Yunhang1，2

(1.GeologicalExplorationandResearchInstituteofLNYS,Shenyang110013,China; 2.StateKeyLaboratoryforGeomechanics&DeepUndergroundEngineeringinNortheastCenter(TheBureauofNon-ferrousGeologyofLiaoningProvince),Shenyang110013,China)

Combining with the hydrology, geological prospecting and other information of Xiaogushan Village, Changdian Town, Kuandian County, it analyzes the causes of debris flow, proposes the method of the combination of blocking and grooming to eliminate the geological disaster of debris flow and protect people’s life and property security.

dris flow, retaining dam, penn’s cage, division canal

1009-6825(2016)18-0075-02

2016-04-12

喬云航(1984- )，男，工程師

P642.23

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