九綿高速公路魯家溝泥石流特征

(成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院 四川 成都 610059)

九綿高速公路魯家溝泥石流特征

宋兵

(成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院四川成都610059)

四川黃金旅游線-九環(huán)線的重要組成部分九綿高速通過四川省平武縣木座鄉(xiāng)魯家溝泥石流堆積扇，本文通過對魯家溝泥石流災(zāi)害的現(xiàn)場調(diào)查，從地形地貌、物源、水動力條件入手，分析了泥石流災(zāi)害的特征和成因：魯家溝源頭最高海拔3350m，溝口標(biāo)高1310m，落差2040m。魯家溝內(nèi)基巖風(fēng)化嚴(yán)重，坡積物豐富，滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多，共計(jì)有松散固體物源量約630.87×104m3。魯家溝溝縱道坡比降從上游至下游由大變小，上游地貌適合于雨水匯集，支溝發(fā)育，這為魯家溝提供了發(fā)生泥石流水動力條件。泥石流的發(fā)生主要是暴雨作用下，溝域內(nèi)順層斜坡失穩(wěn)破壞，堰塞溝道并潰決形成泥石流。

九綿高速；泥石流；堰塞體

一、引言

九綿高速公路沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，生態(tài)脆弱，施工難度特別大，本文所作調(diào)查的魯家溝曾在1998年發(fā)生的特大泥石流，不僅在火溪河右岸造成特大災(zāi)害，而且流體流入火溪河，堰塞并抬高溝床，沖毀火溪河左岸公路1000余米，數(shù)十萬立方米和巨石頓時(shí)堆積成天然攔河壩截?cái)嗷鹣樱樗瓑螌⒋罅磕嗌齿斔偷较掠文咀娬荆苯咏?jīng)濟(jì)損失達(dá)3000多萬元。訪問居民，1998年發(fā)生泥石流后殘留的塊石至今殘留在房屋周圍。由于九綿高速公路路線通過魯家溝泥石流堆積扇，故查明該溝泥石流形成條件、泥石流的基本特征，進(jìn)而評價(jià)泥石流的危險(xiǎn)性，及預(yù)測對九綿高速公路可能造成的危害具有重要性并為今后的施工設(shè)計(jì)階段提供了可借鑒的依據(jù)。

二、魯家溝泥石流流域基本特征

平武縣位于松潘-甘孜推覆造山帶和楊子陸塊的結(jié)合部位，跨屬后龍門山推覆造山帶和龍門山前陸推覆-沖斷帶，活動構(gòu)造發(fā)育,主要受第四系活動斷裂虎牙斷裂及平武-青川斷裂影響較大。該流域?qū)儆谛聵?gòu)造運(yùn)動以大面積間歇性抬升為主要特征。山區(qū)地貌系西北向東南作呈階狀下降，地殼間歇性抬升，相應(yīng)的是河流下切。

魯家溝屬于深切割構(gòu)造高中山地形，流域總體呈樹葉狀，呈SE-NW向展布。魯家溝流域長約4.3km，平均寬約2.1km，匯水面積約7.96km2。魯家溝源頭最高海拔3350m，溝口標(biāo)高1310m，流域平均縱坡降424‰，流域地貌深切,呈“V”型峽谷，斜坡陡峻，溝谷兩側(cè)斜坡坡度在30°～70°之間。

泥石流流域內(nèi)主要分布震旦系上統(tǒng)木座組灰色厚塊狀含礫黑云母變粒巖、黑云母變粒巖，局部含有板巖及震旦系下統(tǒng)陰平組灰色薄-中厚層狀變粒巖與絹云英千枚巖的不等厚互層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，巖體極為松動破碎。

平武縣屬于地震強(qiáng)烈活動區(qū)，魯家溝的地震基本烈度為Ⅶ度，九綿高速公路路線起點(diǎn)綿陽至平武縣城一帶強(qiáng)動峰值加速度為0.1-0.15，地震反應(yīng)譜特征周期0.45；平武縣城至九寨溝縣城一帶動峰值加速度為0.2，對應(yīng)的地震反應(yīng)譜特征周期0.4。區(qū)域目前記到的最大地震是1654年7月21日甘肅天水南8級地震、1879年7月1日甘肅武都南8級地震和2008年5月12日四川汶川8.0級地震。汶川地震不僅對魯家溝流域內(nèi)山體穩(wěn)定性有強(qiáng)烈影響，還為泥石流提供了更多的物源。

三、魯家溝泥石流泥石流發(fā)育特征

由于擬建九綿高速通過魯家溝泥石流堆積扇，故分析其發(fā)育特征對于擬建公路的防治是及其重要的。魯家溝是一條多期次泥石流溝，根據(jù)野外勘查，泥石流堆積體主要可劃分為四期。各期泥石流從老到新依次分為I期、II期、III期、Ⅳ期(圖1)。

圖1 魯家溝多期泥石流分布圖

I期泥石流堆積體呈扇套扇堆積，II期殘余泥石流堆積在I期上部隆起部位，II期扇體頂面高程比I期扇頂高約13.5m。規(guī)模相對于II期泥石流堆積扇規(guī)模較大，殘余泥石流堆積體沿火溪河延長約459m，寬約362m，表面坡度約7°-10°，扇頂為為居民住處及農(nóng)田。該期泥石流堆積體曾造成火溪河的堰塞，后期在火溪河的沖蝕作用下扇體前緣被侵蝕改造，形成緩堤岸，魯家溝溝口左側(cè)也可見其殘余堆積體。

Ⅱ期泥石流規(guī)模巨大，泥石流體出溝口開始堆積并達(dá)火溪河對岸，曾造成火溪河堵塞。泥石流堆積體在火溪河的沖刷作用下，前緣被侵蝕，殘余堆積體沿火溪河寬約229m，沿魯家溝縱向長度約289m，堆積體表部坡度6°-10°，扇頂表面孤塊石多見。堆積體被魯家溝侵蝕切割，表部高于魯家溝現(xiàn)代溝床約42m，前緣陡坎坡度約78°。

Ⅲ期泥石流泥石流堆積扇分布于魯家溝近溝口寬谷內(nèi)，泥石流殘留體整體呈不規(guī)則長舌形以及粒徑不一的塊石，在曾經(jīng)爆發(fā)時(shí)期，漫過居民建筑，至今仍有大量殘余堆積體，無明顯分層性。

Ⅳ期泥石流被后期火溪河及魯家溝洪水沖蝕，目前僅在魯家溝近溝口有少量殘余，泥石流堆積體主要由塊石組成，具有明顯的分層性。

四、魯家溝泥石流成因機(jī)制分析

魯家溝各支溝泥石流主要為暴雨作用下，大量匯集于溝道，匯流過程中將坡面松散泥沙及坡面的各類松散堆積物源攜帶進(jìn)入溝道，并順溝而下，通過溝道揭底沖刷卷動溝道內(nèi)的松散堆積物源，并將兩側(cè)溝岸松散固體物質(zhì)帶走，以滾雪球的方式下向游運(yùn)動，從而暴發(fā)支溝泥石流災(zāi)害。

五、結(jié)論

(1)魯家溝是一條多期次泥石流溝，其獨(dú)特的地形地貌、水動力條件、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、溝床變化和人類對溝內(nèi)生態(tài)破壞程度決定著魯家溝泥石流的爆發(fā)規(guī)模、周期、泥石流類型及其危害程度。魯家溝內(nèi)基巖風(fēng)化嚴(yán)重，坡積物豐富，滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多。固體物源豐富為魯家溝提供了產(chǎn)生泥石流的物源。魯家溝溝縱道坡比降從上游至下游由大變小，上游地貌適合于雨水匯集，支溝發(fā)育，這為魯家溝提供了發(fā)生泥石流水動力條件。

(2)魯家溝泥石流為屬滑坡堰塞壩潰決型泥石流，泥石流的發(fā)生主要與溝域內(nèi)順層斜坡失穩(wěn)破壞，堰塞溝道并潰決形成。

(3)從發(fā)生頻率看，魯家溝泥石流屬低頻泥石流，泥石流堆積體總體上可以分為4期，其中一期規(guī)模最大，泥石流沿河長459m，扇長約362m，方量約350×104m3。

[1]任強(qiáng)，陳生水，鐘啟明，等.堰塞壩的形成機(jī)理與潰決風(fēng)險(xiǎn)[J].水利水電科技進(jìn)展，2011，31(5):30～34.

[2]劉希林，唐川.泥石流危險(xiǎn)性評價(jià)，北京：科學(xué)出版社，1995.

[3]鐘敦倫，謝洪，韋方強(qiáng).長江上游泥石流危險(xiǎn)度區(qū)劃研究[J].山地研究，1994，12(2)：65～70.

[4]林茂炳，吳山.龍門山推覆構(gòu)造變形特征[J].成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1991，18(1)：46～54.

[5]余團(tuán)，曹運(yùn)江.龍門山穩(wěn)定性探討[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào)1999,19(2)：106～110.

宋兵(1994-)，男，漢族，內(nèi)江，在讀研究生，畢業(yè)于西南科技大學(xué)，就讀于成都理工大學(xué)，研究方向：地質(zhì)災(zāi)害檢測與評估。