汶川震區(qū)泥石流攔擋壩損壞模式分析

林樂華　張友誼　鐘磊

摘要：攔擋壩是泥石流治理最常見的工程措施之一。通過對(duì)汶川震區(qū)66條泥石流溝、206座攔擋壩的調(diào)查分析表明：攔擋壩有掏蝕破壞、滲透侵蝕破壞及大塊石沖擊破壞3種損壞模式；攔擋壩損壞與泥石流性質(zhì)、規(guī)模、壩體材料、庫(kù)容狀態(tài)等因素密切相關(guān)；損壞部位中壩基及護(hù)坦易受泥石流侵蝕、掏蝕破壞且具普遍性。鑒于壩下護(hù)坦的易損性，通過ABAQUS對(duì)翻壩泥石流沖擊護(hù)坦過程進(jìn)行數(shù)值模擬表明，含大塊石的漿體沖刷對(duì)護(hù)坦產(chǎn)生較大應(yīng)力，沖刷后護(hù)坦前緣易產(chǎn)生沖刷坑，發(fā)生溯源侵蝕，造成攔擋壩掏蝕、侵蝕破壞。

關(guān)鍵詞：泥石流 攔擋壩 損壞模式 汶川震區(qū)

中圖分類號(hào)：TU441;TV649文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671-8755（2023）04-0087-09

Damage Mode Analysis of Dams of Debris Flow in Wenchuan Earthquake Area

LIN Lehua， ZHANG Youyi， ZHONG Lei

Abstract：? Dam is one of the most common engineering measures for debris flow control. Through the investigation and analysis of 66 debris flow gullies and 206 dams in Wenchuan earthquake area， it is found that there are three kinds of damage modes for check dams： erosion damage， seepage erosion damage and rock blocks impact damage. The check dam damage is closely related to factors such as the properties and? scale of debris flows， dam material and storage capacity. The dam foundation and apron in damaged parts are vulnerable to debris flow scouring and erosion damage， which is universal. In view of the vulnerability of the apron under the dam， the numerical simulation of the impact process of dam-overtopping debris flow on the apron by ABAQUS shows that the erosion of slurry containing rock blocks causes a greater stress on the apron. The front edge of the apron is prone to scour hole after headward erosion， resulting in scouring damage and erosion damage of the dam.

Keywords：? Debris flow; Dam; Damage model; Wenchuan earthquake area

“5.12”地震后，震區(qū)頻發(fā)泥石流災(zāi)害［1-6］，攔擋壩作為泥石流工程防治的重要手段，具有攔砂節(jié)流、護(hù)床固坡等作用，因其構(gòu)造簡(jiǎn)單、工程效益見效快，得到廣泛應(yīng)用。諸多學(xué)者針對(duì)攔擋壩的防砂及消能效果、泥石流沖擊效應(yīng)、攔擋壩損壞等做了大量研究。文獻(xiàn)［7-9］通過分析攔擋壩前后體積質(zhì)量、粒徑變化研究不同壩型的攔砂效率和防治效益。文獻(xiàn)［10-12］的研究表明階梯型攔擋壩和谷坊壩群對(duì)泥石流消能效果顯著。文獻(xiàn)［13-17］通過數(shù)值模擬探究了在泥石流漿體及大塊石的作用下壩體穩(wěn)定性及其沖擊效應(yīng)。文獻(xiàn)［18-20］分析泥石流攔擋工程損壞情況，總結(jié)攔擋壩損壞條件，并提出了保障壩體安全的相關(guān)方法。目前針對(duì)攔擋壩運(yùn)行現(xiàn)狀和損壞模式的研究對(duì)象大多是單溝泥石流，區(qū)域性調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析成果相對(duì)缺乏。本文基于汶川震區(qū)北川縣、汶川縣等地66條泥石流溝、206座攔擋壩的調(diào)查分析，探究攔擋壩損壞的主要影響因素和損壞模式，為震區(qū)泥石流攔擋壩設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考。

1 研究區(qū)溝道及攔擋壩特征

汶川震區(qū)位于龍門山斷裂帶的高山峽谷區(qū)和四川盆地深丘區(qū)，主要呈現(xiàn)山地河谷多、地形坡度大等特征，其夏季強(qiáng)降雨集中，使得該區(qū)域泥石流災(zāi)害頻發(fā)，給當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)造成重大損失。汶川地震后，區(qū)內(nèi)震后泥石流主要特征表現(xiàn)為爆發(fā)規(guī)模大、分布面積廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、造成危害大等。汶川地震前后調(diào)查顯示，震前汶川縣有71條泥石流［21］，震后泥石流數(shù)量達(dá)到170條。2016年地質(zhì)災(zāi)害詳查結(jié)果顯示，汶川縣泥石流隱患點(diǎn)增至235處，數(shù)量還在持續(xù)增加。據(jù)2021年北川縣地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)成果顯示，震后北川縣共發(fā)育泥石流146處，中等易發(fā)及以上泥石流有81條，泥石流威脅6 720人，潛在威脅財(cái)產(chǎn)51 130萬元。震后，相關(guān)部門開展了數(shù)批次震區(qū)泥石流防治工作，其中攔擋壩在泥石流治理中起到了重要作用，一定程度上限制了泥石流發(fā)育速度，減弱了泥石流危害，但仍有部分?jǐn)r擋工程治理效果不理想，攔擋工程存在不同程度的損壞，甚至部分失效。

課題組實(shí)地調(diào)查了汶川震區(qū)中北川和汶川等地區(qū)66條泥石流溝、206座攔擋壩的運(yùn)行情況。北川調(diào)查了22條溝、68座攔擋壩，汶川調(diào)查31條溝、103座攔擋壩，圖1是北川-汶川震后群發(fā)泥石流災(zāi)害點(diǎn)分布圖。其余地區(qū)調(diào)查了13條溝、35座攔擋壩。206座攔擋壩中損壞了98座，壩型包括攔砂壩、谷坊壩、格柵壩、樁林壩及梳齒壩等。

1.1 泥石流溝的基本特征

選取的66條泥石流溝均屬于震后暴雨激發(fā)型，其中黏性泥石流39條（北川11條、汶川19條、其余地區(qū)9條），稀性泥石流27條（北川11條、汶川12條、其余地區(qū)4條）。據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZT 0220—2006）泥石流一次性爆發(fā)規(guī)模等級(jí)劃分，大型泥石流35條，中型泥石流20條，小型泥石流11條；流域面積小于5 km2的泥石流溝占34.8%（23條），流域面積5～10 km2占30.3%（20條），流域面積大于10 km2占34.8%（23條）；主溝長(zhǎng)1～4 km（不含4 km）的泥石流溝占40.9%（27條），主溝長(zhǎng) 4～8 km占37.9%（26條），主溝長(zhǎng)大于8 km占 19.7%（13條），溝道縱坡比降小于250‰ 占37.9%（25條）；溝道縱坡比降250‰～400‰ 占42.4%（28條），溝道縱坡比降大于 400‰占19.7%（13條）。北川、汶川及其余地區(qū)的泥石流溝道參數(shù)占比如圖2所示（詳細(xì)數(shù)據(jù)表略）。

泥石流溝道主要分“寬緩型”與“窄陡型”兩類。區(qū)內(nèi)泥石流溝道中，流域面積大于10 km2、溝床縱坡比降小于250‰ 的溝道有19條，屬于“寬緩型”溝道；流域面積小于5 km2、溝床縱坡比降大于250‰ 的溝道有21條，屬于“窄陡型”溝道。“寬緩型”溝道，支溝發(fā)育，主溝、支溝物源豐富，溝道中泥石流既沖又淤，以淤為主，典型溝道有桃關(guān)溝、七盤溝、鋤頭溝等。“窄陡型”溝道，溝道狹窄，陡坎多，易沖刷揭底，典型溝道有小崗劍溝、瓦窯溝、磨子溝等。

1.2 攔擋壩的特征

本次共調(diào)查攔擋壩206座。壩型形式多樣，包括攔砂壩（132座）、谷坊壩（45座）、格柵壩（13座）、樁林壩（12座）及梳齒壩（4座）。壩高以5～15 m 居多，壩體材料主要以混凝土和漿砌塊石為主，其中混凝土壩112座，漿砌石壩94座，部分泥石流溝還建有鋼筋混凝土壩。攔擋壩庫(kù)容表現(xiàn)為滿庫(kù)（130座）、半庫(kù)（54座）和空庫(kù)（22座）3種情況，滿庫(kù)居多。

2 攔擋壩損壞特征

統(tǒng)計(jì)分析表明，攔擋壩易損壞部位有壩基、壩肩、副壩、護(hù)坦和壩體5處（表1），其受損特征主要有掏蝕破壞、侵蝕破壞、大塊石沖擊破壞。各部位受損特征占比如圖3所示，以掏蝕和侵蝕致?lián)p最為常見，其次是沖擊破壞。

攔擋壩易受泥石流及水流的侵蝕、掏蝕作用，底部懸空，導(dǎo)致壩體穩(wěn)定性下降，如圖4（a）所示；壩體表面受到大塊石沖擊，表面碎裂，內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，如圖4（b）所示；壩肩在泥石流侵蝕作用下，壩肩土體強(qiáng)度弱化、坍塌，壩肩裸露，易受大塊石沖擊破損，如圖4（c）所示；護(hù)坦在翻壩泥石流作用下，受到泥石流漿體沖刷及塊石沖擊作用而損壞，如圖4（d）所示；副壩損壞則主要是在翻壩泥石流沖刷及水流持續(xù)性的掏蝕下，底部逐漸掏空、失穩(wěn)，最終破壞，如圖4（e）所示。

3 攔擋壩損壞因素

調(diào)查表明攔擋壩損壞主要因素包括泥石流規(guī)模和性質(zhì)、壩體材料、壩高、壩型及庫(kù)容狀態(tài)等。攔擋壩損壞程度可分為：未損壞、輕度損壞、中度損壞、嚴(yán)重?fù)p壞。損壞程度等級(jí)劃分參考文獻(xiàn)［22］。

3.1 泥石流規(guī)模與性質(zhì)

圖5為泥石流性質(zhì)、規(guī)模與攔擋壩損壞情況統(tǒng)計(jì)圖。由圖5可知，大、中、小規(guī)模泥石流溝攔擋壩數(shù)量分別是148座、40座和18座，對(duì)應(yīng)損壞攔擋壩數(shù)分別是72座、21座和5座，說明中等及大規(guī)模泥石流更易對(duì)攔擋壩產(chǎn)生破壞。大中規(guī)模泥石流對(duì)攔擋壩的破損程度較大，多為中度、重度損壞，小規(guī)模泥石流對(duì)攔擋壩的損壞程度小，易修復(fù)，多為輕度損壞。

黏性泥石流溝攔擋壩132座，其中72座不同程度損壞，稀性泥石流溝攔擋壩74座，其中26座不同程度損壞。黏性泥石流對(duì)攔擋壩損壞程度多為中度、重度損壞；稀性泥石流中攔擋壩大多是局部損壞，損壞程度多為輕度損壞，少部分為中度損壞，大多通過修繕可繼續(xù)使用。

黏性大規(guī)模泥石流具有更強(qiáng)破壞力，對(duì)壩體、壩肩及護(hù)坦和副壩造成損壞程度高。

3.2 壩體材料

調(diào)查表明攔擋壩材料主要以混凝土和漿砌塊石為主，其中混凝土壩112座，占54.4%，漿砌石壩94座，占45.6%，部分泥石流溝還建有鋼筋混凝土壩，如紅椿溝有3座鋼混格柵壩，古溪溝有4座鋼混壩等。

圖6為壩體材料、庫(kù)容狀態(tài)與攔擋壩損壞情況統(tǒng)計(jì)圖。從圖6可知，混凝土壩損壞率雖達(dá)31.3%，但多為局部損壞，損壞程度多為輕度損壞，易修復(fù)；漿砌塊石的攔擋壩損壞率達(dá)60.6%，損壞程度多為中度、重度損壞，多工程失效。

說明混凝土壩整體抗沖擊能力強(qiáng)，不易沖毀。因此，在經(jīng)濟(jì)允許條件下，修建混凝土壩具有更長(zhǎng)的使用周期。

3.3 壩體庫(kù)容狀態(tài)

震區(qū)攔擋壩庫(kù)容主要表現(xiàn)為滿庫(kù)（130座）、半庫(kù)（54座）和空庫(kù)（22座）3種情況，對(duì)應(yīng)損壞攔擋壩數(shù)分別是72座、26座和0座，損壞具體情況如圖6所示。

當(dāng)攔擋壩滿庫(kù)后，溢流口及壩肩處磨蝕、侵蝕嚴(yán)重，泥石流翻壩后對(duì)護(hù)坦及副壩沖刷作用加劇，損壞程度高，多為中度、重度損壞；半庫(kù)狀態(tài)下，泥石流對(duì)壩體本身未造成大范圍損壞，主要受到泥石流和水流的侵蝕和掏蝕，導(dǎo)致護(hù)坦或副壩受損，壩肩和溢流口也有少量破壞，受損程度多為輕度損壞；空庫(kù)情況下攔擋壩基本無損壞。

滿庫(kù)后泥石流翻壩沖刷護(hù)坦前緣，引起溯源侵蝕及掏蝕，導(dǎo)致護(hù)坦失效；半庫(kù)狀態(tài)時(shí)，壩前后由水頭差引起基底滲流，易發(fā)生沉降。因此當(dāng)攔擋壩滿庫(kù)或庫(kù)容儲(chǔ)備不足時(shí)應(yīng)及時(shí)清淤，以保證足夠設(shè)計(jì)庫(kù)容減少壩下沖刷。

3.4 壩高與壩型

調(diào)查206座攔擋壩壩高，按壩高 ≤5 m，5～10 m（含10 m），10～15 m（含15 m），大于15 m分成4個(gè)區(qū)間，由圖7可知各區(qū)間攔擋壩數(shù)分別是45座、107座、37座、17座，對(duì)應(yīng)的攔擋壩損壞率分別是46.7%，48.6%，51.4%，47.1%，各區(qū)間損壞率相近。

壩高 ≤5 m（谷坊壩）、5～10 m的攔擋壩易滿庫(kù)，多為護(hù)坦受損，主要以侵蝕、掏蝕為主；大于10 m的攔擋壩，未滿庫(kù)時(shí)，受損程度低，當(dāng)滿庫(kù)時(shí)，壩下護(hù)坦易受塊石沖擊致?lián)p，護(hù)坦受損后，壩基逐漸受掏蝕、侵蝕破壞。因此，無論低壩還是高壩，都應(yīng)做好壩體運(yùn)行期的監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)。

由圖7可知，132座攔砂壩、45座谷坊壩、13座格柵壩、12座樁林壩和4座梳齒壩，損壞率為49.2%，40.0%，46.2%，66.7%，25.0%。除梳齒壩（數(shù)量少）外，其余壩型損壞率相近，損壞特征存在差異。

攔砂壩主要布設(shè)于寬緩型溝道，泥石流規(guī)模較大，護(hù)坦、副壩和壩肩、壩基易受侵蝕沖刷及塊石沖擊；谷坊壩主要布設(shè)于窄陡型溝道，滿庫(kù)后壩下護(hù)坦易受掏蝕、侵蝕破壞；格柵壩用于沙石分離，不易受泥石流龍頭沖擊損壞，但壩基易侵蝕破壞；樁林壩中樁在繞流和環(huán)流作用下下切嚴(yán)重，導(dǎo)致侵蝕破壞；梳齒壩中梳齒在泥石流沖刷作用下易磨損。

攔擋壩設(shè)計(jì)應(yīng)盡量選擇混凝土高壩，既可保證庫(kù)容，又可防翻壩沖刷護(hù)坦。

4 攔擋壩壩基損壞模式

調(diào)查分析表明，壩基損壞模式主要有掏蝕破壞、滲透侵蝕破壞。掏蝕破壞是在泥石流沖刷作用下，壩下形成沖刷坑，發(fā)生溯源侵蝕，壩基逐漸被掏空，導(dǎo)致攔擋壩發(fā)生錯(cuò)落或傾倒破壞；滲透侵蝕破壞是由于攔擋壩上下游產(chǎn)生水頭差，在滲流作用下，水流帶走大量壩基細(xì)小顆粒導(dǎo)致壩基不均勻沉降。

4.1 水流掏蝕破壞

壩基掏蝕損壞分為3個(gè)階段，損壞示意圖如圖8所示。第 Ⅰ 階段，護(hù)坦受翻壩泥石流沖擊，在泥石流或高含砂水流作用下，護(hù)坦前緣易因沖刷侵蝕而形成沖刷坑；第 Ⅱ 階段，沖刷坑溯源侵蝕，導(dǎo)致護(hù)坦損壞，壩基裸露；第 Ⅲ 階段，侵蝕進(jìn)一步加劇，壩基懸空，壩體發(fā)生傾倒破壞，如圖9所示的鋤頭溝攔擋壩和圖10所示的關(guān)門子溝攔擋壩。

4.2 水流滲透侵蝕破壞

水流滲透侵蝕破壞指壩前后由于存在較大水力梯度而產(chǎn)生滲流，并帶走大量細(xì)顆粒物質(zhì)，這是長(zhǎng)期漸變的過程。震區(qū)泥石流攔擋壩壩基持力層多為碎石土層，抗?jié)B性弱，加上地下水產(chǎn)生揚(yáng)壓力、溶解細(xì)小顆粒及可溶成分和滲入作用，影響壩基穩(wěn)定性。圖11為攔擋壩滲透破壞示意圖。在滲透力作用下，土體細(xì)顆粒沿著土體骨架顆粒間的孔道移動(dòng)，直至帶出土體。單位體積土體滲透力計(jì)算公式如下：

j=rwi（1）

式中：j為滲透力；rw為水的重度，i為水力梯度。滲透力大小與水力梯度成正比，方向與滲流方向相同。

在滲流作用下，內(nèi)部土體受力的大小和方向發(fā)生變化。圖11中 a 點(diǎn)，滲透力與壩體自重一致，滲透力促使土體壓密，對(duì)穩(wěn)定性起積極作用，b 點(diǎn)滲透力與壩體自重近乎正交使得顆粒有向下游移動(dòng)的趨勢(shì)，對(duì)穩(wěn)定性不利，c 點(diǎn)滲透力與壩體自重相反，對(duì)穩(wěn)定性最不利，當(dāng)滲透力大于土體有效重力時(shí)，土體顆粒被水流沖出，造成滲透侵蝕破壞。圖12為楊家溝2# 壩的滲透侵蝕破壞。

4.3 壩基損壞原因

通過分析壩基的兩種常見損壞模式，總結(jié)其損壞原因如下：震區(qū)泥石流爆發(fā)規(guī)模較常規(guī)泥石流規(guī)模大，大塊石粒徑巨大、沖擊力強(qiáng)，導(dǎo)致震后壩下防沖刷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不足，護(hù)坦強(qiáng)度不足，厚度設(shè)計(jì)偏薄，前緣垂裙尺寸不足，造成護(hù)坦被沖毀。壩基持力層多為碎石土層，底部易造成滲透侵蝕并攜帶顆粒物質(zhì)，導(dǎo)致壩體不均勻沉降，發(fā)生變形。

5 翻壩泥石流沖擊護(hù)坦過程的數(shù)值模擬

如前所述，震后攔擋壩壩基的損毀模式主要為水流掏蝕破壞及滲透侵蝕破壞，致?lián)p原因主要是壩下護(hù)坦損壞嚴(yán)重，易受滲透侵蝕，從而威脅壩體的穩(wěn)定性。鑒于壩下防護(hù)工程的易損性，擬采用ABAQUS模擬泥石流沖擊護(hù)坦過程，探究護(hù)坦應(yīng)力變化及護(hù)坦前緣沖刷特征，為攔擋壩防沖刷設(shè)計(jì)提供參考。

5.1 模型參數(shù)及邊界條件

壩體有效壩高10 m，溢流口長(zhǎng)30 m、高2 m，面坡1∶0.5，背坡1∶0.2，材料選用C25砼；護(hù)坦長(zhǎng)10 m，厚1 m，選用C30砼；溝道長(zhǎng)度600 m，寬80 m。壩體和護(hù)坦采用混凝土CDP本構(gòu)模型，溝道巖土體采用線性D-P模型，摩擦角設(shè)為20°。壩體兩側(cè)完全約束，兩側(cè)山體采用殼單元，設(shè)置成剛體。塊石粒徑（直徑）有3，2，1 m，因不考慮大塊石的變形、受力情況，把塊石設(shè)置成剛體，賦予初始速度4.5 m/s，考慮塊石表面粗糙，與溝道的摩擦系數(shù)設(shè)置為 0.30。泥石流方量7.8×104? m3，采用SPH粒子，賦予初始速度5 m/s，與溝道接觸摩擦系數(shù)設(shè)置為 0.20。溝道縱坡268‰（15°），最后固定溝道兩側(cè)及底部，重力加速度9.8 m/s2，模型具體參數(shù)如表2所示。

5.2 網(wǎng)格劃分

模型中實(shí)體部分采用六面體單元?jiǎng)澐郑瑪r擋壩和護(hù)坦的單元?jiǎng)澐殖叽鐬? 000 mm，溝道單元?jiǎng)澐殖叽鐬? 000 mm，泥石流漿體的劃分尺寸為1 000 mm。為方便整體計(jì)算，前處理將泥石流漿體采用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法（Smoothed particle hydrodynamics）進(jìn)行模擬，模型總單元數(shù)16 685個(gè)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)28 890個(gè)，網(wǎng)格模型如圖13所示。

5.3 結(jié)果分析

泥石流翻壩后對(duì)壩下護(hù)坦易造成較大的沖擊力，尤其是大塊石撞擊給護(hù)坦帶來瞬時(shí)沖擊力很大。圖14為大塊石撞擊護(hù)坦云圖，護(hù)坦局部應(yīng)力可達(dá)到12 MPa。圖15是在翻壩泥石流沖擊下護(hù)坦的應(yīng)力變化。從圖15可知，t=22 s時(shí)泥石流開始翻壩，護(hù)坦應(yīng)力急劇增加；在t=27 s時(shí)，僅漿體沖擊下，護(hù)坦應(yīng)力增到6.5 MPa，含大塊石的漿體沖擊下，護(hù)坦整體應(yīng)力達(dá)到8.9 MPa；t=38 s時(shí)，在泥石流漿體沖擊下，護(hù)坦應(yīng)力為7.6 MPa，在含塊石的漿體沖擊下，護(hù)坦應(yīng)力達(dá)到10.3 MPa，后期應(yīng)力逐漸平穩(wěn)。從模擬結(jié)果可知含大塊石的泥石流沖擊壓力較大，沖擊后壩下護(hù)坦易開裂，砸出凹坑，甚至直接沖毀。

護(hù)坦前緣因侵蝕沖刷而形成的沖刷坑是導(dǎo)致護(hù)坦損毀甚至壩基損毀的主要原因。結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)護(hù)坦前緣的溝道沖刷情況進(jìn)行了模擬，圖16是護(hù)坦前緣溝道變形云圖，圖17是沖刷深度變化圖。

從圖17可知，t=35 s時(shí)泥石流開始沖刷護(hù)坦前緣溝道，在t=103 s時(shí)沖刷深度達(dá)到475.8 mm；在103～120 s期間，泥石流持續(xù)沖刷，溝道物質(zhì)逐漸被沖出，沖刷坑變大，沖刷深度再次增加，在t=120 s時(shí)，沖刷深度為1 051.0 mm；最后泥石流流速減小，沖刷能力下降，t=150 s時(shí)，沖刷深度維持在1 271.5 mm。

模擬結(jié)果表明：含大塊石泥石流漿體對(duì)護(hù)坦沖擊較大，護(hù)坦局部應(yīng)力可達(dá)12 MPa，護(hù)坦前緣沖刷深度可達(dá)1 271.5 mm。前緣沖刷坑易引發(fā)溯源侵蝕，導(dǎo)致護(hù)坦底部被侵蝕掏空。護(hù)坦失效后，溯源侵蝕加劇，壩基底部易被侵蝕、掏蝕，壩體穩(wěn)定性降低，最終導(dǎo)致壩體損壞。

6 結(jié)論

通過調(diào)查分析汶川震區(qū)206座攔擋壩損壞形式及影響因素，得出以下結(jié)論：

（1）汶川大地震后災(zāi)區(qū)泥石流規(guī)模龐大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，混凝土中、高攔擋壩工程治理效果顯著。

（2）震區(qū)攔擋壩主要以混凝土壩及漿砌石壩為主，壩高以5～15 m居多，壩型以攔砂壩、谷坊壩、格柵壩及樁林壩為主。

（3）震區(qū)攔擋壩損毀主要表現(xiàn)為掏蝕破壞、滲透侵蝕破壞及大塊石沖擊破壞，損毀部位主要為壩基、護(hù)坦。

（4）泥石流、洪水過壩跌水造成護(hù)坦沖刷、損毀，導(dǎo)致壩基懸空、傾覆、潰壩等，是攔擋壩結(jié)構(gòu)破壞的主要原因；壩下滲透、潛蝕造成壩下不均勻沉降及沉降過大致壩體開裂變形是攔擋壩結(jié)構(gòu)破壞的另一重要原因。

針對(duì)目前泥石流攔擋工程損毀特征及形成機(jī)制提出以下建議：

（1）結(jié)合泥石流溝道特征復(fù)雜多樣及震區(qū)泥石流爆發(fā)規(guī)模大的特點(diǎn)，可采取不同壩高及壩型相互結(jié)合，以達(dá)到最佳攔擋效果。區(qū)內(nèi)“寬緩型”溝道，縱坡較小，可采用大庫(kù)容混凝土高壩。當(dāng)泥石流規(guī)模大或庫(kù)容不足時(shí)，可采用梳齒壩或樁林壩攔粗排細(xì)，以緩解庫(kù)容不足問題。“窄陡型”溝道，溝道窄小，縱坡大，不宜采用高壩，可采用谷坊壩群和中低攔砂壩群，既護(hù)床固坡，亦具一定攔擋效果，或采用格柵壩，使沙石分離，減小泥石流的危害。

（2）對(duì)于持力層多為碎石土層的溝道，夯實(shí)地基，中高壩采用樁基礎(chǔ)，防止因滲透侵蝕導(dǎo)致失穩(wěn)破壞。

（3）優(yōu)化護(hù)坦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適量加厚護(hù)坦，材料選用高強(qiáng)度砼，前緣垂裙加深，防止前緣及兩側(cè)沖刷掏蝕。

（4）攔擋壩泄水孔設(shè)計(jì)尺寸應(yīng)合理優(yōu)化，減少泥沙堵塞，防止壩體前后因過大水力梯度而發(fā)生滲透侵蝕破壞。

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收稿日期：2022-07-21；修回日期：2022-10-12

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFC1505401）

作者簡(jiǎn)介：第一作者，林樂華（1997— ），男，碩士研究生，E-mail： 1109564515@qq.com；通信作者，張友誼（1980— ），男，博士，副教授，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害防治，E-mail：youyzh@126.com