浅谈泥石流对工程的影响

关键词：泥石流   形成条件  防治措施

一、引言

泥石流是一种突然暴发的含有大量泥砂、石块等固、液体两相混合介质的特殊洪流，呈黏性层流或稀性紊流。泥石流常常具有突然暴发、来势凶猛、运动快速、历时短暂之特点,并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用,其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。近年来,我国泥石流有渐趋加重的趋势。鉴于泥石流的严重危害性,了解泥石流的形成条件及其防治措施是有必要的。

2010年8月7日22时许，甘南藏族自治州舟曲县突降强降雨，县城北面的罗家峪、三眼峪泥石流下泄，由北向南冲向县城，造成沿河房屋被冲毁，泥石流阻断白龙江、形成了堰塞湖。截至28日，山洪泥石流灾害造成1463人遇难，失踪302人，已解救1243人。此次特大山洪地质灾害灾情之大，伤亡人数之多、损失之严重在甘肃乃至全国也都是少见的。下面让我来进一步了解泥石流，

二、泥石流的形成条件

    1、地质条件

　　(1)构造:地质构造复杂,断层皱褶发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区,一般对泥石流的形成有利。由于这些因素导致地表岩层破碎、滑坡、崩塌、错落等不良地质现象发育,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。

　　(2)岩性:结构疏松软弱、易于风化、节理发育的岩层,或软硬相间成层的岩层易遭受破坏,碎屑物质来源丰富。

    2、地形条件

　　(1)山高沟深,地势陡峻,沟床纵坡大,流域的形状便于水流的汇集。

　　(2)上游形成区的地形多为三面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔,周围山高坡陡,山体破碎,植被生长不良。这样的地形有利于水和碎屑物质的集中。

　　(3)中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡大,使泥石流得以迅猛直泻。

　　(4)下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使碎屑物质有堆积的场所。

　　3、水文气象条件

　　(1)水是泥石流的组成部分,又是搬运介质的基本动力。泥石流的形成与短时间内突然的大量流水密切相关。突然大量来水有:①强度较大的暴雨;②冰川、积雪的强烈消融;③冲川湖、高山湖、水库等的突然溃决。

　　(2)水的作用:浸润饱和山坡松散物质的侧蚀掏挖作用产生滑坡、崩塌等,增加了物质来源。

  　4、人类活动的影响

人为滥伐山林,造成山坡水土流失;开山采矿、采石弃渣堆积等,往往提供大量物质来源。开挖隧道时破坏地下的地质平衡条件时等,也会形成泥石流。

上述条件概括起来为：

    （1）流域内有丰富的固体物质补给来源；

　　（2）有陡峭的地形和较大的沟床纵坡；

    （3）流域的中、上流有强大的暴雨或冰雪强烈消融等形成充沛水源。此三者缺一便不能形成泥石流。

三、泥石流的危害

     2010年8月13日夜间至14日凌晨，汶川突降暴雨，多个乡镇多处发生泥石流，造成国道213线汶川段多处阻断——这是汶川地震后，“震中生命线”第5次中断。截至15日，共有13人因灾死亡、59人失踪，受强降雨影响，都汶高速映秀段侧山体突发泥石流，岷江改道冲进映秀镇，还有上面所说的舟曲泥石流灾害，这些种种都说明了泥石流的危害之大。下面笼统的概括下：

　  1、由于泥石流中泥、沙、石块等土粒物质含量高,流体浓稠,粘性强,因而致使泥石流具有结构性、惯性强、搬运力大、破坏力强和分选性差等特征。

　　2、根据泥石流规模、性质、地形条件和受害对象不同,泥石流危害表现为多种形式,主要有:①淤埋。在泥石流活动区内的平缓地带,泥石流停止运动,大量泥沙淤埋各种目标。泥石流规模愈大,淤埋愈严重。②冲刷。泥石流发生和流通区域内,大量坡面土体和沟床泥沙被带走,山坡土层被冲刷减薄甚至被剥光,成为难以利用的荒坡;河床被冲刷,岸坡垮塌,使沿岸设施、交通和水利工程等遭破坏。③撞击。快速运动的泥石流,尤其是其中的巨石具有很大的动能,能撞毁桥梁、堤坝、房屋、车辆、电杆等与之遭遇的固定设施和活动目标。④堵塞。泥石流堵塞自身流路或汇入的主河,形成堵塞坝,上游水位增高,使沿河两岸各种目标遭淹没;一旦堵塞坝溃决,又形成大规模泥石流或洪水,对下游造成危害。⑤漫流改道。泥石流中的固体物质堵塞其流路,造成漫流改道,冲毁或淹没下游各种设施。⑥磨蚀。泥石流含有大量泥沙,在运动中对各种保护目标及其防治工程的表面造成严重的磨蚀。⑦弯道超高与爬高。高重度泥石流运动的直进性很强,在弯道处流动或遇阻时其超高或爬高的能力大,有时甚至能爬脊越岸淤埋各种目标。⑧挤压主河道。泥石流冲出的大量泥砂使堆积扇不断扩大,形成通航河道的险滩,有碍通航,并将主河逼向对岸,使对岸遭受严重冲刷,造成山坡失稳,危害各种目标,而且由于流路改变,使沿岸各种设施遭受危害。

四、泥石流的防治措施【1】

　　1、防治原则

　　泥石流是一种较大规模的自然灾害,其形成原因是自然界多种因素作用的结果,因素比较复杂,根治极为困难。因此对泥石流的防治应遵循以下原则:以防为主,防治结合,避强制弱,重点治理;沟谷的上、中、下游全面规划,山、水、林、田综合治理;工程方案应中小结合,以小为主,因地制宜,就地取材。

　  2、预防措施

　　禁止在流域内进行滥砍滥伐,保护植被。严禁在坡度大于25°的地区进行垦荒种地。在山坡上修建工程时,要保持边坡的稳定,并且对施工的弃土、弃渣采取水保措施,不能人为造成水土流失、崩滑等固体物质来源。

　　3、生物措施

　　在城区后山流域的水源区,采用封山护林育草,涵养水源,以减少暴雨径流,保持水土。在泥石流形成区,通过营造不同类型的森林,保护、发展灌木林和草本植被,提高地表覆盖率,辅以冲沟沟头防护,沟内建生物谷坊群,坡地改梯地,陡坡地退耕还林,发展水平埝地,打地边埂,修集水沟、排水沟等农业土壤改良措施,建立较为完善的山地农业工程与泥石流生物防御体系,既保障农业生产,又改善山区生态环境,提高防治区的经济效益(发展用材林、薪炭林、经济林等)。通过有计划、有措施的组织活动,变泥石流防治工作为群众的自觉行动,进行长期治理。

4、工程措施

    泥石流防治的工程措施是在泥石流的形成、流通和堆积区内，相应采集蓄水、引水工程，拦挡、支护工程，排导、引渡工程，停淤工程及改土护坡工程等措施，以控制泥石流的发生与危害。

  （1）防护工程：针对泥石流地区的桥梁、隧道、路基、泥石流集中的山区变迁河流的沿河线路或其他重要工程设施，采用护坡、挡墙、顺坝和丁坝等措施，作一定的防护。

  （2）排导工程：其目的是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。主要包括导流堤、急流槽和束流堤三种类型。

  （3）拦挡工程：它是用以控制组成泥石流的固体物质和雨洪径流，削弱泥石流的流量、下泄总量和能量，减少泥石流对下游建设工程的冲刷、撞击和淤积等危害的工程设施。

  （4）此外，在泥石流地区，一些工程设施还可以采取下列两种措施防御泥石流的危害：

       跨越工程：是指修建桥梁、涵洞等。

       穿过工程：穿过工程师指修建隧道、明洞等，从泥石流下方穿过，泥石流在其上方排泄。

    5、危险度区划和预测预报措施

　　泥石流的预防和治理措施开展泥石流危险度区划和预测预报,在泥石流易发山区划分出危险区与安全区,避开在危险区建设;建立泥石流预警站(点),开展监测和预警工作;危险地段设置警示牌,提醒过往行人、车辆注意安全;建立反应快速、机动灵活、保障有力的救灾抢险系统,泥石流灾害发生后及时开展紧急救援。

五、结束语        

   泥石流作为一种自然地质灾害，虽然我们不可能完全阻此它的发生，但我们可以预防它的发生，同时应该加大在预测这一块的投入。

参考文献

   【1】戴文亭， 土木工程地质， 武汉，华中科技大学出版社，2008.