低频泥石流对西南山区交通干线的危害与防治——以汶马高速理县段为例

以汶马高速为例,分析低频泥石流对工程的危害及防治技术,提出了西南山区重大交通干线低频泥石流的防治模式。根据遥感解译和野外调查,获取研究区降雨、物源、地形数据,同时计算获取泥石流基本参数。研究表明:低频泥石流存在对汶马高速横穿堆积区路线的冲刷、堵塞危害;对桥梁跨沟路线的掏蚀、撞击危害;对出山口下穿隧道路线的侵蚀下切危害。其防治模式为:(1)横穿堆积区方案,修筑满足尺寸的排导槽、格栅坝、涵洞;(2)桥梁跨沟方案,橡胶柱面防护及桥墩前部修筑导流堤;(3)出山口下穿隧道方案,工程上部修筑泥石流谷坊群工程,下游修筑排导槽。汶马高速低频泥石流的防治模式对西南山区重大交通干线的建设运营具有一定的指导意义。     

干热河谷区泥石流活动特征及对交通干线的危害——以峨汉高速为例

干热河谷区泥石流活动可能性高,对重大交通干线沿线工程存在严重的威胁。根据野外调查,结合遥感解译,采用泥石流运动参数常用计算方法,探讨了峨汉高速段泥石流的活动特性,以及泥石流对峨汉高速的危害及防治模式。研究显示:(1)峨汉高速所在的干热河谷区地形条件复杂,高差大,满足泥石流形成的势能条件;降雨集中且丰富,干热条件加剧了泥石流的形成;该段娃娃沟、板洋沟、大旋沟三条沟物源总量分别为690.98万,160.39万,150.19万m~3,有效动储量分别为131.63万,31.48万,22.02万m~3,为泥石流的形成提供了丰富的松散堆积物质。(2)区域泥石流流速快,3条沟最大流速达5.85 m/s;流量较大,最大为娃娃沟,其100 a一遇、50 a一遇泥石流峰值流量分别为545.64,401.52 m~3/s;泥石流大石块冲击力大,最大达到1 797.01k N。(3)区域泥石流对峨汉高速的危害表现为泥石流对桥墩的冲刷、掏蚀及大石块撞击的危害;其防治措施为加宽桥梁桥墩跨沟宽度、修筑排导工程、进行坡面及柱面防护。     

桥墩冲刷对岸坡稳定的影响及防护工程设计

在河道中建造桥墩,会引起桥墩附近水流状态发生很大变化,致使河床产生一般冲刷和局部冲刷,进而影响桥墩附近岸坡的稳定,并有可能对河势的稳定产生不利影响。分析了在安徽省长江河道上建设桥梁后岸坡冲刷及对其稳定的影响。指出桥梁设计单位应重视桥墩冲刷影响岸坡稳定的问题,并应采取适当的防护措施。比较了几种岸坡防护工程型式后,提出了针对桥墩冲刷影响岸坡稳定进行防护工程设计的要点。      

稀性泥石流对路基沟岸侵蚀机理分析

泥石流是最主要的公路水毁类型,国家每年因此造成的直接经济损失巨大,尤其是山区公路沿河线,易于冲击沟岸,对岸坡进行侵蚀,造成路基坍塌。文章从泥石流两相流理论出发,将稀性泥石流划分为固液两相流,分别对液相及固相对路基沟岸侵蚀破坏机理进行分析。从而提出常用的路基防护及加固方式,固底及护岸工程,针对两种方式提出各自使用范围及条件,为路基防护提供参考。     

大桥沟岸坡防护治理设计方案研究

大桥沟为官地水电站下游,属雅砻江左岸一级支流。本文通过对大桥沟泥石流及周边概况的调查研究及分析,提出应急处理方案以满足安全度汛需要,并根据保护对象通过多方案论证提出了永久防护方案,经济、合理、有效地规避了泥石流可能对工程带来的危害,以供同行参考。     

四川彭州龙门山镇8·18泥石流灾害特征与成灾模式分析

2012年8月18日,四川彭州龙门山镇白水河上游暴发大型泥石流灾害,境内发生泥石流60余处,20条沟谷型泥石流沿白水河两岸成不对称分布,右岸泥石流破坏尤为严重.泥石流细颗粒含量低于2%,容重1.74~1.91g/cm3,流速6.9~12.6m/s,流量360~1274m3/s,具有群发性、高容重、过渡性、高速、大流量和暴雨—滑坡—泥石流—堰塞湖—溃决洪水灾链过程等特点.泥石流通过冲刷破坏、淤埋破坏、淤埋与损毁路基等方式直接造成损失,溃决洪水、河床上升增大受灾范围,加重了灾害损失.对震后泥石流危险性认识不足、灾后重建工程选址不当,防治工程标准偏低、损毁严重为造成重大损失的主要原因.研究区泥石流长期处于活跃期,建议通过强化泥石流活动趋势分析与预测、加强重点沟谷泥石流风险评价、注重灾链与河床升高效应进行科学选址、依据震后特点进行泥石流防治、尽快重建滑坡断道路段、提高防灾减灾意识与技能等措施减轻泥石流灾害.     

大型水利枢纽泄洪雾化原型观测研究

大型水利枢纽,尤其采用挑流消能工的高坝工程,在泄洪时产生的雾化降雨强度远超自然降雨,由此对枢纽正常运行、泄洪区交通安全、周围环境等均构成危害。对金沙江下游溪洛渡水电站大坝深孔泄洪时雾化影响范围、降雨强度分布、气象特性等进行了重点观测研究。结果表明:溪洛渡水电站深孔泄洪雾化降雨强度分布呈现局部降雨强度大、降雨强度沿纵向及岸坡方向递减速度快的特点;观测工况下最大降雨强度达4 704 mm/h;观测时段自然风速未超过3.5 m/s条件下,泄洪区最大风速达16.3 m/s;自然气压为0 kPa、空气湿度为85%左右时,最大气压约为96 kPa,空气湿度为100%。观测成果一方面可对溪洛渡水电站岸坡防护设计进行验证,并为以后类似工程的岸坡防护设计提供参考,另一方面可为其他研究手段的完善提供丰富详实数据,具有重要价值。     

震区山洪泥石流野外监测与侵蚀产沙研究

震区山洪泥石流频发严重已引起国内外的广泛关注,进行山洪泥石流野外监测,研究其发育和演化特征,对保障灾区公共安全和进行防灾减灾管理具有重要意义.本文以汶川地震震中莲花芯沟为研究区,选择不同类型的坡面泥石流和沟道泥石流,在坡面、沟道和典型小流域建立山洪泥石流野外观测站点,采用现代测绘和三维激光扫描技术,利用大地测量、GPS、3D激光扫描系统和高分辨率遥感影像等手段,进行了不同降雨条件下的山洪泥石流坡面、沟道、断面和小流域地表形变监测,构建高精度DEM,研究了坡面泥石流和沟道泥石流的侵蚀、发育和演化特征,分析了泥石流的变形破坏、冲淤变化和演化规律.研究结果表明:(1)震后4年山洪泥石流灾害日趋频繁且仍处于快速发育阶段,采用现代测绘和3S技术可以进行山洪泥石流灾害野外监测与侵蚀产沙定量分析;(2)沟道上游山洪泥石流活动强烈,具有大冲大淤特征,总体上以冲刷侵蚀为主,其断面中部下切侵蚀速率为3.98m/a,两侧坡体呈现左淤右冲特征,一场泥石流最大冲刷下切深度达5m;(3)沟道中游总体上仍呈现冲刷侵蚀,但强度减弱,断面中部侵蚀速率为1.23m/a;(4)沟道下游防治工程修建前呈现较强的冲刷下切侵蚀、平均冲刷深度达1.7m,修建谷坊后拦蓄停淤作用明显,沟道总体呈现淤积,淤积速率为2.05m/a;(5)自然状态下研究区一场山洪泥石流冲出物质量约1.6万m3、平均冲刷深度为0.23m/a,谷坊等防治工程修建后具有较好地稳沟固坡作用,山洪泥石流则表现为较强的淤积特征,一场山洪泥石流产沙淤积量为1.7万m3.研究结果可以为山洪泥石流灾害的综合研究提供数据支持,同时也可为灾区公路泥石流防治工程设计、监测预警和风险管理提供科学依据.     

以两河口瓦支沟为例探讨泥石流防护处理设计新思路

本文针对已进行沟水处理的泥石流沟进行防护设计处理,结合西南高山峡谷区两河口水电站建设中的泥石流防护设计案例,从泥石流沟的地质特点着手,对防护设计对象中的交通道路、施工临建生活区、巨形渣场等布置进行分析,着重对防护设计思路、标准、方案等项目的合理性、安全性和经济性进行分析和探讨。利用现有沟水处理工程改建,提出了设坝停淤泥石流和多孔进水塔水石分离的思路,提出水电工程设计不同类型泥石流防护设计的标准化体系,为其他工程提供借鉴。     

复合生态岸坡技术在崩塌型中高岸坡加固中的应用

水库库区崩塌型中高岸坡对水库安全运行与环境均有较大影响。因为水库库区水体较大,中高岸坡山体较高,采取常规工程措施处理不仅费用较高,而且技术难度也相对较大。对于这类岸坡防护一般采用底部阻滑挡土墙进行被动型安全防护,但对活动性较强的表层崩塌岸坡,阻滑挡土墙防护效果并不理想。经常是工程运行几年后,崩塌的破碎体越过挡土墙形成新的坡积体,仍然影响水库运行安全与周围环境。本文提出一种采用主动防护型复合生态岸坡技术,较好解决了水库库区中高崩塌型岸坡的防护问题。     

基于Voellmy模型的哀牢山地区滑坡泥石流灾害运动过程数值模拟

我国西南山区滑坡泥石流灾害常发,滑坡泥石流灾害体运移堆积的范围是开展区域地质灾害危险性评价的重要指标之一。以云南省哀牢山地区水塘镇芭蕉树滑坡泥石流灾害为研究对象,利用Voellmy流体运动模型进行灾害体运移堆积全过程数值模拟反分析,获取数值模拟模型参数。利用反分析得到的模型参数建立与芭蕉树滑坡泥石流所处地质环境条件相似的戛洒镇南恩小学滑坡数值模型,进行滑坡泥石流灾害运移堆积过程模拟分析,模拟结果与野外地质灾害危险性评估结论符合程度较高。     

天津蓟县泥石流区域预报模型

为了对天津蓟县泥石流区域进行预报,以天津蓟县部分乡镇作为研究区域,并进行网格自动划分,得到了网格的节点-单元-通道信息。通过分析泥石流形成条件选取了泥石流发生频率、24 h雨量、1 h雨量、地质岩性、平均坡度、植被覆盖类型、人口密度7个危险因子,并应用模糊赋权法计算各个危险因子权重,从而建立了泥石流区域预报模型,最后根据计算出的各个网格危险等级对2012年在蓟县双安地区发生的泥石流进行了模拟。结果表明:北部山区泥石流危险度R_d在0.4~0.8之间,属于中度、高度危度险区,双安泥石流灾害点处于高度危险区内,模拟结果与实际情况一致。由此可见该模型具有一定可靠性,可以用于天津蓟县北部山区泥石流的预报。     

西南山区泥石流灾害与厄尔尼诺-拉尼娜事件时空耦合关系分析

研究在厄尔尼诺-拉尼娜事件的影响下西南山区泥石流灾害的时空分布特征,将有助于为泥石流灾害的预测预报提供基础指导。根据统计数据,结合GIS空间分析技术,研究西南山区泥石流灾害事件与厄尔尼诺-拉尼娜事件的时空耦合关系。研究结果显示:厄尔尼诺-拉尼娜事件年西南山区泥石流灾害暴发频率在时间上总体呈增加趋势,且拉尼娜年发生频次多于厄尔尼诺年;厄尔尼诺-拉尼娜事件年西南山区泥石流灾害暴发在空间分布上主要集中于藏东南山区、横断山区、滇东北、贵州西部、贵州西南部、滇西北、大渡河及雅砻江流域等地区;厄尔尼诺-拉尼娜年西南山区泥石流灾害点的降雨量总体上大于多年平均降雨量。西南山区泥石流灾害事件与厄尔尼诺-拉尼娜事件存在明显的关联性,研究两者关系特征,将有助于对西南山区泥石流灾害进行多方位、准确合理的预测预报。     

白龙江中游泥石流拦砂坝防治效果分析

为研究白龙江中游地区泥石流拦砂坝的防治效果,通过野外调查和实验分析,对该地区泥石流拦砂坝的运行现状以及拦砂坝对泥石流的调控效果进行了分析。结果表明:①该地区部分泥石流沟泥石流防治情况严峻,多条泥石流沟存在拦蓄库容不足、拦砂坝坝体破坏严重等问题;②通过对该地区拦砂坝上游泥石流回淤坡度的调查,拦砂坝有较好的回淤缓坡功能,并建立起该地区泥石流回淤坡度的经验公式,即I=(0.4~0.85)I₀;③通过对泥石流堆积物的颗粒组成进行实验分析,建立泥石流堆积物的平均粒径比、计算重度比来表征拦砂坝对泥石流的调控效果,拦砂坝对泥石流有较好的分选效果,但其拦排临界粒径尚难以准确确定,且其对泥石流堆积物的重度调节作用并不显著。最后,结合该地区拦砂坝出现的一些工程问题,提出了一些防治建议。研究成果可为该地区泥石流治理工程的修建提供一定的参考。     

典型地震扰动区泥石流堆积体工程特性及其启动机制

地震扰动区内的高山峡谷地区,斜坡易发生崩塌、滑坡,堆积在坡面或沟谷内。雨水入渗导致堆积土体饱和度增加,强度衰减,继而诱发泥石流启动。都汶公路沿线和甘肃舟曲泥石流沟汇水区松散堆积体的物理力学特性试验结果表明,两组泥石流土体细粒含量少,均为宽级配不均匀粉土质砾石土。当舟曲泥石流堆积土含水率增至15%~18%时,都汶土含水率增至12%~15%时,土体黏聚力骤减,暗示土体强度丧失存在临界含水率,这一特定含水率可作为泥石流启动的临界含水率。进一步统计分析表明,泥石流发生前1h的临界降雨量与临界含水率密切相关,利用二者的相关性拟合,可反推泥石流发生的临界降雨量,为地震扰动区泥石流灾害的防治预警提供科学依据。     

泥石流柔性防护系统破坏原因分析与设计对策

泥石流柔性防护系统对于中小型泥石流有很好的防治效果,但在实际工程中很容易发生破坏。为研究泥石流柔性防护系统破坏原因,介绍了泥石流柔性防护系统的构成与优势、破坏原理、破坏形式,并针对四川省道217某段公路改建工程的泥石流柔性防护工程,分析了系统的设计、构件、基础等方面的问题,得出主要破坏原因是设计不合理,未完全按照定型化设计,基础发生破坏,构件发生破坏。同时对泥石流柔性防护工程的设计提出了一些建议,以期提高其拦截能力。     

隧洞区域断层带洞内泥石流处理技术

【摘要】隧洞区域断层带发生泥石流是洞控过程中难以处理的技术难题。本文结合工程实例，系统介绍了不同泥石流的处理方法，对一些措施的可行性进行了探讨。     

雅砻江中游卡拉地区泥石流危险性区划

以雅砻江中游卡拉地区为研究区,根据泥石流形成条件,基于GIS平台选取坡度、岩性、崩滑坡点密度、地质构造缓冲区及归一化植被指数等5个泥石流危险性评价因子,采用AHP法确定其权重,结合信息量法完成了研究区泥石流灾害危险性区划。结果表明:在极低度危险区内泥石流沟面积仅占危险等级面积的3.71%,而中度危险及以上的区域包含的泥石流沟面积占研究区泥石流沟总面积的75.24%,与实际泥石流发育规律相一致,说明在泥石流危险性区划中,运用AHP-信息量法并结合GIS的空间分析功能的定量评价方法具有较高的可信度。