G212 线(漳县境内)泥石流的特征及防治

2010-09-07 09:19魏晋攀
中国新技术新产品 2010年7期
关键词:漳县冲沟灰岩

魏晋攀

(甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司,甘肃 兰州 730030)

1 前言

泥石流的形成与地形、地质、水文、人类活动因素等有密切的关系。概括起来有三个方面。其一是流域内有丰富的松散固体物质;其二是地形陡峭且沟槽纵坡较大;其三是流域中上游有大量的降雨或渠道、水库的溃决等。中国是世界多泥石流国家,遭到泥石流不同程度危害的省、市、自治区达23个。泥石流危害人的生命,造成人员伤亡、毁坏房屋;危害公路、铁路和河道,中断交通;泥石流还危害农作物,淤埋农田,造成农业减产减收。

据统计,在我国的公路网中,以川藏、川滇、川陕、川甘等线路的泥石流灾害最严重,仅川藏公路沿线就有泥石流沟1000 余条,先后发生泥石流灾害400 余起,每年因泥石流灾害阻碍车辆行驶时间长达1-6个月[1]。

国道212 线会川至宕昌段是兰州至海口国道在甘肃省境内的重要路段,是全省中西部地区与南部各市、州、县联系的主要交通要道。2007年对旧路进行改建,线路大部分沿原G212线布设,并充分利用了原有桥涵构造物,进行截弯取直和加宽。漳县境内公路沿线构造发育,沟谷纵横,岩体破碎,在强降雨时容易形成泥石流。多处泥石流将公路掩埋,造成交通中断和人民生命财产损失。

2 工程地质条件

2.1 地形地貌及岩性特征

2.1.1 地形地貌

地形地貌是造成水土流失、形成泥石流的内在因素,是决定泥石流形成、运动和发展的重要因素之一,是制约泥石流固体物质输移速度和堆积快慢的基本条件。漳县地处陇西黄土高原与青藏高原过渡带,根据《公路自然区划标准》(JTJ003-86)本项目所属公路自然划划V1 区(秦岭山地湿润区)。地势由北西向南东呈驼峰形,海拔为2100-3100m,两峰为分水岭(海拔2900m)、木寨岭(海拔3100m),两峰间殪虎桥海拔2100m,地貌可划分为分水岭~木寨岭构造侵蚀中山、河谷地貌。

2.1.2 岩性特征

全区出露上泥盆统大草滩群砂岩、页岩、砂质泥岩;二迭系灰岩、板岩和碎屑岩类,岩层长期受构造运动及气候因素影响,岩石破碎,节理发育,为泥石流的发生、发展提供了丰富的固体物质。上部为第四系上更新统黄土,冲沟、河道及低级阶地分布第四系全新统卵砾石、碎块石,夹有少量粘土和砂土,土体孔隙度大裂隙发育,强度和稳定性差,易被冲蚀。由于风化及半风化的砂岩、砾岩、泥岩、板岩等具有一定的软化性能,浸水后抗蚀强度明显降低,灰岩节理裂隙明显,风化基岩呈碎块状;雨水渗入风化基岩裂隙,对岩石加剧了进一步破坏作用,导致冲沟两侧沟壁产生滑坡、崩塌,最后由于暴雨冲淘,滑坡、崩塌体转化为泥石流。

2.2 气候特征

漳县地处青藏高原边缘,为北亚热带、温带、高原三种气候的过渡地带,高寒阴湿,地表植被覆盖较好。各地年平均降水量的地理分布特点是:东北部最少(一般都在500 毫米以内),并随海拔高度的增高,向西、向南雨量增多。

漳县四季降水分配不均匀,夏季最多,春秋季次之,降水相近,冬季最少。夏季平均降水量在240.6~306.4 毫米,是全年降水量最多的季节,占年降水量的47~48%。各月降水量分布极不均匀。降水量主要集中在5~9月份,占年降水量的68~80%,各地降水量峰值均出现在8月份。泥石流多形成于降水量集中的月份,常常为夏季暴雨或连续降雨使冲沟内松散固体混合物失去稳定状态,混入沟内洪水,形成泥石流。

2.3 人类活动影响

漳县境内多为中山、河谷地貌,可用于农耕的土地有限,当地居民破坏山区原有草被,以开辟农田,再加上过度的放牧,生态平衡遭到破坏,坡面岩石裸露,水蚀、风蚀严重,近年来当地政府大力提倡“退耕还林”,保护了草场和林区,在一定程度上对泥石流的发展规模起到了遏制作用。

3 泥石流特征分析

漳县境内G212 线沿线泥石流冲沟分布较多(图1,2),各泥石流冲沟地质特征大致相同,该区域泥石流属高频率泥石流,每年均发生,每次都阻断公路。本文以K59+160~K59+280 处泥石流沟为例加以说明。K59+160~K59+280 处泥石流沟位于公路右侧(图3),路线从泥石流扇中部通过。该泥石流扇扇长约60m,坡度约3 °,沟口巨石约 150×120×100cm,岩性为灰岩,公路开挖形成泥石流扇路堑高度3-4m。

泥石流沟口为灰岩隘口,从沟口进沟约250m,沟平面呈U 型,沟底灰岩裸露,两边岩体陡峭,岩性为10-30m 厚的碎石土,在约100m处测得洪水印痕3.5×5m,110m-120 处谷坡崩塌堵塞沟道,150m 处量得灰岩产状345 °/71 °,走向与沟向近同,水流将灰岩中所夹页岩切蚀形成沟底。从250m-500m 为V 型谷,沟底未见基岩,两坡碎石土多处滑塌。500m-800m 沟底基岩裸露,沟左岸为灰岩陡崖,右坡为碎石土。800 m-1200m 沟谷宽阔,谷坡平缓约20-30 °,坡上灌木丛密布。1200m 处沟分两叉,北沟顺直,长约500m,两坡及沟脑多被开垦成耕地,未见滑塌现象;南沟曲折,长度约1km,碎石土滑塌不多见,两沟脑山体全为厚层灰岩,倾角>70 °[2]。可知泥石流形成主要为前800m 沟谷两岸早先洪坡积的碎石土(宽度约30-50m,厚度20-30m)岸坡被上游汇聚的大洪水侧蚀产生滑塌而形成。此沟汇水面积较大,物质来源丰富,泥石流对公路危害严重。

国道212 线漳县境内通过泥石流活动具有如下特征:①岩体稳定性差,岩石破碎,崩塌、滑坡发育,为泥石流提供了充分的固体物质;②地形起伏剧烈,沟谷发育,沟床及山坡坡度大,为泥石流蓄积了巨大的势能;③人类长耕牧活动,使天然植被遭到严重破坏,造成严重水土流失,促进了泥石流发展;④暴雨频繁,激发泥石流活动。

4 防治建议

由于该段公路路线不能移线,根据路线通过的泥石流特点,建议采用以下几点措施进行泥石流防治:①排泄量小的泥石流修建导流堤或在沟谷中上游修建拦挡坝;②对于地形满足渡槽设计纵坡及行车净空要求的修筑渡槽;③路线通过洪积扇区建议采用桥梁形式通过,采用合理的跨度及形式[3]。

通过采取各种相应的防治措施,对漳县境内路线通过泥石流区域的公路通行状况起到较大的改观,保障了公路通行安全,保护了人民生命财产安全。

[1]http://ks.cn.yahoo.com/question/13061112165 47.html

[2]甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司.G212 线会川~宕昌公路改建工程会川~岷县段两阶段施工图设计工程地质勘察报告.2007.

[3]公路路基设计规范(JTG D30-2004).

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