四川雅砻江某泥石流沟基本特征及防治措施

杨延昭

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

现场调查并归纳出泥石流的发育特征工作的开展对后期泥石流动力学计算起着重要的指导作用，也是泥石流勘查及设计工作的基础。现场主要应对泥石流各区发育特征，特别是应对泥石流的三大形成条件(地形、物源及降雨)进行详尽描述。目前，治理泥石流的工程措施主要为“固源”“拦挡”“排导”“防护”等几种，设计时应结合不同的泥石流沟的自身特点，通过方案比选以给出最佳方案。论文研究成果对类似泥石流的勘查及设计具有重要的借鉴意义。

1 泥石流沟基本特征

该沟整个流域面积170．062 km2，主沟纵长为26．12 km，纵坡坡降为97．06‰，属高山区沟谷型泥石流。据现场踏勘调查，沟谷切割较深，且有多条支沟。据分析，早期该沟时常有泥石流发生，松散物源绝大部分来自各支沟流域内的崩坡积(局部滑坡堆积)和坡残积堆积，尤其是附近公路的修建所产生的大量弃碴是泥石流频发的重要原因。

1．1 泥石流形成区特征

1．1．1 汇水地形

从地形特征上看，沟源区呈典型的高山环抱山间盆地，呈“撮箕型”或“漏斗状”，“U型谷”谷段坡度多在30°～50°，总体上构成良好的地表汇水条件，其汇水面积为147．889 km2，汇水面积占整个流域面积的86．96%，因此完全满足泥石流形成所需的地形条件。

1．1．2 泥石流物源

上游区松散物源主要为早期泥石流堆积、坡残积和沟源崩塌堆积碎石土，这些物质一般表现为固结好、密实程度高等性状，稳定性较好，且总体方量占整个流域的比例较小，一般情况下不易构成泥石流物源;下游区松散物源主要为近期泥石流堆积、电站导流明渠和公路修建形成的弃碴及不稳定路堑边坡坍滑、坡残积以及沟源附近崩塌堆积碎石土，这些物质表现为固结差、密实程度低、无胶结等性状，因而稳定性也较差，且总体方量占整个流域的比例大，是构成近期泥石流频发的主要物源。

1．1．3 降雨条件

流域地处青藏高原东侧边缘地带，属中高山亚热带季风气候，全年平均降水量1 000．4 mm，每年5月～10月为降雨汛期且多为暴雨，总降雨量约占全年的90%以上，历史资料显示，极端气候下日最大降雨量达135．7 mm。

1．2 泥石流流通区特征

流通区总体形态为沟谷“宽—窄”交替为主，地形上表现为“V型谷”和“U型谷”相间出现。其中，“V型谷”宽度在30 m～50 m左右，主要分布于沟口和流域中部，“U型谷”谷宽多在80 m～120 m，主要分布在流域中下部和沟源段。整体上，不管是“V型谷”还是“U型谷”，沟道均较为顺直通畅且粗糙不平，跌水较少。

1．3 泥石流堆积区特征

堆积区总体呈扇状，长约1．0 km，堆积扇前缘宽近1 000 m，堆积物厚度4m～8m，个别地段堆积物厚度可达10m。颗粒总体特征以碎、块、漂石和砂砾石堆积为主，碎、块石所占比例可达80%～90%。物质成分以砂岩、页岩、灰岩及玄武岩等碎块石为主。据现场颗分试验结果，颗粒粒径变化范围大，最大直径约1．2 m～2 m的漂砾，小到粘粒(但含量极少)，但未见粘稠浆体的堆积特征。

2 泥石流防治工程措施建议

参考相关文献［3］［4］并结合工程实践，一般来说，针对泥石流的防治措施主要归结为三大类:1)工程措施:包括沟谷流域物源区的固源工程(如挡土墙、抗滑桩等)、流域中上游的拦挡工程(如拦碴坝)、流域中下游的排导工程(如排导槽、导流堤等);2)生物措施:在斜坡地带进行培育草种、植树造林等防止水土流失，以减少泥石流物源;3)综合整治措施:即采取上述工程措施和生物措施中某几种措施综合治理，以达到整治泥石流的目的。

方案1:“沟槽排导”方案:充分利用原泥石流的自然沟道，在堵塞峡口以下沟道处采用“U型”排导槽，结合沟道两侧矩形断面，并保证在沟道断面与超高安全的前提下封顶以涵洞方式通过。其优点在于:1)利用原有沟道，顺应泥石流流向，不改变泥石流走向，技术上最为合理，也是目前泥石流工程治理最常用和较为成熟的处理措施;2)施工难度小，实际工作量相对较小;3)既排导了泥石流对拟建堆碴场地的淤埋、掏刷影响，又可使堆碴场地得到合理使用。缺点在于:1)受沟口地形条件所限，排导槽纵坡坡降受到限制，不能到达更高的坡降值(如达到10%)，在一定程度上影响泥石流快速排放效果，可能会构成局部淤积;2)由于沟槽排导利用现有河道，占用了部分拟建堆碴场地，使堆碴量减小;3)对沟底及护岸挡墙墙基要求较高。

方案2:“格栅坝+拦挡坝+隧洞排导”方案:在堵塞峡口处设置70 m高拦挡坝一座，同时在沟床中段两处各设30 m高的格栅坝一座，在上述工程基础上，在峡口拦挡坝以上左岸一定部位拟建排导隧洞。其优点在于:1)通过两级格栅坝和一级拦挡坝，总计可拦挡约250万m3，可堆积按5年一遇泥石流规模共10次左右，同时考虑到三级拦挡(格栅)坝修建后，库内堆积体经淤积可压固坡脚，减缓沟床纵坡，防止沟床的掏刷，以及沟源植被的恢复等作用;2)通过该综合工程处理措施，可使沟口直接作为堆碴场，可堆填大量弃碴。缺点在于:1)在国内相关泥石流工程处理措施中，从未见过使用隧洞排导，采用该方案存在极大风险;2)受沟口地形条件所限，隧洞排导纵坡坡降受到很大限制，在隧洞进、出口位置上很难满足达到至少大于10%的坡降值;3)工程量巨大，工程造价明显偏大;4)尽管三级拦截坝可拦截大量大漂石，但其隐患也很明显，因为一旦某一级拦截坝因堆积物源太多，而承受不了发生溃坝，就会引发更大规模的泥石流。

综合上述分析与比较，无论从技术可行性，还是从经济合理性上看，显然“沟槽排导”方案(方案1)要明显优于“格栅坝+拦挡坝+隧洞排导”方案(方案2)，建议设计上采用方案1对该泥石流沟进行工程处理，同时在沟域内继续实施土地整治工程，防止水土流失。

3 结语

1)泥石流沟属高山区沟谷型泥石流，由于近年来沟域内修建电站及公路而进行的大量边坡开挖，而形成了极为丰富的松散物源，在降雨条件下易爆发泥石流。2)整个流域面积170．062 km2，主沟纵长为26．12 km，纵坡坡降为97．06‰，整个流域松散物源总量预计4 934．65万m3，沟道整体较为顺直，从沟口至沟源，河道宽度变化为“窄—宽—窄—宽”的特点(以“V”型和“U”型沟谷相间为主)，切割深度则呈“深—浅—深—浅”的变化特点。3)通过方案比选，建议采用“沟槽排导”方案(方案1)，同时在沟域内继续实施土地整治工程(退耕还林)，并采用生物措施(植物护坡等)综合治理。

［1］陈洪凯，唐红梅．公路泥石流研究及治理［M］．北京:人民交通出版社，2004．

［2］唐 川，李为乐，丁 军，等．汶川震区映秀镇“8·14”特大泥石流灾害调查［J］．中国地质大学学报，2011，36(1):172-180．

［3］沈寿长，谭炳炎．泥石流防治理论与实践［M］．成都:西南交通大学出版社，1991．

［4］崔 鹏，庄建琦，陈兴长，等．汶川地震区震后泥石流活动特征与防治对策［J］．四川大学学报(工程科学版)，2010，42(5):10-19．

［5］崔 鹏，杨 坤，陈 杰．前期降雨对泥石流形成的贡献——以蒋家沟泥石流形成为例［J］．中国水土保持科学，2003，1(1):11-15．

［6］康志成，李焯芬，马蔼乃，等．中国泥石流研究［M］．北京:科学出版社，2004．