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[摘 要]承德地区地处燕山山脉中段，此区地貌以中低山为主，小型沟谷发育，遇强降雨易形成小型泥石流，对下游居民生命财产造成威胁。本文以滦平县湖门村北沟泥石流灾害治理工程设计为例，作为该地区此类小型泥石流的一个缩影，提出此类泥石流灾害治理工程的设计思路，该设计减少了工程投资，取得了良好的经济效益和社会效益。
[关键词]泥石流 治理 拦砂坝 截洪沟 社会效益 经济效益
中图分类号：[TV144] 文献标识码：TV 文章编号：1009―914X（2013）22―0484―01
1、引言
2012年7月21日暴雨后，滦平县付营子乡湖门村北沟沟谷内农田被洪水夹带碎石土掩埋，并在湖门村北沟北边形成堆积，该泥石流沟对下游10户45口人造成了严重的威胁。该区泥石流主要物源为上游沟底松散堆积物及沟谷内梯田陡坎干砌石，堆积物主要为碎石及砂砾，成分以花岗岩为主，块石粒径最大可达1m。该区在“河北省承德市地质灾害分布与易发程度分区”位于崩塌、滑坡、泥石流中易发区（B?3），且近几年来均有不同程度的泥石流发生。为此，为保障下游人民的生命财产安全，进行泥石流灾害治理意义重大。
2、自然地理及水文、地质概况
2.1 地形地貌
治理区位于燕山山脉中段，区内地势北高南低，两侧山体坡度30～40°，沟谷断面呈“V”型，山顶岩石局部裸露，大部分覆盖第四系残坡积层，沟谷两侧植被较发育，植被覆盖率可达60%，其地貌属低山侵蚀切割沟谷地貌，沟长约275m，谷底平均坡度约24.3%。
2.2水文条件
治理区三面环山，和周围山谷无水力联系，水文地质条件相对简单，区内汇水面积约0.024km2。沟谷内地表水主要为春季融雪水及夏季季节偶发性洪水，沟谷内地表水最终汇入沟谷下游处一自北向南的季节性河流，最终汇入滦河；治理区内地下水主要受大气降水补给，其水位补给区域与径流区域基本一致，为沟谷的汇水面积；地下水径流方向与地表水几乎一致，沿沟谷向下游流动；地下水通过地下径流的方式向下游排泄。
2.3 地质条件
区内主要出露地层为：
中生代白垩世斑状花岗岩（πγ ）：主要分布于沟谷北侧，肉红色，粒状结构，块状构造，岩体多呈土状及碎粒状，风化裂隙很发育。
新生界第四系全新统（Q4al+pl）：主要分布于沟谷谷底及两侧山体，该层主要由耕植土和碎石土组成，一般厚50-80cm。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），本区地震动峰值加速度0.05g，抗震设防烈度为6度。距离场地较近的控制性深大断裂为尚义—平泉断裂，拟建场地附近无活动性断裂。根据查询中国地震台网数据管理系统（CSNDMC），本区近代未发生原发性地震，本区为区域地壳较稳定区。
3、治理工程设计概述
3.1 洪水计算
根据泥石流灾害防治主体工程设计标准，该治理区防治工程安全等级为四级，本次泥石流治理工程按10年一遇见（P=10%）设计，按照50年一遇（P=2%）进行校核。该治理区流域汇水面积0.024km2，沟道长度275.0m，平均纵比降24.3%。洪水流量根据《承德水文图集》（1989年），按合理化公式计算进行计算，计算结果见下表。
3.2 泥石设计思路
根据调查，治理区沟谷内为轻度易发泥石流沟，通过对沟谷内松散物质堆放量的估算，以下对治理区泥石流性状作简要分析：
据经验公式，泥石流流体容重
γc=9.8/（1-0.0334AIc0.39）
式中A—坍方程度系数，取A=0.7，
Ic—沟谷平均坡度，‰，取Ic=243
算出γc=12.25（KN/m3）。
由此计算出泥石流流体水石比（体积比）为5.06：1，根据雨洪发算出泥石流量大流量约为2.33m3/s。
计算可知，泥石流流速小，在适当位置设置重力式拦砂坝后，坝后泥砂呈低速淤积状，流体冲击力极小；治理区内汇水面积较小，在两侧山体适当位置设置截洪沟，将区内降水引至村外季节性河流中，可以从根本上减少泥石流的发生的概率。
3.3 拦砂坝设计
拟建拦砂坝，位于沟谷下游，坝基平均标高526.0m，坝顶标高531.0m，设计库容844.9m3。基岩为肉红色斑状花岗岩，岩石坚硬完整，结构致密，粒状结构，块状构造。坝址两侧山体分布残坡积层，厚度约0.8m。
拟建拦砂坝为重力式挡墙，坝高5.0m，坝顶宽1.2m，坝底宽4.0m。以中风化基岩为地基持力层，采用天然地基，迎水面坡比1：0.51，背水面坡比1：0.05，基底坡比0.16：1。坝体采用M10.0浆砌块石砌筑，采用坐浆法施工，石材强度等级不应低于MU30（石料就地取材），水泥应采用不低于42.5普通硅酸盐水泥。拦砂坝基础嵌入中风化基岩，两侧墙体嵌入中风化基岩。拦砂坝上设方形形泄水孔，泄水孔尺寸0.3m×0.3m，泄水孔横向孔间距为2m，纵向孔间距1.5m，泄水孔按坡比5%向外倾。经计算，拦砂坝稳定性满足规程要求。
3.4 截洪沟设计
在两侧山体设置截洪沟，截洪沟汇入下游排洪沟。截洪沟均采用M10.0浆砌石，开工后应清除地表杂土，以原始土层为地基持力层，如遇软弱下卧层，采用换填法处理，基础埋深不小于1.5m。排洪沟顶部及内侧采用M10.0水泥砂浆抹面，抹面厚度不小于2cm。截洪沟断面形式为矩形，深0.8米，宽0.7米，侧壁厚度0.5米，底板厚度0.5米。
排洪沟全长281.0米，穿越公路段采用钢筋砼暗管过渡，其它有碍通行或有安全隐患地段渠道顶部应加设钢筋砼盖板。经计算设计断面能满足排水过流要求。
4、经济效益与社会效益
4.1 经济效益评价
本次采用工程治理措施推荐方案所投入的资金约 30万元，该治理工程防灾经济效益明显，具有较大防灾经济效益。同时，在工程治理后，环境得到改善，对加快地区经济发展将十分有利，经济效益是十分明显的。
4.2 社会效益评价
该治理工程项目实施后，将对泥石流沟威胁的10户45口人的生命财产及下游公路上的过往行人及车辆安全带来保障，促进社会和谐发展，该项目有着长远的社会效益、经济效益。
5、结论
由于沟谷汇水面积较小，通过拦砂坝、截洪沟的组合，减少了汇水面积，从根本上降低了泥石流发生的概率，达到了“治本”的目的。攔砂坝的建立，可以对可能发生的泥石流起到保护作用。该治理方案对于此类山区小型沟谷泥石流具有较强的代表性。
参考文献
[1] 张建良，车志强，等.河南卢氏县罗家沟泥石流灾害评价[J].中国地质灾害与防治学报，2013，24（1）：7-17.
[2] 河北省水文总站承德分站.承德水文图集[R].1989
[3] DZ/T 0220-2006.泥石流灾害防治工程勘察规范[S]. DZ/T 0220-2006
[关键词]泥石流 治理 拦砂坝 截洪沟 社会效益 经济效益
中图分类号：[TV144] 文献标识码：TV 文章编号：1009―914X（2013）22―0484―01
1、引言
2012年7月21日暴雨后，滦平县付营子乡湖门村北沟沟谷内农田被洪水夹带碎石土掩埋，并在湖门村北沟北边形成堆积，该泥石流沟对下游10户45口人造成了严重的威胁。该区泥石流主要物源为上游沟底松散堆积物及沟谷内梯田陡坎干砌石，堆积物主要为碎石及砂砾，成分以花岗岩为主，块石粒径最大可达1m。该区在“河北省承德市地质灾害分布与易发程度分区”位于崩塌、滑坡、泥石流中易发区（B?3），且近几年来均有不同程度的泥石流发生。为此，为保障下游人民的生命财产安全，进行泥石流灾害治理意义重大。
2、自然地理及水文、地质概况
2.1 地形地貌
治理区位于燕山山脉中段，区内地势北高南低，两侧山体坡度30～40°，沟谷断面呈“V”型，山顶岩石局部裸露，大部分覆盖第四系残坡积层，沟谷两侧植被较发育，植被覆盖率可达60%，其地貌属低山侵蚀切割沟谷地貌，沟长约275m，谷底平均坡度约24.3%。
2.2水文条件
治理区三面环山，和周围山谷无水力联系，水文地质条件相对简单，区内汇水面积约0.024km2。沟谷内地表水主要为春季融雪水及夏季季节偶发性洪水，沟谷内地表水最终汇入沟谷下游处一自北向南的季节性河流，最终汇入滦河；治理区内地下水主要受大气降水补给，其水位补给区域与径流区域基本一致，为沟谷的汇水面积；地下水径流方向与地表水几乎一致，沿沟谷向下游流动；地下水通过地下径流的方式向下游排泄。
2.3 地质条件
区内主要出露地层为：
中生代白垩世斑状花岗岩（πγ ）：主要分布于沟谷北侧，肉红色，粒状结构，块状构造，岩体多呈土状及碎粒状，风化裂隙很发育。
新生界第四系全新统（Q4al+pl）：主要分布于沟谷谷底及两侧山体，该层主要由耕植土和碎石土组成，一般厚50-80cm。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），本区地震动峰值加速度0.05g，抗震设防烈度为6度。距离场地较近的控制性深大断裂为尚义—平泉断裂，拟建场地附近无活动性断裂。根据查询中国地震台网数据管理系统（CSNDMC），本区近代未发生原发性地震，本区为区域地壳较稳定区。
3、治理工程设计概述
3.1 洪水计算
根据泥石流灾害防治主体工程设计标准，该治理区防治工程安全等级为四级，本次泥石流治理工程按10年一遇见（P=10%）设计，按照50年一遇（P=2%）进行校核。该治理区流域汇水面积0.024km2，沟道长度275.0m，平均纵比降24.3%。洪水流量根据《承德水文图集》（1989年），按合理化公式计算进行计算，计算结果见下表。
3.2 泥石设计思路
根据调查，治理区沟谷内为轻度易发泥石流沟，通过对沟谷内松散物质堆放量的估算，以下对治理区泥石流性状作简要分析：
据经验公式，泥石流流体容重
γc=9.8/（1-0.0334AIc0.39）
式中A—坍方程度系数，取A=0.7，
Ic—沟谷平均坡度，‰，取Ic=243
算出γc=12.25（KN/m3）。
由此计算出泥石流流体水石比（体积比）为5.06：1，根据雨洪发算出泥石流量大流量约为2.33m3/s。
计算可知，泥石流流速小，在适当位置设置重力式拦砂坝后，坝后泥砂呈低速淤积状，流体冲击力极小；治理区内汇水面积较小，在两侧山体适当位置设置截洪沟，将区内降水引至村外季节性河流中，可以从根本上减少泥石流的发生的概率。
3.3 拦砂坝设计
拟建拦砂坝，位于沟谷下游，坝基平均标高526.0m，坝顶标高531.0m，设计库容844.9m3。基岩为肉红色斑状花岗岩，岩石坚硬完整，结构致密，粒状结构，块状构造。坝址两侧山体分布残坡积层，厚度约0.8m。
拟建拦砂坝为重力式挡墙，坝高5.0m，坝顶宽1.2m，坝底宽4.0m。以中风化基岩为地基持力层，采用天然地基，迎水面坡比1：0.51，背水面坡比1：0.05，基底坡比0.16：1。坝体采用M10.0浆砌块石砌筑，采用坐浆法施工，石材强度等级不应低于MU30（石料就地取材），水泥应采用不低于42.5普通硅酸盐水泥。拦砂坝基础嵌入中风化基岩，两侧墙体嵌入中风化基岩。拦砂坝上设方形形泄水孔，泄水孔尺寸0.3m×0.3m，泄水孔横向孔间距为2m，纵向孔间距1.5m，泄水孔按坡比5%向外倾。经计算，拦砂坝稳定性满足规程要求。
3.4 截洪沟设计
在两侧山体设置截洪沟，截洪沟汇入下游排洪沟。截洪沟均采用M10.0浆砌石，开工后应清除地表杂土，以原始土层为地基持力层，如遇软弱下卧层，采用换填法处理，基础埋深不小于1.5m。排洪沟顶部及内侧采用M10.0水泥砂浆抹面，抹面厚度不小于2cm。截洪沟断面形式为矩形，深0.8米，宽0.7米，侧壁厚度0.5米，底板厚度0.5米。
排洪沟全长281.0米，穿越公路段采用钢筋砼暗管过渡，其它有碍通行或有安全隐患地段渠道顶部应加设钢筋砼盖板。经计算设计断面能满足排水过流要求。
4、经济效益与社会效益
4.1 经济效益评价
本次采用工程治理措施推荐方案所投入的资金约 30万元，该治理工程防灾经济效益明显，具有较大防灾经济效益。同时，在工程治理后，环境得到改善，对加快地区经济发展将十分有利，经济效益是十分明显的。
4.2 社会效益评价
该治理工程项目实施后，将对泥石流沟威胁的10户45口人的生命财产及下游公路上的过往行人及车辆安全带来保障，促进社会和谐发展，该项目有着长远的社会效益、经济效益。
5、结论
由于沟谷汇水面积较小，通过拦砂坝、截洪沟的组合，减少了汇水面积，从根本上降低了泥石流发生的概率，达到了“治本”的目的。攔砂坝的建立，可以对可能发生的泥石流起到保护作用。该治理方案对于此类山区小型沟谷泥石流具有较强的代表性。
参考文献
[1] 张建良，车志强，等.河南卢氏县罗家沟泥石流灾害评价[J].中国地质灾害与防治学报，2013，24（1）：7-17.
[2] 河北省水文总站承德分站.承德水文图集[R].1989
[3] DZ/T 0220-2006.泥石流灾害防治工程勘察规范[S]. DZ/T 0220-2006