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摘 要:近几年来,泥石流地质灾害带来人民群众的负面影响非常大,在有些重大泥石流灾害中,还会威胁到人民群众的生命健康。所以,无论是对地质环境的研究和分析,还是对于地质灾害的防御,都需要对其进行较为深入和全面的研究,有助于为后期可能发生的泥石流地质灾害提供较多较完善的对策。本文就我国的地质环境进行具体的分析和研究,提出具有针对性泥石流地质灾害的防治策略。
关键词:地质灾害;泥石流;危害;防治措
1 地质灾害现状
综观王千庄峪整个区域,容易诱发地质灾害的主要因素当属潜在泥石流的各种存在物。按照泥石流体生成的主要物质组成划分,本区域范围泥石流属于水石(渣)型。
1.1 地形地貌条件
本研究区域地势总体险峻,东西地形高差较大;所有沟谷均呈“V”型,可谓沟壑纵横,沟与沟连环相扣。由于沟谷相间,高差较大,因而单沟流程普遍较短。研究区属低山区,海拔在1098m~1888m之间。区内地势东高西低,相对高差大。从本区域整体水系情况来看,水系大多呈树枝状,并以北方季风性气候为特征,春冬少雨,夏秋多雨,均属季节性沟河。区域主要沟谷全长1.5km,流域面积约为1.69km2。本区域总体地貌特征表現为:坡度比大,坡面陡峻;沟谷相连,但沟谷深而狭窄,沟床坡比降为12.5%。典型的北方黄土地貌为泥石流的活动提供了天时地利的优越条件。再从流域地貌特征上进行分析,上游地区地势开阔,汇水面积比较集中,构成了泥石流的主要形成区;中部地段坡大沟多,但沟谷普遍深而狭窄,形成了泥石的快速流径流区;下游地段地势总体宽阔平坦,既是泥石流的主要堆积区,也是最终导致泥石流地质灾害的主要区域。根据以往调查统计,发生在不同地区的泥石流地质灾害,尤其是坡面泥石流地质灾害,几乎相似坡度大多数都在40°以上的阴坡陡峭地段,其他地形地段则很少发生发育泥石流。
1.2 泥石流主要物源与特征
本研究区域泥石流的主要物源,绝大多数为天然固体物源,固体物源构成主要包括:区域内裸露的石炭系碎屑岩地层,山坡上覆盖的零星黄土,以及堆积在坡下厚度不等的残积物。由于天长地久,四季风化,碎屑岩大多呈现软硬相间,岩体也不同程度地松动剥离,产生大量碎石岩块,不均匀覆盖在基岩之上,遇到较大雨水降临,极易被面流冲刷和大面积带走。靠近边坡陡岸的堆积物,受洪水淘蚀,极易形成崩塌,再次增加了泥石流的固体物源,构成了泥石流的主要携带物。研究区沟谷山坡较陡,多处基岩出露,基岩主要由砂岩、砂质泥岩组成,基岩软硬相间,表层岩体节理裂隙发育,风化强烈,使岩层碎裂呈大小不同块体,甚至呈松散结构,为泥石流的形成提供了额外的物源。
1.3 降雨条件
水是泥石流的重要组成部分,同时又是搬运介质的主要动力。本区域属暖温带季风型气候,降雨量主要集中在每年的6—9月份。据统计,区域汛期每年几乎都有,最大汛期降雨量为全年降雨量的3倍以上。该区域位于山区,而山区降雨量明显高于邻近的平川。时常表现出短历时暴雨频率高、长历时暴雨频率低的特点。暴雨时大时缓,地表径流也暴涨暴落,这为泥石流的形成提供了极为有利的水动力条件,发生泥石流的频率大大增强。
2 治理方案
依据本区域自然地理环境、地形地貌条件、气候气象条件、岩石碎块特征、松散堆积物症状等情况,从引发泥石流的主要灾害性质出发,我们制定了以下综合治理方案和措施,以预防泥石流地质灾害的发生。
2.1 拦挡工程
2.1.1崩塌治理措施
该崩塌体由泥岩和砂岩互层组成,稳定性较差,所处地势陡峻,其危岩体不及时治理,崩积物将堵塞沟道,影响沟道行洪,极易引发泥石流灾害。(1)清除危岩体。对于崩塌体上的危岩体进行清除,清理方量为3000m3。(2)重力式挡墙。在坡脚修建重力式挡墙,挡墙高度为4m,基础埋深1.5m,墙面坡比1∶0.2,墙背坡比1∶0.4,墙顶宽0.7m,墙底宽度2.70m,墙体布设一排泄水孔。研究需修建挡墙长70m。(3)碎落台。为了保障流域内排导工程、交通工程及建筑物的安全,在重力式挡墙后设1碎落台。碎落台宽度为1.5m,由浆砌石砌筑。(4)排水工程。在重力式挡墙后设浆砌石排水沟,排水沟总长度70m。
2.1.2松散堆积物治理
造成本研究区域泥石流生成的主要物源是松散堆积物,大多分布在沟道两侧。对于这些物源,我们采取以固源工程为主,着力对松散堆积物进行清理与压实。治理项目主要内容如下:清理松散堆积物,并对周边土地进行平整。对于沟道两侧的松散堆积物整治,需要结合排导工程统一进行。
2.2 排导工程
沿王千庄峪沟底两侧设置排导工程,采用浆砌块石结构工程进行排导。排导工程总长约为3400m,其中上游沟道排导工程长约2600m,下游沟道排导工程长约800m。为了比较完全地排泄坡面汇流,施工过程中还需要在排导工程内侧设立浆砌石排水沟,排水沟采用浆砌石矩形断面形式,基准宽30cm,深为30cm,壁厚30cm。挡墙结构均采用重力式浆砌石挡墙,挡墙总高度为3.5m。开挖基坑后在底部换填20cm碎石垫层,人工夯实。墙体布设泄水孔,孔眼尺寸为50mm圆孔,墙背入口处设反滤砂包,出口离地面距离约60cm。
3 预期效益分析
按照上述方案全面系统地治理王千庄峪泥石流地质灾害后,将会在社会和环境方面产生极好效益,不仅可以消除泥石流等地质灾害隐患,保证人民生命财产安全,而且研究方案实施后,可短期吸收与转移大量富余劳动力,增强农业自我消化能力,并为劳动力的转移提供较为广泛的就业机会,形成新的劳动市场,对促进浑源县社会和谐、环境改善、经济持续健康发展具有十分重要的意义。
4 结论
从施工工艺、施工场地条件、资金以及对环境破坏等方面综合分析,该方案实施的风险小,技术成熟,施工难度低,效益有保障,是一项技术上可行、经济上合理,值得早投资、早产出、长受益的地质灾害治理研究方案。该项目实施后,预期社会效益显著、环境效益突出,是综合效益指数较高的科学投资项目。该项目不仅能够消除地质灾害隐患,解决好浑源县的总体生态环境,而且可以促进该地区经济可持续发展,是一项事关居民切身利益、造福人民的宏伟工程。
参考文献
[1]地质灾害工程防治勘察规范 DB50/143-2003
[2]马宗晋.中国灾害研究丛书[M].长沙:湖南人民出版社,1998
[3]李克.地质灾害[M].西安:未来出版社,2005
作者简介:
郑情(1990-),女,汉族,本科,中级讲师,研究方向为岩土工程
关键词:地质灾害;泥石流;危害;防治措
1 地质灾害现状
综观王千庄峪整个区域,容易诱发地质灾害的主要因素当属潜在泥石流的各种存在物。按照泥石流体生成的主要物质组成划分,本区域范围泥石流属于水石(渣)型。
1.1 地形地貌条件
本研究区域地势总体险峻,东西地形高差较大;所有沟谷均呈“V”型,可谓沟壑纵横,沟与沟连环相扣。由于沟谷相间,高差较大,因而单沟流程普遍较短。研究区属低山区,海拔在1098m~1888m之间。区内地势东高西低,相对高差大。从本区域整体水系情况来看,水系大多呈树枝状,并以北方季风性气候为特征,春冬少雨,夏秋多雨,均属季节性沟河。区域主要沟谷全长1.5km,流域面积约为1.69km2。本区域总体地貌特征表現为:坡度比大,坡面陡峻;沟谷相连,但沟谷深而狭窄,沟床坡比降为12.5%。典型的北方黄土地貌为泥石流的活动提供了天时地利的优越条件。再从流域地貌特征上进行分析,上游地区地势开阔,汇水面积比较集中,构成了泥石流的主要形成区;中部地段坡大沟多,但沟谷普遍深而狭窄,形成了泥石的快速流径流区;下游地段地势总体宽阔平坦,既是泥石流的主要堆积区,也是最终导致泥石流地质灾害的主要区域。根据以往调查统计,发生在不同地区的泥石流地质灾害,尤其是坡面泥石流地质灾害,几乎相似坡度大多数都在40°以上的阴坡陡峭地段,其他地形地段则很少发生发育泥石流。
1.2 泥石流主要物源与特征
本研究区域泥石流的主要物源,绝大多数为天然固体物源,固体物源构成主要包括:区域内裸露的石炭系碎屑岩地层,山坡上覆盖的零星黄土,以及堆积在坡下厚度不等的残积物。由于天长地久,四季风化,碎屑岩大多呈现软硬相间,岩体也不同程度地松动剥离,产生大量碎石岩块,不均匀覆盖在基岩之上,遇到较大雨水降临,极易被面流冲刷和大面积带走。靠近边坡陡岸的堆积物,受洪水淘蚀,极易形成崩塌,再次增加了泥石流的固体物源,构成了泥石流的主要携带物。研究区沟谷山坡较陡,多处基岩出露,基岩主要由砂岩、砂质泥岩组成,基岩软硬相间,表层岩体节理裂隙发育,风化强烈,使岩层碎裂呈大小不同块体,甚至呈松散结构,为泥石流的形成提供了额外的物源。
1.3 降雨条件
水是泥石流的重要组成部分,同时又是搬运介质的主要动力。本区域属暖温带季风型气候,降雨量主要集中在每年的6—9月份。据统计,区域汛期每年几乎都有,最大汛期降雨量为全年降雨量的3倍以上。该区域位于山区,而山区降雨量明显高于邻近的平川。时常表现出短历时暴雨频率高、长历时暴雨频率低的特点。暴雨时大时缓,地表径流也暴涨暴落,这为泥石流的形成提供了极为有利的水动力条件,发生泥石流的频率大大增强。
2 治理方案
依据本区域自然地理环境、地形地貌条件、气候气象条件、岩石碎块特征、松散堆积物症状等情况,从引发泥石流的主要灾害性质出发,我们制定了以下综合治理方案和措施,以预防泥石流地质灾害的发生。
2.1 拦挡工程
2.1.1崩塌治理措施
该崩塌体由泥岩和砂岩互层组成,稳定性较差,所处地势陡峻,其危岩体不及时治理,崩积物将堵塞沟道,影响沟道行洪,极易引发泥石流灾害。(1)清除危岩体。对于崩塌体上的危岩体进行清除,清理方量为3000m3。(2)重力式挡墙。在坡脚修建重力式挡墙,挡墙高度为4m,基础埋深1.5m,墙面坡比1∶0.2,墙背坡比1∶0.4,墙顶宽0.7m,墙底宽度2.70m,墙体布设一排泄水孔。研究需修建挡墙长70m。(3)碎落台。为了保障流域内排导工程、交通工程及建筑物的安全,在重力式挡墙后设1碎落台。碎落台宽度为1.5m,由浆砌石砌筑。(4)排水工程。在重力式挡墙后设浆砌石排水沟,排水沟总长度70m。
2.1.2松散堆积物治理
造成本研究区域泥石流生成的主要物源是松散堆积物,大多分布在沟道两侧。对于这些物源,我们采取以固源工程为主,着力对松散堆积物进行清理与压实。治理项目主要内容如下:清理松散堆积物,并对周边土地进行平整。对于沟道两侧的松散堆积物整治,需要结合排导工程统一进行。
2.2 排导工程
沿王千庄峪沟底两侧设置排导工程,采用浆砌块石结构工程进行排导。排导工程总长约为3400m,其中上游沟道排导工程长约2600m,下游沟道排导工程长约800m。为了比较完全地排泄坡面汇流,施工过程中还需要在排导工程内侧设立浆砌石排水沟,排水沟采用浆砌石矩形断面形式,基准宽30cm,深为30cm,壁厚30cm。挡墙结构均采用重力式浆砌石挡墙,挡墙总高度为3.5m。开挖基坑后在底部换填20cm碎石垫层,人工夯实。墙体布设泄水孔,孔眼尺寸为50mm圆孔,墙背入口处设反滤砂包,出口离地面距离约60cm。
3 预期效益分析
按照上述方案全面系统地治理王千庄峪泥石流地质灾害后,将会在社会和环境方面产生极好效益,不仅可以消除泥石流等地质灾害隐患,保证人民生命财产安全,而且研究方案实施后,可短期吸收与转移大量富余劳动力,增强农业自我消化能力,并为劳动力的转移提供较为广泛的就业机会,形成新的劳动市场,对促进浑源县社会和谐、环境改善、经济持续健康发展具有十分重要的意义。
4 结论
从施工工艺、施工场地条件、资金以及对环境破坏等方面综合分析,该方案实施的风险小,技术成熟,施工难度低,效益有保障,是一项技术上可行、经济上合理,值得早投资、早产出、长受益的地质灾害治理研究方案。该项目实施后,预期社会效益显著、环境效益突出,是综合效益指数较高的科学投资项目。该项目不仅能够消除地质灾害隐患,解决好浑源县的总体生态环境,而且可以促进该地区经济可持续发展,是一项事关居民切身利益、造福人民的宏伟工程。
参考文献
[1]地质灾害工程防治勘察规范 DB50/143-2003
[2]马宗晋.中国灾害研究丛书[M].长沙:湖南人民出版社,1998
[3]李克.地质灾害[M].西安:未来出版社,2005
作者简介:
郑情(1990-),女,汉族,本科,中级讲师,研究方向为岩土工程