巖土工程勘察第八章泥石流

第三節(jié)泥石流一概述二泥石流形成條件及分類(lèi)三泥石流的勘察及場(chǎng)地評(píng)價(jià)四泥石流防治

一概述1.什么是泥石流？泥石流(debrisflow，mudflow)是由于降水（暴雨、冰川、積雪融化水）產(chǎn)生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質(zhì)的特殊洪流，是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。2.泥石流的特點(diǎn)在一個(gè)地段上往往突然暴發(fā)，能量巨大，來(lái)勢(shì)兇猛，歷時(shí)短暫，且復(fù)發(fā)頻繁，因此破壞力強(qiáng)大。泥石流現(xiàn)象幾乎在世界上所有的山區(qū)都有可能發(fā)生，尤以最新隆起山系最為活躍，遍及全球50多個(gè)國(guó)家，如日本、美國(guó)、俄羅斯、奧地利等我國(guó)山區(qū)面積廣大，山地約占全國(guó)總面積的70%，又多處于季風(fēng)氣候區(qū)，降水集中，晚近代地殼運(yùn)動(dòng)劇烈、地震頻繁、地形陡峭而切割破碎，泥石流現(xiàn)象普遍云南新平縣泥石流（2002年8月14日）造成40人死亡,23人失蹤,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2.28億元

2003年7月11日被稱(chēng)為“美人谷”的四川省丹巴縣發(fā)生特大泥石流災(zāi)害，致使51人死亡和失蹤。9.24泥石流后的北川縣城汶川地震后的北川縣城9.24泥石流后的北川縣城造成沿河房屋被沖毀，泥石流阻斷白龍江、形成堰塞湖。舟曲縣內(nèi)三分之二區(qū)域被水淹沒(méi)。遇難1435人，失蹤330人我國(guó)泥石流分布

全國(guó)大部分地區(qū)都有泥石流分布。26個(gè)省(區(qū))分布有幾萬(wàn)條泥石流溝。大致以大興安嶺—燕山—太行山—巫山—雪峰山一線為界分為兩部分，西部的高原、高山、極高山是泥石流最發(fā)育、分布最集中、災(zāi)害頻繁而又嚴(yán)重的地區(qū)；東部的平原、低山、丘陵，除遼東南山地泥石流密集外，廣大地區(qū)泥石流分布零散，災(zāi)害較少。規(guī)模比較大的地區(qū)是西南、西北和中南地區(qū)。我國(guó)地貌第一、二級(jí)階梯，包括廣闊的高原、深切割的極高山、高山和中山區(qū)，是泥石流最發(fā)育最集中的地區(qū)，泥石流溝群常呈帶狀或片狀分布。其中成片的集中在青藏高原東南緣山地、四川盆地周邊，以及隴東-陜南、晉西、冀北等以及黃土高原東緣為主的地區(qū)。二

泥石流的形成條件和分類(lèi)1.形成條件（1）有利于貯集、運(yùn)動(dòng)和停淤的地形地貌條件；（2）有豐富的松散土石碎屑固體物質(zhì)來(lái)源；（3）短時(shí)間內(nèi)可提供充足的水源和適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)因素。2.工程分類(lèi)（1）定性指標(biāo)—根據(jù)泥石流的特征和流域特征劃分

高頻泥石流低頻泥石流泥石流特征劃分依據(jù)：發(fā)生周期、固體物質(zhì)來(lái)源、暴雨強(qiáng)度、形成的主要因素、泥石流的規(guī)模。泥石流流域劃分依據(jù)：分布區(qū)特征、溝谷和堆積區(qū)特征、泥石流溝床坡降比。地形條件地貌條件是形成泥石流的內(nèi)因和必要條件，制約著泥石流的形成和運(yùn)動(dòng)，影響泥石流的規(guī)模和特性。泥石流總是發(fā)生在陡峻的山岳地區(qū)，一般是順著縱坡降較大的狹窄溝谷活動(dòng)的，可以是干涸的嶂谷、沖溝，也可以是有水流的河谷。泥石流形成的地貌條件：主要是泥石流溝溝床比降、溝坡坡度、坡向、集水區(qū)面積和溝谷形態(tài)等每一處泥石流自成一個(gè)流域。典型的泥石流流域可劃分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)三個(gè)區(qū)段：（2）定量指標(biāo)在泥石流類(lèi)別的基礎(chǔ)上又劃分為三個(gè)亞類(lèi)：即破壞程度為嚴(yán)重、中等、輕微的泥石流。

流域面積；

固體物質(zhì)一次沖出量；

泥石流溝谷的爆發(fā)流量；

泥石流堆積區(qū)的面積。典型泥石流流域示意圖Ⅰ－泥石流形成區(qū)；Ⅱ－泥石流流通區(qū)；Ⅲ－泥石流堆積區(qū)；Ⅳ－泥石流堵塞河流形成的湖泊；1－峽谷；2－有水溝床；3－無(wú)水溝床；4－分區(qū)界線；5－流域界線地形條件(一)形成區(qū)多為三面環(huán)山、一面出口的寬闊地段，周?chē)狡露妇?，地形坡度多?0°～60°，溝床縱坡降可達(dá)30°以上。(二)流通區(qū)該區(qū)是泥石流搬運(yùn)通過(guò)的地段，多系狹窄而深切的峽谷或沖溝，谷壁陡峻而縱坡降較大，且多陡坎和跌水。當(dāng)縱坡陡而順直時(shí)，泥石流流途通暢，可直瀉下游，能量大。反之則易堵塞停積或改道，削弱能量。(三)堆積區(qū)一般位于出山口或山間盆地邊緣，地形坡度通常小于5°。由于地形豁然開(kāi)闊平坦，泥石流動(dòng)能急劇降低，最終停積下來(lái)，形成扇形、錐形或帶形堆積灘。我國(guó)易發(fā)育和形成泥石流的巖層主要有以下幾類(lèi)：(1)新生界地層：為固結(jié)較差的粘土巖類(lèi)和各種成因的松散堆積物，如西南成都粘土、昔格達(dá)粘土，西北地區(qū)的黃土及含鹽地層。(2)中生界陸相地層(特別是含膏鹽紅層)：此類(lèi)巖層巖石固結(jié)性差，抗剪強(qiáng)度低，易軟化和泥化，在干濕度變化下脹縮作用明顯，巖石表層崩解迅速，常形成較厚的碎屑層;該地層常含膏鹽，在水的長(zhǎng)期作用下，固結(jié)力會(huì)降低甚至失去;由于軟化性大，當(dāng)其處于邊坡位置，特別是當(dāng)產(chǎn)狀與坡向一致時(shí)，坡面易于失穩(wěn)，產(chǎn)生滑坡，成為泥石流的物質(zhì)補(bǔ)給來(lái)源。(3)煤系地層。該地層為砂泥質(zhì)巖系，粘土巖類(lèi)強(qiáng)度低，遇水易軟化。(4)含凝灰?guī)r夾層的玄武巖(5)變質(zhì)巖類(lèi)：此類(lèi)巖層時(shí)代古老，節(jié)理、裂隙發(fā)育，常有較厚的風(fēng)化帶，特別是在水浸作用下，其中變質(zhì)礦物如絹云母、綠泥石易重新分解為粘土礦物而發(fā)生泥化，極易產(chǎn)生滑坡，形成泥石流。(6)碳酸鹽巖層。該巖層具有可溶性，在石灰?guī)r分布地區(qū)只有機(jī)械風(fēng)化或寒凍風(fēng)化所形成的巖塊碎屑或經(jīng)淋溶殘積紅土，成為泥石流流域固體物質(zhì)補(bǔ)給源時(shí)，才有可能參與泥石流活動(dòng)。(7)強(qiáng)烈風(fēng)化的花崗巖?；◢弾r在炎熱多雨的氣候條件下，易形成深厚的風(fēng)化殼，厚度達(dá)到50-100米，強(qiáng)風(fēng)化帶厚5-30米，呈砂土狀，強(qiáng)度低，易于泥石流發(fā)育和形成。在高寒地區(qū)以寒凍風(fēng)化為主，巖體機(jī)械破碎，形成巖屑型風(fēng)化殼，也利于泥石流發(fā)育。1.泥石流勘察應(yīng)在可行性研究或初步勘察階段進(jìn)行，應(yīng)查明泥石流的形成條件和泥石流的類(lèi)型、規(guī)模、發(fā)育階段、活動(dòng)規(guī)律，并對(duì)工程場(chǎng)地做出適宜性評(píng)價(jià)，提出防治方案的建議。2.泥石流勘察應(yīng)以工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查為主，測(cè)繪范圍應(yīng)包括溝谷至分水嶺的全部地段和可能受泥石流影響的地段。3.當(dāng)需要對(duì)泥石流采取防治措施時(shí)，應(yīng)進(jìn)行勘探測(cè)試，進(jìn)一步查明泥石流堆積物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、厚度、固體物質(zhì)含量、最大粒徑、流速、流量、沖出量和淤積量。4.泥石流地區(qū)工程建設(shè)適宜性的評(píng)價(jià)。5.泥石流巖土工程勘察報(bào)告三泥石流勘察與場(chǎng)地評(píng)價(jià)泥石流系的工程隨地質(zhì)測(cè)欣繪⑴冰鄉(xiāng)豐雪融銀化和身暴雨斤強(qiáng)度鴉一次賓最大鳥(niǎo)降雨蛛量、鴨平均姑及最掃大流濟(jì)量、亭地下擱水活忙動(dòng)等挪情況臉；⑵地椒形地莊貌特踏征，散包括塘溝谷井的發(fā)薦育程堵度、透切割烤情況摘、坡監(jiān)度、謙彎曲石、粗愈糙程港度，券并劃顧分泥鏡石流壯的形否成區(qū)炭、流俗通區(qū)惠和堆嫩積區(qū)樂(lè)，圈艷繪整住個(gè)溝洽谷的蔥匯水就面積懂；⑶形鑰成區(qū)旱的水結(jié)源類(lèi)直型、唱水量敢、匯職水條磁件、說(shuō)山坡培坡度辭，巖氧層性帥質(zhì)和遣風(fēng)化肢程度宇；查未明斷背裂、扁滑坡汪、崩言塌、悉巖堆屆等不乞良地俘質(zhì)作智用的杜發(fā)育炊情況脫及可有能形傳成泥久石流慶固體臂物質(zhì)韻的分嫁布范止圍、駐儲(chǔ)量輩；⑷流通號(hào)區(qū)的溝迫床縱橫繡坡度、劍跌水、丟急彎等喜特征；匠查明溝白床兩側(cè)咱山坡坡鴨度、穩(wěn)腹定程度售、溝床狀的沖淤宇變化和甜泥石流醋的痕跡滅；⑸堆規(guī)積區(qū)絮的堆脹積扇陵分布互范圍植，表熱面形拼態(tài)，距縱坡錫，植擦被，鞠溝道爹變遷劃和沖斃淤情忠況；配查明針堆積照物的即性質(zhì)魂、層挖次、糊厚度擾、一辮般粒對(duì)徑和屈最大幼粒徑逢；判舊定堆娛積區(qū)立的形睜成歷赴史、籃堆積蝦速度數(shù)估算焦一次斥最大叉堆積臟量；(6)泥石展流溝谷的炒歷史，細(xì)歷次泥仁石流的陽(yáng)發(fā)生時(shí)鵲間、頻纖數(shù)、規(guī)悔模、形妥成過(guò)程肯、暴發(fā)輕前的降卡雨情況坦和暴發(fā)隆后產(chǎn)生粉的災(zāi)害負(fù)情況；⑺開(kāi)礦棄亮渣、修備路切坡御、砍伐換森林、碧陡坡開(kāi)隆荒和過(guò)帳度放牧獲等人類(lèi)儉活動(dòng)情圣況；⑻當(dāng)狂地防訂治泥寇石流學(xué)的經(jīng)辱驗(yàn)。泥石流火地區(qū)工陶程場(chǎng)地生適宜性鋒評(píng)價(jià)內(nèi)絮容⑴Ⅰ1類(lèi)和Ⅱ1類(lèi)泥石藝流溝谷隱不應(yīng)作霜為工程淘場(chǎng)地，評(píng)各類(lèi)線嚇路宜避姨開(kāi)；⑵Ⅰ2類(lèi)和Ⅱ2類(lèi)泥石臂流溝谷昨不宜作律為工程殲場(chǎng)地，彈當(dāng)必須女利用時(shí)盞應(yīng)采取困治理措耽施；線俱路應(yīng)避否免直穿睛堆積扇得，可在線溝口設(shè)慣橋(墩)通過(guò)不；⑶Ⅰ3類(lèi)和Ⅱ3類(lèi)泥缺石流認(rèn)溝谷蕉可利存用其烘堆積熔區(qū)作穗為工唇程場(chǎng)案地，度但應(yīng)鵝避開(kāi)膛溝口吵；線劣路可席在堆爆積扇我通過(guò)毛，可石分段嘴設(shè)橋棕和采靠取排起洪、播導(dǎo)流騰措施橡，不女宜改亂溝、蟻并溝拌；⑷當(dāng)涂上游委大量鎖棄渣企或進(jìn)它行工啊程建校設(shè)，測(cè)改變尺了原針有供故排平濱衡條耽件時(shí)載，應(yīng)敲重新快判定澤產(chǎn)生吼新的睬泥石霞流的救可能灑性。泥石沾流勘勉察報(bào)咬告內(nèi)連容⑴泥燈石流磨的地屬質(zhì)背奔景和貫形成嘴條件腎；⑵形敘成區(qū)澡、流垂通區(qū)塞、堆晃積區(qū)倒的分杏布和顧特征慌，繪惠制專(zhuān)柴門(mén)工肌程地錢(qián)質(zhì)圖繡；⑶劃的分泥嬸石流吧類(lèi)型牌，評(píng)平價(jià)其呀對(duì)工盒程建觀設(shè)的所適宜饒性；⑷泥石之流防治撓和監(jiān)測(cè)頭的建議頂。四黑泥商石流防治防治倍措施址：（1）生另物措進(jìn)施以坡面捧侵蝕遣及溝趟谷侵慰蝕為旺上的墓泥石稿流地李區(qū)、線應(yīng)以脆生物張措施賭為主阻、輔傘以工禿程措悅施；（2）工程措賓施在崩洽塌、百滑坡陶強(qiáng)烈穴活動(dòng)清的泥弦石流襯發(fā)生館（形布成）掃區(qū)，旗應(yīng)以纖工程燭措施匯為主喇，兼轟用生物措宣施；（3）全流與域綜動(dòng)合治山理在坡臘面侵史蝕和織重力綿侵蝕告兼有培的泥頌石流囑地區(qū)斜，則尤以綜程合治移理效寸果最其佳。生物措恥施措施：恢復(fù)植被和率合理耕牧。一般采用喬墻、灌、崗草等植象物進(jìn)行方科學(xué)地慌配置營(yíng)唯造，充哈分發(fā)揮其滯留逃降水，銹保持水伴土，調(diào)貴節(jié)徑流秩等功能滲，從而出達(dá)到預(yù)防和制療止泥吵石流俗發(fā)生宅或減共小泥恭石流欲規(guī)模狹，減苦輕其伍危害程度睬的目的。特點(diǎn)旱：具有應(yīng)用范顛圍廣，依投資省磁、風(fēng)險(xiǎn)稅小，能桃促進(jìn)生宴態(tài)平穩(wěn)鍋，改善騰自然環(huán)謀境條件鎖，具有份生產(chǎn)效靠益，以宿及防治割作用持蓮續(xù)時(shí)間卡長(zhǎng)的特礦點(diǎn)。生殲物措施頑初期效擔(dān)益一般赤不夠顯難著，需銅三五年販或更長(zhǎng)體一些時(shí)置間才可賠發(fā)揮明位顯作用。工程措衫施泥石流防治的凱工程措甘施是在紫泥石流貧的形成鴿、流通嚴(yán)、堆積越區(qū)內(nèi)，烘相應(yīng)采確取蓄水圣、引水狗工程，壺?cái)r擋、染支護(hù)工眠程，排務(wù)導(dǎo)、引碗渡工程澡，停淤似工程及立改土護(hù)家坡工程像等治理綠工程，傅以控制湯泥石流鴿的發(fā)生乳和危害?？缭焦こ淌侵讣逍藿ㄉ陿蛄簝?cè)、涵瘡洞從豈泥石務(wù)流上冠方凌糾空跨場(chǎng)越，旋讓泥君石流報(bào)在其濃下方功排泄。穿過(guò)工程是指銅修建倡隧道鍛、明關(guān)洞從擴(kuò)泥石授流下字方穿隸過(guò)，役泥石饒流在益其上藥方排缸泄。患這是漠通過(guò)售泥石追流地縣區(qū)的純又一肢種主省要工去程形制式。防護(hù)工程是指對(duì)賤泥石流擔(dān)地區(qū)的少橋梁、超隧道、貧路基，蘇泥石流月集中的團(tuán)山區(qū)變傷遷型河句流的沿驗(yàn)河線路啞或其他膨重要工飾程設(shè)施事，作一鴉定的防艙護(hù)建筑素物，用級(jí)以抵御旬或消除茫泥石流妖對(duì)主體博建筑物顧的沖刷破、沖擊屠、側(cè)蝕村和淤埋瞞等危害濱。防護(hù)性工程主退要有護(hù)份坡、擋抽墻、順裝壩和丁合壩等。排導(dǎo)工程的作用螺是改善庭泥石流各流勢(shì)，純?cè)龃髽虻苛旱冉碇锏某购槟軣?，使探泥石流著按設(shè)計(jì)園意圖順往利排泄醬。全流域謎綜合治掩理攔擋工命程是用繡以控故制組頑成泥安石流灣的固改體物酒質(zhì)和劉雨洪踏徑流誓，削討弱泥霸石流約的流架量、京下泄頓總量孟和能羽量，艦減少尤泥石廉流對(duì)芝下游拆經(jīng)濟(jì)飛建設(shè)封工程樂(lè)沖刷凱、撞妄擊和衡淤積額等危液害的詢(xún)工程忘設(shè)施中。泥石流的全流攔域綜合址治理，島目的是山按照泥朵石流的班基本性愈質(zhì)，采蒙用多種喇工程措逆施和生活物措施殲相結(jié)合請(qǐng)