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AG娱乐登录網在娃娃溝泥石流治理方案對比研究

時間:2016-08-07 10:28 作者:晟江AG娱乐登录網thepeellive.com 點擊:

【摘 要】本文以清平鄉娃娃溝泥石流為例,根據災害體變形破壞的特點、運動的機理和破壞模式,提出三種治理方案。治理思路均是以“穩坡固源+排導”為主,但三種方案區別主要在于針對崩滑體分別采用不同的穩坡固源、防沖揭底的治理措施。通過對技術可靠性、施工可行性、投資經濟等方面進行分析,得出“護腳墻+AG娱乐登录石籠+攔砂壩+谷坊壩+排導槽”的治理方案。
AG娱乐登录網在娃娃溝泥石流治理方案對比研究
引 言:
   我國古代人民就在泥石流防治方面積累了一定的經驗,當時采用的防治措施多是用木頭欄,扎木圈擋等。 自 60 年代起,中國科學院、 一些高等院校的水土保持和地學方向的專家、教授等開展了泥石流基本理論和災害防治的科學研究,并進行綜合治理試點。80 年代以來中國科學院成都山地災害與環境研究所的科研人員,運用系統概念的方法進行了泥石流防治理論與措施的研究,使泥石流由單一分散格局的單項治理,深入到全面、綜合、系統的流域治理。 由于泥石流的發生、發展與危害,都與特定的地理環境、地質、氣候條件和人類經濟活動的方式與程度有密切關系。 因此,泥石流防治必須是全面、統一、綜合系統治理,才可達到治理災害、改善環境的目的。 

1、工程概況:
   娃娃溝泥石流位于鹽井村 5 組,為綿遠河左岸支流。 汶川“5.12”特大地震在娃娃溝上游內誘發的崩塌 、滑坡的松散堆積物沿將溝谷堵塞填高, 堆積體厚度達 3~5m, 局部甚至達10m。 在 2010 年 8 月 13 日,由于清平地區普降大暴雨,致使娃娃溝爆發中型泥石流,沿溝而下的泥石流使清平鄉鹽井村 5 組的 2 幢房屋完全被毀,9 幢房屋及大約 300m 的公路被掩埋,直接經濟損失約 200 萬。 根據本次調查,本溝的后緣仍有大量松散物源,娃娃溝 20 年一遇的洪水峰值流量為 15.21m3/s,泥石流峰值流量為 58.17m3/s;一次泥石流總量為 8.14×104m3,一次固體物質總量為 4.74×104m3。 泥石流在持續暴雨期間較易暴發,并有加劇趨勢。
   娃娃溝泥石流松散固體物源較豐富, 且物源分布較為集中,主要分布于娃娃溝中上游處。 物源類型主要包括崩滑堆積物源、溝道堆積物源和坡面侵蝕物源等三類。
   據勘查統計計算的結果, 溝域內崩滑堆積固體物源總量為 10.57×104m3, 可能參與泥石流活動的動儲量為 4.05×104m3 (5%);溝道堆積固體物源總量為 0.30×104m3,可能參與泥石流活動的動儲量為 0.10×104m3(5%);坡面侵蝕固體物源總量為0.20 ×104m3,  可能參與泥石流活動的動儲量為 0.05 ×104m3(5%)。 共計有松散固體物源量 11.07×104m3,可能參與泥石流活動的動儲量為 4.20×104m3(5%)。其中崩滑堆積物源和坡面侵蝕物源主要為 5.12 地震后新增物源量,溝道堆積物源中,可能參與泥石流活動的動儲量部分主要為 5.12 地震后崩滑物源形成, 這部分也屬 5.12 地震新增儲量。 可見,溝域內物源總量中震后新增物源量所占比例大,特別是動儲量所占比例大,泥石流危險性也相應大大提高。娃娃溝泥石流全貌如圖 1。 娃娃溝物源情況的統計如表 1。

2、治理設計標準:
   根 據中國地質調查局 《泥石流災害防治工程設計規范》(DT/T0239-2004)規定,該泥石流防治工程安全等級應定為三級 。 該泥石流防治工程相應的防治工程主體工程設計標準應按 20 年一遇的降雨強度設計,攔擋工程基本荷載下抗滑安全系數應達到 1.15,特殊荷載下抗滑安全系數應達到 1.06,基本
圖 1 娃娃溝泥石流全貌
圖 1 娃娃溝泥石流全貌
      1 娃娃溝物源情況的統計  
                       
                 
編號 類型 穩定性 物源總量 物源動儲量(萬 m3 補給方式
        m 3 P=1% P=2% P=5%  
                       
                       
  H01 崩滑體 欠穩定   3.42 2.04 1.71 1.34 洪水或泥石流裹挾、
                  坡面沖刷
                   
                       
  H02 崩滑體 欠穩定   4.05 2.68 2.1 1.62 洪水或泥石流裹挾、
                  坡面沖刷
                   
                   
H03 崩滑體 基本穩   2.32 1.45 1.16 0.87 洪水或泥石流裹挾、
                  坡面沖刷
    坡面侵                 洪水或泥石流裹挾、
P01       0.2   0.15 0.1 0.05  
    蝕物源               坡面沖刷
                       
  B01 崩滑堆 欠穩定   0.78 0.37 0.31 0.22 洪水或泥石流裹挾、
    積物源             坡面沖刷
                   
                       
  G01 溝道堆     0.3   0.23 0.15 0.10 溝床揭底沖刷
    積物源                
                     

荷載下抗傾覆安全系數應達到 1.40, 特殊荷載下抗滑安全系數應達到 1.12。 

3、治理設計思路:
   泥石流治理工程的總體方案通常就是在攔排結合的前提下,確定以攔-固-停為主還是以排-護為主,其基礎是確定攔排泥石流固體物質的總量和攔與排的數量比例。 [3]根據娃娃溝物源分布情況可知,H01 和 HO2、H03 崩滑堆積體物源動儲量占所有物源動儲量的 95%, 因此治理 H01 和 H02、H03 為治理娃娃溝泥石流的主要核心。 娃娃溝泥石流整體治理思路為:“穩坡固源+排導”。
 
治理方案一:谷坊群+攔砂壩+排導槽;
 
治理方案二:抗滑樁+攔砂壩+谷坊壩+排導槽;
 
治理方案三:護腳墻+AG娱乐登录石籠+攔砂壩+谷坊壩+排導槽。
 
4、方案可行性比選:
4.1、技術可靠性:

   根據災害體變形破壞的特點、運動的機理和破壞模式,三種方案治理思路均是以“穩坡固源+排導”為主。 三種方案區別主要在于針對 H01、H02 和 H03 崩滑體分別采用不同的穩坡固源、防沖揭底的治理措施,三者有共同的治理目的,都具備很好的可行性。
 
(1)方案一 “谷坊群+攔砂壩+排導槽 ”相結合的綜合治理工程方案,該方案技術比較成熟,具有較好的可行性。
(2)方案二“抗滑樁+攔砂壩+谷坊壩+排導槽”的綜合治理工程方案。 該方案各種工程措施的施工技術都比較成熟,該方案也具有較好的技術可行性。
(3)方案三 “護腳墻+AG娱乐登录石籠+攔砂壩+谷坊壩+排導槽 ” 的綜合治理工程方案。 該方案各種工程措施的施工技術都比較簡易,該方案也具有較好的技術可行性。
 
4.2、施工可行性:
    三種方案從施工上均具有可行性, 由于布置工程位置無道路通行,交通不便,因此,前兩種方案在施工難度上都較大。方案一谷坊壩群將采用大量 C30 混凝土,運輸不便,造成二次轉動費用較昂貴,施工難度較大;方案二抗滑樁施工采用鋼筋混凝土,運輸亦不便,且土層較厚,抗滑樁樁基開挖存在一定難度,涉及護壁鎖口等支護工程的施工,施工工藝較復雜。 方案三,漿砌塊石可就地取材,AG娱乐登录網運輸相對較容易,施工工藝理效果可行性
 
方案一: 左側壩肩有基巖出露, 固源條件較好, 但由于H01、H02、H03 崩滑體土體松散, 且大量已堆積于溝道右側 ,右側壩肩嵌巖困難。 其次,娃娃溝上游坡度較陡,谷坊群回淤面積較小,經濟效益較差。
 
方案二:抗滑樁布置于崩滑體坡腳,坡腳處崩滑堆積體土層較厚,樁間板下土體易被溝內水流掏蝕,而導致滑坡失穩;其次,崩滑體土體松散,難形成樁間土拱效應,固源條件欠佳。
 
方案三:護腳墻可防止溝內水流掏蝕坡腳,從根本上解決了 H01、H02、H03 崩滑體因水沖刷坡腳導致的失穩。 加之運用到AG娱乐登录石籠的良好透水性,減緩陡坡,消減洪水能量,因此該治理方案效果比較而言,最為合理。

4.4、工程投資經濟性:
   按當時 2010 年 10 月物價水平, 方案一靜態投資 867.58 萬元;方案二靜態投資 998.00 萬元;方案三靜態投資 559.72 萬元。 根據工程量計算的投資估算,方案三最經濟。
 
4.5、方案綜合比選:
    經技術可靠性對比, 三個方案的治理效果和防治技術都是可行的;施工可行性對比,前兩個方案的施工難度方案三難度較大;經投資對比,方案三造價低于方案一和方案二。 綜合對比見表 2。
 
  2 方案優劣對比表  
         
             
方案名 技術對比     施工可行性及 投資對比 存在問題
    難度對比
         
             
  針對勘查報告結論,          
方案一 采用了針對性措施, 施工條件差,嵌 投資金額為 交通不便、施工
該方案具有良好的技     巖難度大。 867.58 萬元。 條件差。
     
  術可行性。          

  針對勘查報告結論,   施工難度較大,   施工工藝復雜。
  采用了針對性措施,   投資金額為 抗滑樁樁基開
方案二   施工工藝多樣。
該方案具有較好的技   998.00 萬元。 挖存在一定難
    固源條件欠佳。
  術可行性。         度。
  針對勘查報告結論,   施工工藝簡單,   AG娱乐登录石籠連接、
  采用了針對性措施,   投資金額為
方案三     施工方便。 固 防腐工藝要求
該方案具有很好的技     737.45 萬元。
  術可行性。     源條件較好。   高。
           
             
 
5、結束語:
    通過以上分析,可以得出結論:為了災害體治理工程安全經濟有效,達到全面治理的目的,綜合推薦方案三“護腳墻+AG娱乐登录石籠+攔砂壩+谷坊壩+排導槽”為切實有效的工程治理方案。不同的泥石流災害有不同的特點, 應針對每個泥石流的特點,在不同部位采取不同的措施進行綜合治理。 在全面掌握災害體情況的基礎上,采用合理的比選方案,以求取得最大效益。
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