泥石流地质灾害机理及治理设计实例(图文并茂 原创)

1、 泥石流地质灾害机理及治理设计（图文并茂 原创） 内 容 泥石流的定义与工程分类 泥石流防治工程设计标准 泥石流的设计参数计算 泥石流防治方案 泥石流防治措施 泥石流防治工程设计 /tech/detailprof981998YT.htm泥石流： /tech/detailprof981998YT.htm泥石流灾害： /tech/detailprof981998YT.htm泥石流的定义与工程分类 /tech/detailprof981998YT.htm泥石流的定义：泥石流的形成条件：地形条件 陡峻的地形固体物质 条件 丰富的松散固体物质 水源条件 充沛的水源高频率泥石流沟谷 down6.zhulo

2、ng /tech/detailprof981998YT.htm4mm/10min。除岩性因素外，滑坡、崩塌严重的沟谷多发生粘性泥石流，规模大；反之，多发生稀性泥石流，规模小。多位于强烈抬升区；岩层破碎，风化强烈，山体稳定性差，滑坡、崩塌发育、植被差。沟床和扇形地上泥石流堆积新鲜，无植被或仅有稀疏草丛。粘性泥石流沟中、下游沟床坡度大于4%。低频率泥石流沟谷 down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htm年以上。固体物质主要来于沟床，泥石流发生时“揭床”现象明显。暴雨时坡面产生的浅层滑坡往往是激发泥石流形成的重要因素。泥石流爆发雨强，一般大于4mm/10min

3、。泥石流规模一般较大，性质有粘有稀。分布于各地构造区的山地。山体稳定性相对较好，无大型活动性滑坡、崩塌。中、下游沟谷往往切于老台地和扇形地内，沟床和扇形地上巨砾遍布。植被较好，常常是“山青水秀”，沟床内灌木丛密布，扇形地多已辟为农田。粘性泥石流沟中、下游沟床坡度小于4%。泥石流工程分类：城市等别防洪标准（重现期：年）河（江）洪、海潮山 洪泥石流特别重要城市 20010050100重要城市200100502010050中等城市1005020105020小城市502010520 我国城镇防洪和防治泥石流按城市防洪工程设计规范CJJ50-92的防洪标准采用。泥石流防治工程设计标准 重要 一般 设计标

4、准 P=2% P=5% 校核标准 P=1% P=2%泥石流的设计参数与计算 泥石流流速 泥石流流量 泥石流径流量 泥石流输沙量 泥石流密度 泥石流冲击力 泥石流流速计算 /tech/detailprof981998YT.htm泥石流流量计算形态调查法 配方法 根据野外调查泥石流的痕迹，测量泥位高和过流断面面积，计算平均流速和流量，再根据其发生时间确定经验频率。形态调查法 山洪流量计算 根据中小流域暴雨洪水计算手册提供的暴雨资料，计算设计暴雨并推求山洪设计洪峰流量。 Q=0.278(s/n)F Q 设计洪峰流量（m3/s）； 洪峰径流系数； down6.zhulong /tech/detailp

5、rof981998YT.htmh）； 暴雨衰减指数； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmmm/h）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmkm2）。配方法 （清水配方法）泥石流设计流量 假定泥石流与暴雨洪水同频率发生，采用配方法将暴雨洪水流量全部换算为泥石流流量，计算公式如下： down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htm1+）D （2）式中：Qc设计泥石流峰值流量（m3/s）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.

6、htm=（rc-rw）/（rs-rc）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmt/m3）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htm水容重（t/m3）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmt/m3）； 泥石流堵塞系数。 单位泥石流体积所具有的重量称为泥石流体的容重，泥石流容重可以采用实测法，或根据野外调查情况，查有关资料来确定。 /tech/detailprof981998YT.htm在泥石流暴发时采集泥石流样品，将所取得的样品称重，量其体积， c =

7、Wc/Vc 式中：c为泥石流容重（t/m3）；Wc为泥石流的重量（t）；Vc为泥石流的体积（m3）。 一般每个样品体积不应小于0.005m3,或重量不少于10kg。受取样容器的限制，该方法获取的样品仅为泥石流体中颗粒较细的部分。由于XX山区泥石流沟暴发频率低，能现场取样的机会极少，泥石流容重很少采用实测的方法确定。 根据野外调查资料确定容重 泥石流流量形态调查法采用下式进行计算， down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmAc Vc down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htm为泥石流流量（m3/s）；Ac 为调

8、查断面的泥石流过流面积（m2）；Vc为泥石流流速（m/s）。 形态调查断面应选择在沟道顺直、断面变化不大、无堵塞、无汇流、无回流、泥痕比较清晰的河段。最好调查两处以上的泥痕，根据泥位在纵断面上的连续性来判断调查泥位的可靠性，并据此计算泥石流的平均泥深、过流断面面积和水力坡度。再根据前述的方法计算泥石流的流速，最后按式（10-7）计算泥石流的流量。泥石流径流量 根据泥石流历时和最大洪峰流量，按照泥石流暴涨暴落的特点，将其过程概化为三角形，通过计算断面的一次泥石流径流量按下式计算: Vc=19 T Qc / 72 式中：Vc泥石流径流量（m3）； down6.zhulong /tech/detai

9、lprof981998YT.htmm3/s）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htms）。一次泥石流冲出固体物质总量按照下式计算： down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmrc-rw）/（rs-rw） 式中：Vs通过计算断面固体物质实体总量（m3）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmm3）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmt/m3）； down6.zhulong /tech/detailprof98

10、1998YT.htmt/m3）； down6.zhulong /tech/detailprof981998YT.htmt/m3）。泥石流输送固体物质量计算基本思想： /tech/detailprof981998YT.htm泥石流防治工程方案设计 泥石流灾害防治工程设计的基本原则 实事求是 以防为主，防治结合 因害设防，突出重点 因地制宜 综合防治方案 以拦挡为主 的方案 以排为主的防治方案 以生物工程为主的方案泥石流防治的方案：综合防治方案：以小流域为单元， 全面规划，综合治理 工程措施、生物措施、预警报、管理措施等结合使用 多种防治建筑物联合使用 灾害治理与发展经济相结合 down6.zhu

11、long /tech/detailprof981998YT.htmXX县XX乡XX西沟泥石流防治方案由土建工程、生物工程、预警系统和管理工程等四部分组成（1）土建工程防治方案 在流域中上游泥石流活跃的主要支沟布置骨干拦沙坝拦截泥石流，防止或减轻大规模泥石流灾害； 在泥石流活跃的小支沟布置谷坊工程固坡稳沟，减少支沟泥石流活动； 在中下游居民点设置护村堤，防御中小规模山洪泥石流或高含沙水流的危害； 在沟口布置防洪堤，保护沟口XX村免遭洪水和高含砂水流袭击。 （2）生物工程设计方案 生物工程以恢复流域生态环境为主要目的，结合造林发展经济。在各支沟山坡的中上部发展水源涵养林680hm2，中下部营造水土

12、保持林370 hm2，水土保持薪炭林150hm2，水土保持经济林76 hm2，经济林17 hm2，沟道两侧营造防护林。生物工程实施后，流域生态环境将向良性循环发展，逐步改变流域的汇流条件，减少水土流失，稳坡固岸，抑制泥石流的发生发展。（3）预警报工程设计方案 预警系统以减少人员伤亡为目的。由监测点和预警站组成。在流域上、中、下游设置监测点，在沟口设预警站。通过对天气预报和大气降水监测及资料分析，向政府有关部门提出发布泥石流预报或警报的建议。由政府部门通过警报装置向流域内各居民点发出泥石流预报或警报，通知居民紧急避难。（4）行政管理方案 管理工程内容包括：易受泥石流危害居民点的搬迁，一般居民点避

13、难点的选择和建设，避难时撤离路线的选择，避难时的组织工作，发布预警报的程序和权限。 /tech/detailprof981998YT.htm1土建工程编号 2居民点 3拟搬迁居民点 4拟迁往地点 5拦砂坝 6谷坊坝 7格栅坝 8护村导流堤 9原有护村堤加高、加固及延长 10护村挑流坝 11生物工程林地界线索 12水源涵养林 13水土保持用材林 14水土保持薪炭林 15水土保持经济林 16经济林与农耕地以排为主的防治方案主要工程措施：排导槽、小型拦挡坝、渡槽 /tech/detailprof981998YT.htm 合理布置 在排导槽、渡槽的上游布置少 量的小型拦挡坝泥石流的防治措施与防治建筑物

14、 泥石流的防治措施 主要防治建筑物泥石流防治措施主要泥石流泥石流防治建筑物 拦砂坝 谷坊 排导槽 渡槽 停淤场 明洞拦砂坝的种类 重力式 格栅式 柔性 桩林泥石流拦砂坝（重力式）的特点：作用 拦截泥沙、排水，水土分离 固定沟床、稳定沟坡 坝后淤积泥沙反压滑坡 结构 坝体上游边坡比 /tech/detailprof981998YT.htm 一般不专门设溢洪道消能 软基消能拦砂坝的布置（一）坝址选择的原则 通常在泥石流流域内可建拦砂坝的坝址不多，要寻找理想的坝址更难。坝址一般选在泥石流的流通区，可利用中等或大比例尺地形图（1/20001/10000），结合现场实地踏勘选定，选择坝址可考虑如下条件。

15、1地质条件 坝址附近应无大断裂通过，坝址两岸山坡稳定，无滑坡、崩塌、冲沟等不良地质现象和泉水出露，沟床有基岩出露或基岩埋深较浅，坝基为基岩或密实的沉积物。2地形条件 坝址处沟谷狭窄，而上游开阔，沟床纵坡较缓，沟谷对称，两肩高度能满足坝高与库容要求。3建筑材料和施工条件 坝址附近有充足的石料、沙等当地建筑材料；离公路较近，易于修筑施工便道，运输方便；有开阔施工场地，有可供使用的水源。拦砂坝的布置 坝址初步选出后，拦砂坝的确切位置可根据下列原则作出决定。1与防治工程总体布置协调 拦砂坝的布置应与防治工程总体布置协调,与上游的谷坊或拦砂坝，下游的拦砂坝或排导槽能合理地衔接。2安全可靠 拦砂坝应布置在崩塌与滑坡等突发性灾害冲击范围之外，能保证拦砂坝自身的安全。3效益高 拦砂坝的布置应能满足本身的设计要求，有较好的综合效益，如，有足够的拦淤库容，有足够的坝高；既