公路常见地质灾害及其防灾减灾-公路泥石流地质灾害及其防灾减灾

目录Contents01泥石流的定义与分类02泥石流形成的三个基本条件03中国泥石流的分布04泥石流致灾特点及类型05公路泥石流地质灾害的防灾减灾对策06泥石流灾害实例公路泥石流地质灾害的防灾减灾一、泥石流的定义与分类泥石流定义：是指由于降水（暴雨、冰川、积雪融化）在沟谷或山坡上产生的一种携带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流。泥石流大多伴随山区洪水而发生，与洪水的区别是泥石流中含有大量的泥、砂、石等固体碎屑物，其体积含量最少为15%，最高可达80%左右。泥石流灾害：指对人民生命财产造成损失或构成危害的灾害性泥石流；如不造成损失或不构成危害，则只是一种自然地质作用和现象。公路泥石流地质灾害的防灾减灾2、泥石流的分类（1）按泥石流的流体性质分类①黏性泥石流：含大量黏性土和粉砂的泥石流或泥流。其特征是黏性大，固体物质占40%～60%，最高达80%；水不是搬运介质，而是组成物质；稠度大，石块呈悬浮状态，暴发突然、持续时间短，破坏力大。②稀性泥石流：以碎块石和砾砂为主，黏性土含量少，固体物质占10%～40%，有很大分散性。水为搬运介质，石块以滚动或跃移方式前进，具有强烈的下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流，停积后似“石海”。黏性泥石流稀性泥石流公路泥石流地质灾害的防灾减灾2、泥石流的分类（2）按泥石流的固体物质成份①泥石流：由大量黏性土和粒径不等的砂粒、石块组成。②泥流：以黏性土、粉粒为主，含少量砂粒和砾石，黏度大，呈黏稠泥状。③水石流：由水和大小不等的砂粒、石块组成，夹少量黏粒、粉粒。公路泥石流地质灾害的防灾减灾2、泥石流的分类②坡面型泥石流：在山坡坡面地形上发生、发展的泥石流叫山坡型泥石流，沟浅、坡陡、流短、沟坡与山坡基本一致，无明显的流通区，形成区直接与堆积区相连，沉积区呈锥形，冲积物棱角明显，粗大颗粒多滚落在锥体下部。①沟谷型泥石流：在沟谷地形中发生、发展的泥石流叫沟谷型泥石流，可分形成、流通、沉积三个区段，形成扇形地，顶部颗粒粗大。（3）按泥石流沟的形态分类山坡型泥石流山谷型泥石流以上是我国最常见的三种分类。此外还有，按泥石流的成因分类：冰川型泥石流，降雨型泥石流；按泥石流流域大小分类有：大型泥石流，中型泥石流和小型泥石流；按泥石流发育阶段分类：发展期泥石流，旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。公路泥石流地质灾害的防灾减灾二、泥石流形成的三个基本条件1、上游堆积有丰富的松散固体物质；2、有短期内突然性的大量流水来源，如：集中暴雨、冰雪融化、湖库溃决；3、有陡峭的便于集水集物的适当地形，又分为：形成区（汇水区与松散物质供给区）、流通区、堆积区。公路泥石流地质灾害的防灾减灾三、中国泥石流的分布中国泥石流的分布，空间上主要分布在断裂构造发育、新构造运动活跃、地震剧烈、岩层风化破碎、山体失稳、不良地质现象密集、正负地形高差悬殊、山高谷深、坡陡流急，气候干湿季分明、降雨集中，并多局地暴雨，植被稀疏、水土流失严重的山区，及现代冰川盘踞的高山地区；公路泥石流地质灾害的防灾减灾1、一般青藏高原边缘山区是中国冰川类泥石流最发育地区，泥石流发生频繁猛烈且规模巨大；2、横断山区和川滇山区是中国降雨类泥石流最发育地区，并发育有少量冰川类泥石流；3、西北山区泥石流分布零星，暴发频率低，十几年至几十年才发生一次；4、黄土高原山区常出现经暴雨激发而成浓稠的泥流，主要发生在黄河上游湟水河畔的湟源、西宁、乐都等地，兰州附近的黄河两岸，渭河两岸的天水、社棠、伯阳等地及陕北、陇东、晋西等水土流失严重的山区。公路泥石流地质灾害的防灾减灾四、泥石流致灾特点及类型1、泥石流致灾特点：泥石流是暴雨、洪水将含有砂石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，具有暴发突然、来势凶险、运动快速、能量巨大、携带巨大石块、冲击力强、破坏性大和过程短暂等特点。水动力学的试验研究表明，河流的侵蚀能力公式为：

，其中：a为碎屑物平均粒径、va为流速、K为系数。因此，河流搬运碎屑物质的大小与其流速的平方成正比，例如：流速为2m/s的河流能搬4cm砾石的话，那么当其流速增加到3m/s时，它就可以移动9cm直径的砾石了。山区河流流量不大，但流速高，因此也可移动很大的碎屑，山区沿河工程构筑物要特别防范山洪流水的冲刷破坏。公路泥石流地质灾害的防灾减灾

泥石流的主要危害是冲刷和淤积，表现在四个方面：（1）破坏自然生态环境。灾害区范围沿通过地区展布，随地形变化成带状和片状。（2）快速冲毁或淤埋通过地区的生产、生活设施及危及人身和财产安全。（3）因堵塞而造成堵塞体上游的淤埋与淹没的灾害，堵塞体下游因堵塞体溃决而突发的冲毁或淤埋的灾害。（4）诱发大河上、下游河段的灾害，直接灾害后果严重，具有难以抗御的特点，并易诱发次生灾害。

公路以下穿形式通过泥石流区下游铁路因泥石流淤积被迫改线公路泥石流地质灾害的防灾减灾2、泥石流致灾类型，主要为：坡面型泥石流与沟谷型泥石流两大地质灾害类型。（1）坡面型泥石流：是公路工程泥石流灾害的主要类型，以中、小型规模为主，危害程度远小于山谷型泥石流，分布面广，比较零星。主要发育发布在河谷两岸坡度＞45°的陡坡上，并形成倒石堆、崩塌体等相关地貌。山坡坡面上不透水层埋藏较浅，表层有较好的植被覆盖，无沟槽水流，坡面型泥石流在同一坡面上可多处同时发生，呈梳状排列，突发性强、持续时间短、无周期性，无固定流路，且多发生在节理、裂隙发育的脆性地层区。公路泥石流地质灾害的防灾减灾（2）沟谷型泥石流：有明显的坡面和沟槽汇流过程，松散物主要来自坡面和沟槽两岸及沟床堆积物的再搬运。泥石流在谷口以上基本集中归槽流动。沟谷型泥石流是云南省分布面最广、危害性最大的一类泥石流。公路泥石流地质灾害的防灾减灾

沟谷型泥石流有如下特征：①泥石流沟谷长，汇流面积大，多为常年有水沟谷，暴发时侵蚀模量大，此类以云南省东川城北20km的蒋家沟泥石流最为典型。②爆发频度高、强度大。③活动时间有季节性，这一类型泥石流一般多在每年的5～10月份的雨季，云南省94％的山谷型泥石流集中在6～8月份的暴雨季节。公路泥石流地质灾害的防灾减灾五、公路泥石流地质灾害的防灾减灾对策1、泥石流地质灾害的野外识别：

主要依据泥石流的三个基本形成条件进行野外识别。①物源依据：沟谷两侧山体破碎，岩层结构松散、软弱、易于风化、松散土石数量较多，滑坡、垮塌现象明显，植被不发育，水土流失、坡面侵蚀作用强烈的沟谷，易发生泥石流；一些人类工程活动，如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，也是泥石流的物质来源。公路泥石流地质灾害的防灾减灾五、公路泥石流地质灾害的防灾减灾对策

②地形地貌依据：泥石流沟的识别具有重要意义。当一条沟谷在松散固体物质来源、地形地貌条件和水源水动力条件等三个方面都有利于泥石流形成时，这条沟谷就一定是泥石流沟。泥石流沟在地形上通常具备以下特征：山高沟深，地形陡峻，流域形状便于水流大量汇集，沟床纵坡比降大，使得水流保持较高流速；在地貌上，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。公路泥石流地质灾害的防灾减灾形成区包括：汇水动力区和固体物质补给区，形成区的地形特征，是对泥石流进行评价的重要标志。一般来说，沟谷上游三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于水和碎屑物质的集中。泥石流沟谷的中下游，是泥石流搬运通过的区段——流通区。流通区纵坡的陡、缓、曲、直和长、短，对泥石流的强度有很大的影响。一般来说，中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大，使泥石流能迅猛直泻。

泥石流下游堆积区是泥石流固体物质（泥、砂、石）停积的场所，位于流域的下游或山口之外坡度比较平缓之处，堆积物呈扇形、锥形或带形。一般来说，沟谷上、下游高差大于300m，沟谷两侧斜坡坡度大于25°的地形条件，有利于泥石流形成。公路泥石流地质灾害的防灾减灾③水源依据：水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质（动力来源），局部暴雨多发区域，有溃坝危险的水库、塘坝下游，冰雪季节性消融区，具备在短时间内产生大量流水的条件，有利于泥石流的形成。我国泥石流的水源主要是连续降雨等。其中，我国泥石流的暴发主要是受暴雨、长时间的连续降雨的激发，局地性暴雨多发区，泥石流发生频率最高。因此，泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致，具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。因集中降雨的时间的差异而有所不同。四川、云南等西南地区的降雨多集中在6～9月，因此，西南地区的泥石流多发生在6～9月；而西北地区降雨多集中在6、7、8三个月，尤其是7、8两个月降雨集中，暴雨强度大，因此西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计，发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90%以上。公路泥石流地质灾害的防灾减灾2、泥石流灾害的工程防治方法（1）在公路勘察设计阶段，泥石流地段的选线定线原则如下：①对于泥石流严重且集中的地段，应予以绕避，河谷两岸均有泥石流时，应选危害轻微的一岸通过，必要可多次跨河选择有利岸侧绕避；②线路必须通过泥石流时，宜在通过区设桥跨过，并留足孔跨及净空，不能设桥时可用隧道或明洞在其下部通过，不宜设计为路堑，不宜在沉积区通过；公路泥石流地质灾害的防灾减灾

③仅在泥石流不严重，技术上易于处理，经比选方可在沉积区通过，但应分散设桥，不宜改沟合并设桥。

④对山前区泥石流，宜在沉积区下方通过，山区泥石流则宜在沉积区上方通过。公路泥石流地质灾害的防灾减灾

（2）减轻或避防泥石流的主要工程措施主要有：①跨越工程：指修建桥梁、涵洞，从泥石流沟的上方跨越通过，让泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。这是交通部门为了保障交通安全常用的措施。②穿过工程：指修隧道、明硐或渡槽，从泥石流的下方通过，而让泥石流从其上方排泄。这也是铁路和公路通过泥石流地区的又一主要工程形式。③防护工程：指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其他主要工程措施，作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。公路泥石流地质灾害的防灾减灾④排导工程：其作用是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程，包括导流堤、急流槽、束流堤等。排导槽是一种槽形线性过流建筑物，其作用是即可提高输沙能力、增大输沙粒径，又可防止河沟纵、横向的变形。将泥石流在控制条件下安全顺利地排泄到指定的区域。⑤拦挡工程：用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。拦挡措施有拦挡坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等，其中，拦挡坝可分为重力式实体拦挡坝和格栅坝两种。公路泥石流地质灾害的防灾减灾⑥植被工程：一般在泥石流沟的全流域实施多树种、多层次的立体保护。植被工程对浅层土体的不稳定性和侵蚀有较好的防治效果，而对于深层滑坡应当采取植被工程与土木工程相结合