泥石流拦挡坝破损分析及优化对策——以陇南市武都区为例

拦挡坝的破损研究是困扰泥石流治理工程的主要难点之一,分析总结拦挡坝破损原因,优化其设计理念十分重要。本文对陇南市武都区16条沟道的65道泥石流拦挡坝破损形式及导致坝体破损的相关条件进行详细调查和统计分析。结果表明:(1)拦挡坝破损形式主要有以下几种(按破损概率由大到小排序),依次为副坝破损、坝肩破损、溢流口破损、基础破损、冲毁(失去功能)、勾缝破损;(2)根据拦挡坝破损特征统计分析,确定其破损主要与泥石流性质、圬工材料、坝体高度、坝体选址、坝肩保护、基础保护和库容淤积等情况有关;(3)导致拦挡坝破损的主要原因总结为对沟道机理认识不足、坝体自身存在缺陷和保护措施不当。在此基础上,从理论研究、工程管理、拦挡坝体系设计、新技术新方法应用等方面着手,提出了拦挡坝防治工程优化对策。     

泥石流拦砂坝坝前沉积与坝基扬压力实验研究

泥石流在坝前堆积固结的过程发生泥石流浆体中固体颗粒沉降和孔隙水压力消散,它直接影响了坝基扬压力大小和变化,对坝体稳定性造成影响。本文通过自制实验模型装置模拟不同密度泥石流作用在坝前的沉积渗透过程,观测不同密度泥石流坝前沉积特征和浆体细颗粒沉降速率,并通过水压传感器测得坝前沉积底部孔隙水压力和坝基扬压力随沉积时间的变化过程,最后结合不同密度泥石流沉积特征分析了泥石流沉积过程对扬压力衰减过程的影响。研究结果表明:稀性泥石流沉积过程中具有明显的颗粒分选性,且浆体细颗粒沉降速率与泥石流密度表现出线性负相关性;泥石流沉积底部孔隙水压力随沉积时间呈指数衰减趋势,拟合指数函数系数与上部浆体细颗粒沉降速率满足线性正相关性;沉积过程中坝基扬压力与坝前沉积底部孔隙水压力具有相同的对数衰减趋势,两者呈线性正相关性。本研究着眼于拦砂坝扬压力产生机制,研究了泥石流坝前颗粒沉积和水力扩散过程对坝基扬压力变化过程的影响,为拦砂坝扬压力计算提供了新的视角,具有一定的工程和理论意义。     

低频率泥石流灾害及工程防治

重现期＞50 a的泥石流被定义为低频率泥石流。低频率泥石流灾害可能发生在生态环境良好的地区,并造成重大的财产损失和人员伤亡。低频率泥石流灾害具有需要大暴雨、特大暴雨、冰湖或水库(尾矿坝)溃决、火山爆发、冰雪融化、冰崩、雪崩、滑坡、地震等特殊因素激发,危害严重,难于预测预报等特点。低频率泥石流灾害应采取土木工程进行预防性治理,工程设计的要点是,在沟谷中布置坚固的大中型骨干拦挡工程,并保证有充足的拦淤库容。新型拦砂坝设计采用重力式结构,低坝群布置,浆砌石建造,在坝体上设置大孔口,具有工程投资小,就地取材,施工简单,有选择性地拦截泥沙,拦淤库容可以反复使用等优点,适合我国国情。     

新疆天池成因探讨

本文根据天池考察，并采集坝体上下层的堆积物，与山崩，滑坡，冰碛，泥石流，雪崩崖麓堆积物进行比较，就天池地区的自然环境，天池成因争论的实质和天池坝形成的古地理环境提出一些看法。     

泥石流沟谷坊坝群治理效应——以地震极重灾区北川县化石板沟为例

谷坊坝是泥石流治理的重要工程措施之一。化石板沟泥石流治理工程共设13座谷坊坝,组成梯级谷坊坝群;坝体主要分布在泥石流形成区和流通区,混凝土结构,轴向两端嵌入沟道两侧基岩0.5～1 m。通过对比化石板沟谷坊工程修建前后沟床纵坡比降、沟道两侧斜坡稳定性及泥石流侵蚀速率等方面的差异,证明谷坊工程能够有效拦蓄松散固体物质、稳固沟床和岸坡、降低沟道纵坡比降、降低泥石流流速和耗散流体能量、抬高沟道上游泥石流侵蚀基准面。研究发现,化石板沟谷坊坝群共拦截固体物质2.76×104 m3,仅占流域物源总量574.9×104 m3的0.5%,占近期可供给泥石流活动的物源量85×104 m3的3.3%;稳固沟床松散物质4.37×104 m3,仅占流域物源总量的0.76%,占近期可供给泥石流活动的物源量的5.2%;稳固沟道两侧坡体松散物质134.07×104 m3,占流域物源总量的23.3%,泥石流物源减少;回淤的沟道比降为原比降的60%～75%,相同频率下泥石流流速、峰值流量降低,沟道侵蚀速率下降,泥石流输沙量减少35%～57%;上游泥石流支沟侵蚀基准面抬升0.3～0.5 m。泥石流呈现从粘性到稀性,再到含沙水流的趋势发展。     

西藏东南部泥石流堵塞坝的形成机理

西藏东南部山高谷深,冰川发育,冰碛等松散堆积物厚度大,经常发生大型或特大型泥石流堵断主河,形成堵塞坝。针对西藏东南部4条典型泥石流沟所发生的7次大型或特大型泥石流中,有5次形成堵塞坝,来剖析泥石流堵塞坝形成的机理和主要因素,提出由于冰雪崩、冰湖溃决或大规模滑坡活动,所激发的首阵或前几阵大流量、高速度、多巨砾,并与主河正交的粘性泥石流,最容易形成堵塞坝。     

青藏高原典型冰湖溃决泥石流预警技术

从冰湖溃决型泥石流坝的形成、溃决机制,主要特点和成灾过程着手,在广泛收集和分析国内外有关冰川-冰湖-冰湖溃决-冰湖溃决泥石流-冰湖溃决泥石流坝-坝溃决研究基础上,通过川藏公路然乌至培龙段冰湖、冰湖溃决泥石流的区域考察,选择典型沟道米堆沟和光谢错冰湖典型点进行详勘,按照溃决泥石流重点防治溃决的主要原则,提出研究路段典型冰湖溃决泥石流预警的基本体系和配套技术.     

新疆叶城“7.6”特大灾害性泥石流应急科学调查

2016年7月6日凌晨新疆喀什地区叶城县柯克亚乡玉赛斯(六村)发生滑坡堰塞坝溃决泥石流灾害,造成36人死亡、6人失踪、7户民房被完全毁坏,其余数十间房屋和大量基础设施不同程度受损。现场调查研究表明:(1)此次灾害性泥石流形成过程为:降雨→土质滑坡→滑坡堰塞坝→堰塞湖→堰塞坝溃决→泥石流;(2)9#土质滑坡堰塞坝在持续强降雨作用下发生溃决,溃口洪峰流量达977.8 m~3/s,形成堰塞坝溃决型泥石流,致使1#土质滑坡堰塞坝发生串联溃决,其溃决洪峰流量为459.2 m~3/s;(3)泥石流断面流速为4.51-6.51 m/s,断面流量为443.2-524.7 m~3/s,泥石流堆积扇最大长度283.9 m,最大宽度234.3 m。     

西南关坝地区地质灾害类型特征及分布规律研究

关坝位于西南山区,地形地质条件复杂,地质灾害现象频繁发生。为加大对关坝地区地质灾害的认识和提升防灾减灾效果,在对该地区文献调研、走访的基础上,对地质灾害进行野外地质灾害调查工作,查明其类型及特征,并研究其分布规律。结果表明,万盛关坝地区共具十六个较大地质灾害点,以滑坡和危岩为主,滑坡主要发育在黏土岩地层中;危岩发育在灰岩、砂岩地层中,与重力作用和构造发育密切相关;其次,泥岩、页岩及风化堆积层中多发崩塌;岩崩、坠石发育于强岩层,分布最广;局部地区发育地面差异沉降、岩溶塌陷和采煤沉陷,规模较小;泥石流和山洪是具高潜势的地质灾害。     

用于狭陡沟谷泥石流防治的坝基钢管桩初探——以小岗剑沟泥石流治理工程为例

以四川绵竹小岗剑泥石流应急治理工程1#拦砂坝的基础设计、施工工艺、泥石流过流运用为依据,探讨了狭陡沟谷重力式拦砂坝钢管桩基础的设计和施工技术。针对狭陡型泥石流沟道的特殊地形及其带来的设计施工方法、材料和设备运输受限的问题,分析了钢管桩基的适用性和有效性,通过结构组成、布置构造和分析方法的创新,探索了复合桩基的实施要点,提出了钢管桩基受力分析的"折算断面法"。1#拦砂坝为重力式板基,下部碎石土持力层设钢管桩群,桩间土压力灌浆构成复合桩基,用于提高地基承载力并阻止坝下冲刷淘蚀。根据2012年汛期过流时坝下沟道剧烈冲刷引起的坝基淘刷与临空状况,进一步探讨了有关钢管桩基础设计优化等问题。     

新宾县木奇镇小洛村泥石流特征及易发程度分析

新宾县位于华北地台、辽东地台背斜、铁岭—靖宇古隆起西端的龙岗断块,大地构造单元为新宾凸起。新宾县木奇镇小洛村泥石流属于典型沟谷型泥石流,泥石流为低频泥石流。泥石流活动性为中级,灾害危害性等级为小型,潜在危险性等级为小型,属轻度易发性的泥石流沟。在清淤工程的基础上,对该泥石流采用拦挡坝+排导槽的方案进行治理,研究结果为地方政府防灾减灾提供可靠的数据。     

南水北调西线一期工程区泥石流规模预测及其对调水工程的影响

泥石流是南水北调西线一期工程区的主要山地灾害之一,可能对调水工程建设与运行期间的工程安全构成一定的威胁和危害。据调查,工程区分布有一定规模的有现代泥石流活动的沟111条、潜在性泥石流沟58条。主要探讨了泥石流发生规模预测中的清水流量、泥石流峰值流量、一次泥石流流出总量等参数的计算方法,在此基础上引入主、支流量比,分析了泥石流堵河问题及其可能堵河高度与回水长度,为评估泥石流对调水工程的影响提供了科学可行的定量分析方法。     

蒋家沟泥石流堆积体的抗剪强度试验

泥石流堆积体的抗剪强度指标包括内擦角φ和凝聚力C。φ、C值是泥石流防治工程设计中的重要参数,影响着防治工程建筑物的投资费用和运行安全性。目前国内外对泥石流堆积体抗剪强度试验的文献尚不多见。因此在泥石流防治工程设计中,多沿引水工等有关资料或凭经验采用。为了进一步探讨泥石流堆积物的抗剪强度指标,1985年夏,在泥石流暴发频率较高的云南东川蒋家沟,进行了泥石流堆积体的抗剪强度试验。     

山洪中漂木在拦砂坝前堵塞堆积实验

山洪和泥石流中夹带的漂木在拦砂坝开口处易造成严重堵塞,使坝体对后续流体的分选效果减弱或失效,甚至进一步威胁坝体安全,因此探讨漂木在拦砂坝前的堵塞堆积规律和影响因素对于工程结构设计具有重要意义。考虑漂木长度L、溢流口开口宽度b、漂木量Vw及流体流量V等因素对漂木形成堵塞的影响,通过实验研究了山洪中漂木在拦砂坝前堵塞堆积规律。实验发现漂木在拦砂坝溢流口的堵塞堆积形态主要有三种:溢流口搭桥型,交错咬合型,坝前停积型。漂木堵塞率在L/b1时基本保持不变,在1L/b3时,随着L/b增大先增大后减小,在L/b=2左右达到最大;漂木拦截率在L/b2呈线性增大,在2L/b3保持基本稳定。漂木大量堵塞在溢流口或滞留在库容区中后部都能形成较高的漂木拦截率。漂木体积含量Vw/V在L/b1时对漂木堵塞率和拦截率基本无影响,在1L/b3时,对漂木堵塞率和拦截率的影响呈增大趋势,随着L/b的增大,增大趋势越明显,在L/b=2时基本呈线性增长。     

滇藏公路角笼坝沟泥石流-坍崩特征

分析了滇藏公路角笼坝沟１９９８－０６－２０泥石流－坍崩灾害成灾原因,泥石流及坍崩的形成机理和发展趋势,针对其灾害发生特征,提出了相应的整治方案．     

二滩库区泥石流发育发展趋势初探

二滩水电站蓄水发电运行以来，库区环境已发生了很大的变化，影响泥石流发育发展的因素相应也有所改变，通过对二滩库区泥石流现状的调查研究，认为库区泥石流有减弱的趋势，处于与改变中的库区环境再协调适应的阶段。     

舟曲"8.8"特大泥石流灾害治理之我见

甘肃舟曲三眼峪和罗家峪"8.8"特大泥石流灾害,是新中国建国以来人员伤亡和财产损失最为严重的一次泥石流灾害事件.灾后,三眼峪和罗家峪内山坡和沟道仍堆积大量松散固体物质,寨子沟、老鸦沟、硝水沟和龙庙沟泥石流潜在危险大,流域水土流失加剧,环境承载力差,现有防灾能力不足,白龙江舟曲段河道淤塞严重,未来泥石流发生不可避免.基于此,提出以防灾减灾为着眼点,以治灾和消灾为立足点,全面提高舟曲城区泥石流防灾能力,与白龙江河道整治、城区防洪设施建设改造和区域生态环境保护相结合的灾害防治指导思想.泥石流治理应遵循全面规划、综合治理,以工程治理为主、生态环境保护与工程治理相结合,以拦为主、确保足够拦沙库容、拦排结合,以治沟为主、治沟和治坡相结合的基本原则.建议以历史上出现的最大规模灾害,即"8.8"泥石流作为三眼峪、罗家峪泥石流的设防标准,对寨子沟、老鸦沟、硝水沟和龙庙沟采取100 a一遇的泥石流设防标准,采取拦排措施与生物措施相结合的综合治理方案.通过稳坡坝、护岸坝、拦沙坝、抗滑桩和挡墙、泥石流停淤场、泥石流排导工程、河道疏浚等工程措施和植物措施,构建完整的泥石流防治体系,确保舟曲县城和下游人民生命财产的安全.     

干热退化山地不同类型侵蚀沟生物生态工程治理试验研究

冲沟是生态环境治理和控制泥石流活动的关键地段。结合云南南涧县城后山泥石流生物生态工程治理试验示范研究,总结出由土石混砌与土木筑造结构的生物谷坊,浆筑结构拦坝和谷坊等组成的沟道侵蚀治理方法,并成功地进行了相应的生物坝系建设,筛选出大叶桉,赤桉,马鹿花,台湾相思,马占相思,新叶合欢,夹竹桃等一批适宜干热生境和沟道植被恢复及防护林建设的植物种类,同时采取冲沟与谷坡同时整治,生物治理与调蓄水措施相结合的坡面治理方法。结果表明,这些生物生态工程措施对于防止沟床侵蚀,抑制泥石流活动和护床固坡效果显著。     

基于水动力条件的矿山泥石流成因与特征——以石棉县后沟为例

四川省石棉县后沟是一条典型的高频矿山泥石流沟,坡面矿渣面蚀、沟道矿渣揭底和沟口尾矿侧蚀溃决是泥石流发生的三种主要成因.水动力条件通过对矿渣提供方式的影响而导致矿山泥石流在成因、规模等方面的差异.计算表明,单纯洪水难以对后沟尾矿库稳定性构成威胁,＜10 a一遇泥石流主要由坡面矿渣面蚀和沟道矿渣揭底引发,流量＜79 m3/s,沟口尾矿库基本不参与泥石流活动,泥石流规模以小型为主;10 a一遇和更大规模泥石流开始侧蚀尾矿坝,尾矿失稳垮塌补给泥石流,泥石流规模以中型甚至大型为主;后沟矿山泥石流特征主要表现为物源补给的集中性与固定性,形成过程的易发性与频发性,运动过程的单调性与重复性,成灾过程的相互性与链式性以及防治过程的可控性与多元性五个方面.     

陕西西安翠华山地质景观遗迹成因探析

翠华山国家地质公园位于西安市南郊,包括水湫池、甘湫池和大坪三个景区。新的实地调查发现,甘湫池景区是一座罕见的古基岩滑坡,具有古滑坡可观察的景观形态特征,甘湫池不足堰塞湖,而是古滑坡形成的拉张洼地;水湫池堰塞坝的沉积物具有典型的“泥砾”结构,在形态特征上属于粘性重力流的碎屑流堆积;其坝体的形成与景区现有崩塌堆积无关;从空间分布和层序关系来看,景区内现有的崩塌砾石均堆积在古滑坡和泥石流堆积之上,由于各处具有不同的形态和结构特征,应具有成因的多样性和时间的多期性。