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【正文】 石流溝群的洪積 扇上通過。后經詳細調查，發(fā)現其上游的東、西兩支溝內有大量的坍方滑坡體堵塞溝道；了解到該地區(qū)的公路橋梁 1955年由于泥石流災害曾多次中斷行車；還觀測到近期發(fā)生的泥石流，一年平均可淤積 左右的厚度。根據上述情況，定測時將該段線路采取兩次跨越湟水的方案，以避繞該段最嚴重的泥石流地區(qū)，鐵路通車后，情況良好。而原方案擬經過的大、小紅溝則曾多次暴發(fā)泥石流，給位于該 地區(qū)的公路橋梁造成很大的危害。實踐證明，這樣的選擇是正確的； b、隧道方案：成昆線利子依達溝是一條古泥石流溝，目的又趨活躍。近百年 來有過多次泥石流活動，曾在 1885 年、 1934 年、 1958年、 1967 年、 1978 年、 1981 年發(fā)生過不同規(guī)模的泥石流。 該溝流域面積 248km2，流域坡度十分陡峻，溝谷縱坡 100%—300%，流域受地質構造影響，巖石風化破碎，屬粘性泥石流。主溝兩岸滑坡崩坍的巖堆 60 余處，形成泥石流的松散物質較為豐富。溝床中表面 3m 上以直徑的巨石數以千計，最大者直徑達 8m。流域所在地區(qū)雨量充沛，暴雨集中，年降雨量一般 800— 1000mm， 80%集中在 7— 9 月，由于高山地形陡峻，且多在夜間發(fā)生歷時短而強度大的暴雨，為泥石流提 供了動力條件。 1981 年 7 月 9 日凌晨，暴發(fā)了利子依達溝近百年來極為強烈的 41 一次泥石流 。其流量為 ，流速 ， γm為 ， 其固體物質排出總量約為 70104m3。當時山谷雷嗚，大地震動，強大泥石流挾帶 7— 8m 直徑的巨石奔騰而下，將大橋 2 號墩欄腰斬斷，橋梁掉進了下游的大渡河。泥石流毀橋后，所挾帶的漂石沖入大渡河中，將流量約 3800m3/s 的大渡河堵塞，形成長 200 余米、寬 100 余米的泥石流急灘，迫使大渡河主流移向對岸。泥石流毀橋不久， 442次旅客列車顛覆于橋下，兩臺內燃機車 ，一輛行李郵政車，一輛硬座車被泥石流卷入大渡河中，另兩輛硬座車墜于側溝坡上，旅客生命財產損失慘重，中斷行車 15d 。 鑒于本溝近年來泥石流活動頻繁，幫線設橋已不能防御大型泥石流的危害，修建長約 的隧道，穿越泥石流溝底，繞避泥石流病害。 c、 明洞渡槽方案：青藏線西海段札麻隆峽小黑溝， 1987 年勘測時根據表面現象，認為山口以外洪積扇上地表大部辟為耕地，樹木生長茂密，且房舍密布，當地居民定居已近百年，自 1866 年至調查時發(fā)生四次較大洪水均未出現嚴重泥石流現象，洪積扇兩側溝槽深 4—5m，寬 10m，已比較穩(wěn)定 ，未出現近期沖淤痕跡，系屬古老、停止發(fā)展的洪積扇，只按一般“山間河谷”處理，在 300m 寬的洪積扇中部以路塹及 1 孔 渡槽通過。 1959 年 7 月 7 日施工期間，一次歷時僅 40 分鐘的強烈暴雨，降雨量達 120mm，降雨中心范圍 4km2，即驟然發(fā)生嚴重的泥石流，傾刻間漂石滾滾響聲震天，洪峰高達 3m，石塊粒徑一般 ，最大直徑達 ， 被泥石急流沖走 17 人，泥 42 石流所到之處，樹木房舍一觸即毀，房舍被毀 127 間，牲畜家禽大量傷亡，公路橋梁及電桿全被沖壞，交通郵電一度斷絕，下游西川河主流亦被泥石阻塞迫使改道對岸。事 后經過詳細調查，發(fā)現 流石主要來源為溝口內 750— 3500m 的地段，共有大小新生沖溝及支溝 14 條，由于溝床下切與沖刷劇烈，造成山坡堆積層及巖石風化層的嚴重坍塌，本次流石數量約 3104m3，確定為“典型泥石流溝”，不得不將線路局部上移爭取凈空，以 160m 長的明洞穿越大部堆積扇范圍。 d、 城鎮(zhèn)位置選擇不當：甘肅省 武都縣城位于逐年淤積嚴重的泥石流溝白峪河堆積扇上，近期比較嚴重的泥石流曾三次漫至城內街道，淤埋房舍 ；城市曾有搬遷的計劃，但為投資所限未能實現。白峪河兩岸筑堤愈漸增高，對縣城而言居高臨下，對縣城造成嚴重威 脅，現該縣已成立泥石流局，準備長期對該河流域進行綜合治理。 （ 2）中等泥石流地區(qū) 中等泥石流溝谷一般不宜作為建筑場地，當必須進行建筑時，應根據建筑類型（交通道路、城鎮(zhèn)工礦等）采取適當的線路和場址的最佳選擇； a、 公路、鐵路等交通道路穿過泥石流洪積扇時，避免在洪積扇中部穿越，線路宜采用架橋以一跨跨過或采用較大的跨度跨越、沖淤變化不大的洪積扇頂部通過，避免泥石流的直接沖擊。 當不得已而必須在洪積扇中部通過時，線路應盡量與洪積扇上的各股水流成正交，橋位不宜設在溝床縱坡由陡變緩地點；同時橋位宜設在洪水時的主流處，不 可將洪水改至洪積扇兩側低洼地點設橋；橋 43 下應有足夠的凈空高度，除預估可能淤積的厚度以外，另加安全值 1— 2m； 跨越泥石流洪積扇扇緣的交通道路宜在洪積扇末端扇緣處通過，此處已成為泥石流的強弩之末，其輸移能力及沖擊力遠較流通區(qū)為弱，且因受下游大河侵蝕基面的控制，其淤積的幅度和速度較之扇頂及洪積扇中部要小而且慢，橋梁所需凈穿高度也較易掌握。如成昆線的義 農河、蔣家河、上格達等橋梁都設在扇緣及尾部間，效果較好。 b、城鎮(zhèn)、廠礦等建筑物集中的工程，選址時應避開泥石流的威脅區(qū)，如有泥石流的威脅，宜采取標、本并治的綜合 治理， 以減輕或消除泥石流的危害。 甘肅省白家咀子某廠區(qū)選擇在廣子溝中等泥石流洪積扇中部，迫使白空咀子專用線以深挖通過，并采用長改溝在洪積扇間的洼地設橋， 1961 年 8 月洪水攜帶大量砂石流入路塹，淤積約 104m3，不但鐵路安全難以保證，更重要的是危及廠房的安全。后來只得在鐵路的上游一公里處用大孔徑 拽水洞穿過山梁，用加大縱坡的辦法使泥石流順暢通過橋涵。 （ 3）輕微泥石流地區(qū) 輕微泥石流溝谷，可利用洪積扇作為建筑場地，建筑物一般應避免正對溝口。交通線路通過泥石流洪積扇時應注意防護，橋梁建筑應采用適當的孔跨，過寬或 過窄都將導致淤積；并適當加高橋下凈空；原則上應原溝設橋或分段設橋，不宜改溝合并，急流槽斷面形狀及平面布置應有利于淤積物的排除，防止橋下淤積。 44 六、泥石流的防治 防治原則 泥石流是一種較大規(guī)模的自然災害，其形成原因是自然界多種因素綜合作用的結果，因素比較復雜，根治極為困難，因此對泥石流的防治應遵循以下原則； 以防為主，防治結合，避強制弱，重點治理，溝谷的上、中、下游全面規(guī)劃，山、水、林、田綜合治理；工程方案應以小為主，中小結合，因地制宜，就地取材。 防治措施 （ 1）泥石流的主要防治措施（表 所列） 表 泥石流主要防治措施表 位 置 主要措施 工 程 方 案 措 施 作 用 形成區(qū) 水土保持措施（治水、治土） 溝坡兼治：平整山坡、整治不良地質現象，加固溝岸修建谷坊（谷坊群）；改善坡面排水，修建坡面排水系統(tǒng)，使水土分家，如：修排水溝，引水渠，導流堤，魚鱗坑及調洪水庫等，植樹造林，種植草皮。 穩(wěn)定山坡，固定溝岸，防止巖土沖刷，減少物質來源。 調整控制洪雨地表逕流，削弱水動力，減少水的供給。 流通區(qū) 攔擋措施 修筑各種攔截（柵）壩：如攔截壩、溢流壩 、隱壩、谷坊、攔柵、護坡、擋墻等。 壩的類型：干砌片石，漿砌塊石、溢流土壩、混凝土拱壩、石籠壩、編籬壩、格柵壩，壩的材料；盡量就地取材。 攔碴滯流：攔蓄固體物質減弱泥石流規(guī)模和流量；固定溝床，防止溝床下切，放緩溝床縱坡比降，減少流速，防止溝岸沖刷，減少固體供給量。 堆積區(qū) 排導停淤 措施 修筑導流堤，排導溝，渡槽、急流槽、束流堤、停淤場、攔淤庫。 固定溝床，約束水流，改善泥石流流向、流速，調整流路，限制漫流，改善流勢，引導泥石流安全排 泄或沉積于固定位置。 已建工程區(qū) 支擋措施 護坡、擋墻、順壩、丁壩等。 抵御消除泥石流對已建工程的沖擊、側蝕、淤埋等危害。 45 （ 2）防治措施的選擇依據 表 所列泥石流防治措施，系綜合性的主要防治措施，具體采取那種措施時，尚需依據下列條件選擇。 a、依據泥石流的類型特征選擇：固體物質補給量的多少，直接影響著泥石流的類型和特征，類型特征不同，其危害則不一，因此對其所采取的防治措施也不相同。如：對稀性泥石流主要是采取防水治水和排導措施，對粘性泥石流主要是采取治土和攔擋措施； b、依據工程性質和需要選擇：建筑工程的性質、大小和需要不同， 對泥石流的防治措施也不一，如大型特殊工程，需對泥石流全面規(guī)劃處理，中小型工程可局部防護重點整治； c、依據泥石流的規(guī)模和危害程度選擇：泥石流規(guī)模的大小和危害程度不同，決定了在防治上的難易程度和防治工程的規(guī)模大小。泥石流的規(guī)模和危害程度的劃分如表 。 表 泥石流規(guī)模危害劃分表 泥石流規(guī)模 泥石流類型 流域面積 （ km2） 最大流量 （ m3/s） 固體物一次沖出量 溝谷情況 破壞作用 特大型泥石流 粘性泥石流 10 2021 一次沖出量超過 1105m3，或 一年內多次沖出量的總和超過 1105m3 不良地質現象極發(fā)育，活動頻繁，規(guī)模很大，分布面積占流域面積的 30%以上，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，溝道狹窄，阻塞嚴重，縱比降較大 破壞作用極大，出現大規(guī)模災害，常阻斷江河、龍頭沖擊力為 500kpa 大型泥石流 粘性稀性泥石流 5 5002021 一年沖出量為3105m3，或一年內多次沖出量的總和為 51051105m3 不良地質現象發(fā)育普遍，大多處于活動狀誠，規(guī)模較大，其分布面積 占 流域 面積的 10%，溝谷 狹窄，經常處于阻塞狀態(tài) 具有 很大的破壞能力，常淹沒大片的農田和村莊，龍頭的沖擊力為200500kpa 中型泥石流 泥石流水石流泥流 2 100500 一 次 沖 出 題 11053105m3 ，或一年內多次沖出量的總和為21055105m3 不良地質現象分布較多但多數處于穩(wěn)定狀態(tài)，活動規(guī)模不大，其分布面積占流域面積小于10%，溝谷較寬展，出現淤積現象 有破壞作用，流體不能過到整個堆積扇的范圍，但下游溝道淤積嚴重 ，龍頭沖擊 力為100200kpa 小型泥石流 泥石流水石流泥流 2 100 一次沖出題 或一年內多次沖出量的總和小于 1105m3 不良地質現象零星分布，規(guī)模小，以溝岸坍塌、土溜為主 具有一般的破壞作用，沖出規(guī)模不大，危害范圍有限，龍頭沖 擊力 小于100kpa 46 a、急流槽的斷面形式；急流槽的斷面形式一般有：梯形、矩形、復式斷面及槽底中部稍低的鈍三角形斷面，以便于小水時水流集中排泄，免遭小水時淤積。當線路走在洪積扇的中、上部，而流域內泥石流的物質儲備又相當豐富，因而不論洪水大小均產生泥石流時，復式斷面優(yōu)于梯形或矩形斷面，其主要作用是小水時水流集中在中部排泄， 水深較大時中部形成集中股流，流速較大，攜帶能力較強，足以將泥石排走；而較大流量的泥石流發(fā)生時，泥石流可以漫升到階地之上而又不致漫溢，此時中部泥石流更深，形成足以攜帶較大石塊的流速，實踐證明中部稍低的斷面效果較好； b、急流槽的槽底寬度：為了保證急流槽產生足以攜帶砂石的流速，適當的溝底寬度是必要的，因為溝床過寬就會使水深減小。根據泥石流的流速計算公式可知，流速大小取決于急流槽中的泥石流深度。 以往曾誤以為排泄泥石流的孔徑越大越好，過大地設計了橋梁孔徑，因而增大了橋址附近上下游的溝床寬度，與上下游的天然溝床寬不 協(xié)調，降低了橋址附近的流速，反而造成了橋下的淤積。如隴海鐵路寶天段的胡店溝、石浪溝、馮家川溝等泥石流溝，原建橋孔過小，泥石流災害后將橋孔加得過大 ，橋址附近的急流槽寬工都比上下游天然溝床為寬。結果造成橋下大量淤積；后將急流槽寬度適當減小，急流槽寬度與上下游天然溝床寬度相協(xié) 調，橋下淤積程度大大減輕； c、急流槽的坡度宜設計成橋址上下游一致的坡度，不可設計成上陡下緩的縱坡，實踐證明，凡是由于爭取橋下凈空而下挖成上陡下 47 緩的急流槽，一般很快恢復成天然坡度。 泥石流的攜帶能力取決于流速的大小，所以溝床縱坡應視泥石流的需要 攜帶能力而定，它與泥石流的嚴重程度有關； 1980 年根據隴海鐵路寶雞至渭水峪間 75 條泥石流溝橋梁的調查，分別大于以下的溝床縱坡就可以不致造成淤積； ① 嚴重泥石流 150‰ ；② 中等泥石流 100‰ ； ③ 輕微泥石流5‰ ； ④ 渾濁水流 20‰ 。 （ 3）線路工程常采用的防治措施 線路工程對泥石流常采用以排導為主的措施，讓泥石流順利排到不妨礙交通安全的地區(qū)。排導的主要形式是急流槽，急流槽應具有足夠的、均勻的坡度，適當的寬度和上下一致的斷面。具體設計要求如下： 第四節(jié) 地面塌陷 一、概念 地面塌陷庭指地表巖土 體在自然或人為因素作用下向下陷落，并 在地面形成塌陷坑（洞）的一種動力地質現象。 塌陷種類： 礦山采空區(qū)地面塌陷 煤層自燃地面塌陷 人防設施地面塌陷 巖溶地面塌陷 二、出露特征 48 塌陷體在地表的出露特征