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丹东市宽甸县小孤山村泥石流治理格宾网防治工程

时间:2016-08-09 14:55 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

摘 要: 结合宽甸县长甸镇小孤山村的水文地质勘查资料,分析了该地区泥石流的成因,并提出了采用拦挡与疏导相结合的治理措施,达到了消除泥石流地质灾害,保护人民生命财产安全的目的。
丹东市宽甸县小孤山村泥石流治理格宾网防治工程
    泥石流是一种特殊的,对人类及其生存环境的危害极大,特别是在山区尤为严重。辽宁省宽甸县为地质灭害高易发区,其中长甸镇为大、中型泥石流易发区。区内多为低山区,地形切割较深,冲沟发育,沟谷密集,松散物分布广泛,是典型的沟谷型泥石流,对它的成因及治理进行深入的分析对辽东地区乃至整个东北地区的沟谷型泥石流的研究具有非常重要的借鉴意义。
 
1、自然环境概况:
1.1、灾害发生点地理位置:
    泥石流灭害发生地点长甸镇位于宽甸县南部距丹东约60 km,距宽甸县城33 km与朝鲜毗邻,长甸镇小孤山村柳树沟泥石流治理项口中心点地理坐标为北纬40°25'45",东经124°38'21"。距朝鲜的直线距离仅约5 km,且本治理区所在的柳树沟紧邻亚洲第一大抽水蓄能电站蒲石河水电站下游电站,一旦有重大的泥石流灭害发生将直接影响下游蒲石河水电站的安危,进而对鸭绿江对岸的朝鲜新义州市和下游的丹东市受到威肋。
 
1.2、气候条件:
    长甸镇小孤山村地处辽‘j‘省东部,黄海岸以北约70 km,属温带湿润东亚季风型气候区06月份一9月份本地区处于热带海洋气团和极地大陆气团交替控制地带,气候湿热多雨,特别是7月份、8月份,西风环流呈经向型东移,当本地区处于冷低压槽前、副热带高压后部或有北上台风影响时,极易发生大暴雨。
 
1.3、水文:
    长甸镇小孤山村柳树杨沟沟口有蒲石河通过,该区段为蒲石河下游,蒲石河蓄水电站在此修建。蒲石河为鸭绿江下游右岸一条一级支流,蒲石河全长 121. 8 km,流域面积 1 212 km2 ,为南北向狭长形流域。该流域西北与叆河流域相邻,东北与半拉江流域接壤,东南与鸭绿江干流毗邻,以南约 70 km 为黄海,流域北高南低。
 
2、地层岩性、地质构造:
    区内出露地层主要有下元古界辽河群变质岩系( Ptlh) ,早元古代混合花岗岩( Mγ2) 和混合岩( M2) ,后期有元古代和晚侏罗世侵入岩及岩脉,上覆新生界第四系松散堆积层。在地质构造上,本区位于绥中—宽甸构造带与暖和子—丹东断裂带的交接复合部位,区内新构造运动主要表现为整体抬升隆起,区内褶皱、断裂较发育。
 
3、泥石流发育特征、规模:
    小孤山村杨柳沟泥石流是典型的沟谷型泥石流,杨柳沟汇水面积为 1. 75 km2 ,流域呈桃叶形分布,泥石流的形成区域与流通区域的分界线较为明显,在桃叶顶端有 24 处 30 m2 ~ 50 m2 左右的裸露山体存在大量的松散物质,形成泥石流通道的河道长约3 km ~ 4 km,2010 年 8 月 19 日宽甸县遭遇 60 年一遇的强降雨袭击,出现 574 mm 强降水,强降雨引发了泥石流地质灾害的发生,造成沟内堆积物遍布,堆积物面积 90 000 m2 ,山上冲下来的堆积物约 90 000 m3 。冲毁林地及农田约100 亩,道路约 3 500 m,小桥涵 5 座,冲毁房屋 15 间,造成直接损失近千万元,属于特大型地质灾害。辽宁将重大气象灾害Ⅲ级应急响应提升为Ⅱ级,国家防总21 号增派工作组赶赴辽宁指导抗洪救灾。
 
4、工程治理原则及措施:
 
4 . 1 、以拦为主,拦排结合的治理原则:

    采用“以拦为主,拦排结合”的综合治理措施,小孤山村杨柳树沟的泥石流的来源物质地势较高,在强降雨冲刷后冲击力大,需设置拦挡坝抵消其冲击力,由于在泥石流形成后原有的河道已经堵塞,河床被整体抬高近 3 m,需要清理河床,以方便疏导。

4. 2、泥石流灾害等级划分:
    根据长甸镇小孤山村杨树沟内居民情况、死亡人数、直接经济损失、期望经济损失和防治工程投资等五个因素,参考《泥石流灾害防治工程设计规范 3,该工程安全等级为三级( 见表
  表 1 本项目泥石流防治工程设计标准  
             
防治工程 降雨强度   拦挡坝抗滑安全系数 拦挡坝抗倾覆安全系数
安全等级              
    基本荷载组合 特殊荷载组合 基本荷载组合 特殊荷载组合
               
三级 30 年一遇   1. 15   1. 06 1. 40 1. 12


4.3、设计参数选取及计算
   泥石流流体重度 γc 。根据以往泥石流设计经验及现场实际测定,本次治理设计取 17 kN /m3 ; 泥石流流速,经计算 Vc  =3. 07 m/s。泥石流流量计算采用雨洪计算法,经计算泥石流流量Qc = 60 1 m3 /s拦挡坝抗滑移抗倾覆稳定性计算结果见表 2,表 3
  表 2   拦挡坝抗滑移稳定性计算结果  
             
        抗滑移稳定性系数  
             
名称   满库过流 半库过流
           
  一般工况   特殊工况 一般工况 特殊工况
             
拦挡坝 1. 432     1. 15 2. 54 1. 705


  表 3   拦挡坝抗倾覆稳定性计算结果  
             
        抗倾覆稳定性系数  
名称            
  满库过流   半库过流
             
  一般工况   特殊工况   一般工况 特殊工况
               
拦挡坝 2. 63     1. 90   4. 80 3. 05
导流渠断面流量验算: 根据流通段沟道的特征,用类比法来
计算导流渠的横断面积,经计算,导流渠设计泥石流厚度 HX  =
1. 26 m,取 1. 3 m; 导流渠安全超高 H = 0. 7 m,则导流渠深度 H =
 
HX + H = 2 m。

4. 4、治理措施:

1) 泥石流拦挡坝工程。本次治理中根据场地实际情况在沟谷上游设置了拦挡坝以抑制泥砂产生,阻滞泥砂输移,也拓宽了河床的宽度,调缓了河床的比降,降低了水流的速度,同时也削减了泥石流的冲击力。拦挡坝尺寸为 35 m 长,宽度 2. 2 m ~ 4. 8 m,坝地面以上高度 3. 3 m,坝埋深 2. 5 m,设溢流口,溢流口上宽21 m,下宽 20 m,高度 1 m,溢流段下部设置 1 000 mm × 800 mm孔洞 4 个,孔洞中心距 5 000 mm。2) 挡土墙工程。拦挡坝前后临道路一侧坡高 3 m ~ 4 m,为了保证坝前后的汇排水量及道路侧的安全,在紧临道路侧修筑挡土墙,按墙高的不同挡土墙采用渐变形式。挡土墙顶部高出地面 0. 3 m,并砌筑成长城状,以便道路上的水排至渠内。3) 导流渠工程。为了在泥石流发生时有效的将泥石流进行疏导,本次治理中修建了两种类型导流渠。导流渠1 布设在拦挡坝至居民密集区,采用 MU30 毛石砌筑。导流渠1 顶部宽度 700 mm,且高出路面 300 mm,导流渠 1 底部宽度为1 830 mm,埋入渠底深度均不小于 1 000 mm。导流渠 2 布设在居民稀疏区至沟口,采用石笼护堤,外部采用格宾网做成网笼,网笼内填筑毛石,石笼为梯形结构,顶宽 400 mm,底宽 1 900 mm。4)清淤工程。泥石流携带了大量的泥砂、块石等大量的松散物质堵塞了河道。为了导流渠区段内河道畅通,对河道进行清理,一方面保证导流渠渠底标高达到设计标高以便排水畅通,另一方面将清理出的块石就近铺垫至道路及地面低洼处。

5、结语:
   该工程对于泥石流地质灾害的治理着眼于拦挡与疏导结合,侧重于平时疏导上游来水和泥砂以减少泥石流形成的物源物质,在大规模危险性泥石流灾害发生时泥石流拦挡坝能够起到消能拦蓄作用。消除了泥石流地质灾害对当地 50 多户村民的危害,显著地改善了当地居民的生存环境条件,提高了生活质量。该工程的治理对辽东地区乃至整个东北地区的沟谷型泥石流的研究具有非常重要的借鉴意义。
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