某泥石流沟谷治理工程方案设计

某泥石流沟谷治理工程方案设计

窦随兵

（山西省交通规划勘察设计院　山西太原　030012）

【摘　要】根据某泥石流沟谷勘察成果，对泥石流沟谷进行重力式拦挡坝和排导槽方案设计，经工程检验，重力式拦挡坝和排导槽设计满足矿山治理工程质量要求。通过治理，达到矿山环境得到恢复和改善的效果。

【关键词】泥石流；治理；方案设计

【中图分类号】P2.23 【文献标识码】A

1　工程概况

某剥蚀低中山沟谷区段，属黄河流域汾河水系，主要沟谷为汾河一级支沟。流域面积1.42km2。西北主沟源头的地面高程为1294.48m，沟底地面高程为1020.41m，相对高差为274.07m，冲沟全长约1.39km。该冲沟沟谷形态呈树枝型，次级支沟发育，冲沟上游与沟口的相对高差约248m，主沟纵坡坡降达179‰。沟为暂时性水流沟谷，平时干枯无水，暴雨时形成洪流。1996年8月4日该沟发生重大泥石流时，瞬间洪水流量达3.m3/s。该沟谷山高沟深，地形陡峻，便于水流汇集，具备形成泥石流的地形条件。

冲沟中的冲洪积物分布与矿山弃石土的堆放情况密切相关，在矿山弃石土堆放量大的下游，冲沟中的冲洪积物分布范围和厚度均较大，在距离矿山弃石土堆较远的冲沟中，冲洪积物分布范围和厚度均较小，甚至没有冲洪积物分布。由于煤矿开采，沟谷区段多处留下采煤采矿弃渣堆（坡）和探采煤平台，存在7万m3松散物源。人类不合理的经济活动，如不合理开挖、弃土、弃渣、采石，滥伐乱垦，导致山地环境退化、水土泥沙骤然流失，加剧泥石流形成，引发自然灾害。泥石流类型为降雨小型泥石流。

2　泥石流治理方案设计

设计原则及标准：根据已经查明泥石流的基本特征，进行泥石流危害预测，采取相应的工程措施，最大限度地遏制泥石流灾害的发生，确保下游人民群众的生命财产安全和社会经济发展。根据泥石流的具体情况，防治工程设计遵循总的原则是：以泥石流等地质灾害防治和生态环境恢复重建为中心，开展全面规划，综合治理，突出重点，采用土木工程措施和生物工程措施相互配合、发挥整体效益，泥石流防治工程设计示意图如图1所示。

图1　泥石流防治工程设计示意图

采取的措施：

（1）弃渣、建筑生活垃圾采取清除、集中堆放、绿化，以减少物源。

【收稿日期】2015-07-29

【作者简介】窦随兵（1967-），男，山西运城人，大学本科，高级工程师，主要从事公路工程地质勘察工作。

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窦随兵：某泥石流沟谷治理工程方案设计

（2）在洪积物区段主要以生物措施为主，少量表面的松散体进行清除，河道清淤疏通并修建主沟沟渠工程，对洪积物进行绿化以稳固物源。

根据以上原则和措施，设计泥石流防治方案：布设一道重力式挡坝及排导槽，如图2所示。

图2　拦挡坝平面图（尺寸：cm）

拦挡工程是用以控制组成泥石流的固体物质和雨洪径流，消弱泥石流的流量、下泄总量和流量、减少泥石流对下游建筑物的冲刷、撞击、侵蚀、淤埋等危害。拦挡措施有：重力式拦挡坝。

重力式拦挡坝：

（1）拦挡坝基底面应夯实后方可浇注基础，拦挡坝基础部分采用C25混凝土浇注，坝身采用M10浆砌片石砌筑，片石强度不低于MU30，表面采用M10水泥砂浆勾平缝；

（2）拦挡坝基础采用放坡开挖，放坡坡度以满足开挖基坑稳定为准，坝下游开挖后须采用直径50cm以上的大石块回填，提高基底承载力，禁止在坝下游50m沟道范围内取用石料；

（3）过流部分作表面耐磨处理：内埋坚石，表面采用C25细石混凝土；

（4）坝身设置排水孔，坡率为5%，品字型布设，孔壁采用C25细石混凝土，如图3所示；

图3　拦挡坝Ⅰ-Ⅰ剖面（尺寸：cm）

（5）拦挡坝下游9m范围内的沟底铺0.6m厚、

10m宽的C25细石混凝土护底，提高沟道抗冲刷能力。

排导工程作用是改善泥石流流势、增大沟谷的泄洪能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程主要为排导槽。

排导槽：

（1）排导槽采用矩形断面，净宽2.2m，净高2m，左右两侧边墙顶宽0.5m，底宽1.0m，总高3m，基础埋深1.0m，弯道超高处边墙高3m，渐变过渡；

（2）排导槽铺底厚0.7m，其中底部铺垫厚0.2m的C25砼，上部采用厚0.5m的M10浆砌块石。侧墙布设φ100PVC泄水孔，坡度5%，间距2m，如图4所示；

泥石流流动方向2.60:.01:15%C25混凝土M10浆砌片石C25混凝土图4　拦挡坝Ⅱ-Ⅱ剖面（尺寸：cm）

（3）M10浆砌片石采用座浆砌筑，以保证砂浆饱满度，片石强度不低于MU30。排导槽表面采用M10水泥砂浆勾缝；

（4）由于排导槽深度较大，建议采用1:0.75放坡开挖，以保证施工安全，必要时还需做临时支挡。采取原土回填，回填应考虑排水适当放坡，如图5所示；

图5　拦挡坝Ⅲ-Ⅲ剖面（尺寸：cm）

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西南公路

（5）在施工的过程中，应先将泥石流沟内的水引流疏干，再进行排导槽开挖，若排导槽槽底有淤泥，应采用“换土法”或“抛石法”进行基槽处理；

（6）需对排导槽槽底进行碾压密实，以避免槽底沉降。在排导槽砌筑完成，待砂浆强度达到70％以上时，方可回填槽侧壁填料。填料应符合设计要求，避免采用膨胀性和高塑性土壤，并做到分层填筑，分层夯实；

（7）沿槽身每隔15m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内填沥青麻丝。

3　结　语

沟谷泥石流设计方案可行，符合相关标准规范，该工程2013年竣工，截止目前未再发生重大泥石流灾害，矿山环境得到恢复和治理。

参 考 文 献

[1] 《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2] 山西省交通规划勘察设计院.太原市晋源区蒙山矿山地质环境治理工程九窑十八洞上游泥石流治理工程施工图设计[R].太原:山西省交通规划勘察设计院.

（上接第136页）况，选用适宜的处治方法，进行采空区的处治工作，同时加强隧道本身的支护。

（3）该隧道2012年建成通车，至今运营良好。

参 考 文 献

[1] 吴焕通,李海峰,刘宏宇.铁山隧道煤层采空区病害综合治理[J].世界隧

道,2000(1):53-57.

[2] 郑金龙.穿煤隧道压煤及其对隧道稳定性影响的研究[D].重庆:重庆大

学,2000.

7　结　语

（1）石膏矿采空区会对隧道结构的稳定性产生不良的影响，易引起病害，因此，在选线时，应尽量使隧道避开采空区。

（2）针对采空区与隧道的关系，根据不同情

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