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文档简介

1、本科生毕业设计PAGE PAGE 41摘 要近年来,泥石流的频发给山区人民的日常生活和山区的经济建设造成了巨大的危害。本文以河北省某县、泥石流为例进行勘查设计。、在历史上没有发生过泥石流,沟域内植被较好。但从2005年至今,由于沟域内铁矿开采,植被遭到破坏,大量矿渣被堆积在沟道内及岸坡上,堵塞了原沟道,新增大量松散固体物源,在暴雨条件下发生大规模泥石流灾害的危险性大大增加,对中下游沟道旁、村居民区居民的生命财产安全构成威胁。本文论述了泥石流勘查设计工作的具体内容。并通过查明勘查区的地质环境条件,分析泥石流的形成条件和基本特征,提出来泥石流勘查工作的部署。运用地形测量,地质调查和测绘的方法,槽探

2、和钻孔的勘探手段查明该区泥石流的发展程度,并提出合理的防治方案。、泥石流的治理工程的关键在于拦挡固源和降低泥石流水动力条件,尽可能避免弃渣堆积体物源启动。基于此,、中上段治理工程主要通过布置拦挡工程,而在、下游居民区处因地形条件限制,主要采用排导措施,起到保护、居民区的目的。关键词: 沟域形态 ;形成机制 ; 拦挡工程 ;排泄能力ABSTRACTIn recent years, debris flows caused great harm to the daily life of people who live in the mountainous area and the economy c

3、onstruction of mountainous area as the result of its frequent happening. The destruction of ecological environment increases the happening of debris flows. This article takes the debris flows of Chejiangou in Pingshan County of Hebei Province for example to conduct a survey of design. There never la

4、ndslides in the history of Chejiangou and vegetation is better in the ditch area. However, since 2005, due to the iron mining in the ditch, the vegetation there was destructed and a large number of slags accumulated in the channel and bank which blocked the original channel. Added a large number of

5、loose solid source, the risk of large-scale debris flows occurrence in heavy rain conditions is greatly increased which pose a threat to the life and property safety of Chejiangou neighborhood residents who live in the middle and lower reaches of the ditch road. This article discusses the specific c

6、ontent of the debris flow exploration and designation work. And to analyze the debris flow formation conditions and basic characteristics and proposed deployment of the debris flow survey work through the identification of geological environmental conditions in exploration area. We use topographic s

7、urvey, geological survey and mapping, trenching and drilling exploration tools to identify the degree of development of the area of debris flow, and put forward reasonable prevention and treatment programs. The key management project in the Chejiangou debris flow is to hold back the solid sources an

8、d reduce debris flow hydrodynamic conditions, and at the same time avoid debris in the accumulation of material source to start as much as possible. Based on what we discussed above, the main method to control the debris flows in the upper and middle reaches is to arrange permeable dam. While due to

9、 the limitation of terrain conditions in the Downstream of debris flows, we use drainage measures to protect the neighborhood of Chejiangou.Key words:the shape of ditch domain;formation mechanism;blocking engineering ; excretion capacity 目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc325915317 摘 要 PAGEREF _Toc

10、325915317 h I HYPERLINK l _Toc325915318 ABSTRACT PAGEREF _Toc325915318 h I HYPERLINK l _Toc325915319 1 前言 PAGEREF _Toc325915319 h 1 HYPERLINK l _Toc325915320 1.1 任务由来 PAGEREF _Toc325915320 h 1 HYPERLINK l _Toc325915321 1.2 目的任务 PAGEREF _Toc325915321 h 1 HYPERLINK l _Toc325915322 1.3 勘查依据及参照规范 PAGERE

11、F _Toc325915322 h 2 HYPERLINK l _Toc325915323 1.4 以往工作程度 PAGEREF _Toc325915323 h 2 HYPERLINK l _Toc325915324 2 勘查区地质环境条件 PAGEREF _Toc325915324 h 2 HYPERLINK l _Toc325915325 2.1 自然地理条件 PAGEREF _Toc325915325 h 2 HYPERLINK l _Toc325915326 2.2 地形地貌条件 PAGEREF _Toc325915326 h 3 HYPERLINK l _Toc325915327 2

12、.3 勘查区地层岩性 PAGEREF _Toc325915327 h 4 HYPERLINK l _Toc325915328 2.4 地质构造 PAGEREF _Toc325915328 h 5 HYPERLINK l _Toc325915329 2.5 气象水文 PAGEREF _Toc325915329 h 5 HYPERLINK l _Toc325915330 2.6人类工程活动对泥石流的影响 PAGEREF _Toc325915330 h 6 HYPERLINK l _Toc325915331 3 泥石流形成条件和基本特征 PAGEREF _Toc325915331 h 6 HYPER

13、LINK l _Toc325915332 3.1 泥石流的沟域形态特征 PAGEREF _Toc325915332 h 6 HYPERLINK l _Toc325915333 3.2 泥石流的危害性及危害对象 PAGEREF _Toc325915333 h 9 HYPERLINK l _Toc325915334 3.3 泥石流发展历史分析 PAGEREF _Toc325915334 h 9 HYPERLINK l _Toc325915335 3.4 泥石流沟物源类型、分布及物源量估计 PAGEREF _Toc325915335 h 9 HYPERLINK l _Toc325915336 3.5

14、 泥石流的形成机制、主要诱发因素及易发性分析 PAGEREF _Toc325915336 h 12 HYPERLINK l _Toc325915337 4 泥石流勘查方案部署 PAGEREF _Toc325915337 h 14 HYPERLINK l _Toc325915338 4.1 资料收集 PAGEREF _Toc325915338 h 14 HYPERLINK l _Toc325915339 4.2 勘查范围 PAGEREF _Toc325915339 h 14 HYPERLINK l _Toc325915340 4.3 治理工程初步设想 PAGEREF _Toc325915340

15、h 14 HYPERLINK l _Toc325915341 4.4 勘查工作布置原则 PAGEREF _Toc325915341 h 19 HYPERLINK l _Toc325915342 4.5 采取的主要勘查技术措施 PAGEREF _Toc325915342 h 19 HYPERLINK l _Toc325915343 4.6 勘查工作总体布置 PAGEREF _Toc325915343 h 19 HYPERLINK l _Toc325915344 4.7 勘查工作量及实施中调整要求 PAGEREF _Toc325915344 h 24 HYPERLINK l _Toc3259153

16、45 4.8 勘查工作技术要求和验收标准 PAGEREF _Toc325915345 h 26 HYPERLINK l _Toc325915346 4.9 勘查中需要分析研究的重点技术问题 PAGEREF _Toc325915346 h 31 HYPERLINK l _Toc325915347 5 勘查组织机构及人员 PAGEREF _Toc325915347 h 31 HYPERLINK l _Toc325915348 5.1勘查项目部及作业组 PAGEREF _Toc325915348 h 31 HYPERLINK l _Toc325915349 5.2 项目管理及工程技术人员 PAGER

17、EF _Toc325915349 h 32 HYPERLINK l _Toc325915350 6 勘查工作进度设计 PAGEREF _Toc325915350 h 32 HYPERLINK l _Toc325915351 6.1 进度计划 PAGEREF _Toc325915351 h 32 HYPERLINK l _Toc325915352 6.2 施工进度控制 PAGEREF _Toc325915352 h 33 HYPERLINK l _Toc325915353 7 勘查工作保障措施 PAGEREF _Toc325915353 h 34 HYPERLINK l _Toc32591535

18、4 7.1 技术质量保障措施 PAGEREF _Toc325915354 h 34 HYPERLINK l _Toc325915355 7.2 劳动安全保护措施 PAGEREF _Toc325915355 h 34 HYPERLINK l _Toc325915356 7.3 环境保护措施 PAGEREF _Toc325915356 h 35 HYPERLINK l _Toc325915357 7.4 施工进度保障措施 PAGEREF _Toc325915357 h 35 HYPERLINK l _Toc325915358 8 预期成果 PAGEREF _Toc325915358 h 35 HY

19、PERLINK l _Toc325915359 8.1 勘查成果图件及附件 PAGEREF _Toc325915359 h 35 HYPERLINK l _Toc325915360 8.2 治理工程可行性研究报告及附件 PAGEREF _Toc325915360 h 36 HYPERLINK l _Toc325915361 9 勘查工作预算 PAGEREF _Toc325915361 h 36 HYPERLINK l _Toc325915362 9.1 编制依据 PAGEREF _Toc325915362 h 36 HYPERLINK l _Toc325915363 9.2 编制方法 PAGE

20、REF _Toc325915363 h 36 HYPERLINK l _Toc325915364 9.3 预算结果 PAGEREF _Toc325915364 h 36 HYPERLINK l _Toc325915365 致谢 PAGEREF _Toc325915365 h 39 HYPERLINK l _Toc325915366 参考文献 PAGEREF _Toc325915366 h 40泥石流勘查设计1 前言1.1 任务由来某县观音堂乡秋卜洞村、泥石流位于某县西北部山区。经调查访问,、在历史上没有发生过泥石流,沟域内植被较好。但从2005年至今,由于沟域内铁矿开采,植被遭到破坏,大量矿渣

21、被堆积在沟道内及岸坡上,堵塞了原沟道,新增大量松散固体物源,在暴雨条件下发生大规模泥石流灾害的危险性大大增加,对中下游沟道旁、村居民区居民的生命财产安全构成威胁。据调查访问,、泥石流威胁居民住户共30户123人,此外,泥石流还威胁沟道内及沟道两岸约50亩农田和大量村道,潜在经济损失500万元。、泥石流目前危害程度属中型,进行勘查和治理显得必要而紧迫。接受河北省国土资源厅委托,由我院承担河北省某县观音堂乡秋卜洞村、泥石流隐患点的勘查工作。根据项目总体部署,本次勘查工作勘查精度应达到施工图设计勘查阶段勘查要求。1.2 目的任务1.2.1 目的查明、泥石流发育的自然环境、形成条件、泥石流的类型、规模

22、等基本特征及危害性,为泥石流治理方案的选择和治理工程设计提供可靠的地质依据。1.2.2 任务(1)查明形成泥石流的物源条件,包括物源类型、分布范围、可转化为泥石流的松散固体物动储量及泥石流固体堆积物的粒度沿沟道的变化特征等;(2)查明形成泥石流的沟道条件,包括沟道的宽度、长度、弯曲度、纵比降、跌坎、卡口等沟道特征;特别是泥石流堆积扇的发育特征及沟道泄流能力;(3)查明形成泥石流的水源条件,包括降雨量、水库、堰塞湖等水体对形成泥石流的补给特征;(4)调查泥石流沟道上、中、下游及支沟汇入主沟口等典型断面的过流特征,推算不同设计频率下泥石流的水文特征值(流体重度、水位、流量、流速、一次性冲出固体物质

23、量、弯道超高、冲击力等)(5)综合分析研究泥石流的暴发频率、活动规律,预测泥石流的发展趋势与可能的危害程度,划定泥石流灾害的危险区范围,调查泥石流危害特征(对象、范围、方式);(6)调查已有泥石流治理工程的效果,针对拟进行工程治理(拦挡坝、谷坊坝、排导槽、防护堤、护坡、绿化等)的地段和部位进行必要的工程地质勘查,提供满足工程设计需要的平剖面图和工程地质参数;(7)调查工程治理区的水电、原材料供应、施工道路、作业场地、工程占地拆迁等施工条件;(8)编制泥石流防治工程可行性研究报告,提出两套方案进行技术经济比较,推荐治理方案。在推荐治理工程方案的基础上编制治理工程初步设计。1.3 勘查依据及参照规

24、范泥石流灾害防治工程勘查规范(DZ/T0220-2006)为本次工作执行的主要标准;岩土工程勘察规范(GB 50021-2001);滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范(1:50000);泥石流灾害防治工程设计规范(DZ T02392004);地质灾害防治工程勘查规范;钻探技术规范(DZ/00791);地质勘查坑探规程(DZ0141-94);原状土取样技术标准(JGJ 89-92);工程测量规范(GB BV50026-93);国家水准测量规范;国家三角测量和精密导线测量规范;地质勘探安全规程(国家安全生产行业标准AQ2004-2005)。1.4 以往工作程度石家庄地区在20世纪60年代至80年代末期

25、主要是做基础地质方面的工作,进行水文地质条件的勘查,基本查明了区域水文地质条件;由20世纪80年代末期至今则主要进行与地质环境有关的工作,主要调查、研究成果有:(1)1/20万水文地质区测报告(石家庄幅);(2)1/50万地质区测普查报告(1973年,河北省幅);(3)太行山北段1:20万水文地质修编报告(河北省地矿局第二水文地质工程地质大队,1991年);(4)河北省石家庄市地质灾害调查报告(河北省地矿局第一水文地质工程地质大队,1992年);(5)河北省1:50万环境地质调查报告(河北省环境地质勘查院,2001年);(6)河北省某县地质灾害调查与防治区划报告(河北省地质环境监测总站,200

26、3年);其它收集到的相关资料。2 勘查区地质环境条件2.1 自然地理条件本次勘查工作区位于石家庄市某县秋卜洞村、,中心地理坐标:北纬383618,东经:1134925。、距离某县城约75km,距离观音堂乡约15km,具体交通位置见某县交通位置图(图2-1):、泥石流图2-1 交通位置图2.2 地形地貌条件某县地形总体趋势西高东低、北高南低,海拔1112281m,由西向东依次为中山区、低山区、丘陵区。、流域地形总体上属深切割构造侵蚀中低山区,沟域内总体上地形陡峻,地形临空条件发育。、沟域形态近似条矩形,沟域汇水面积2.2km2。受构造控制,沟域分布不对称,支沟发育,西侧较窄,东侧较宽。海拔816

27、-1405,相对高差589m。沟域岸坡以陡坡地貌为主,一般坡度3545,岸坡植被发育,乔、灌、草均有生长,沟域内在2005年铁矿开采之前,生态环境良好,从2005年至今,沟域内大量开采铁矿,形成了数个矿渣堆积体,为泥石流的发育提供了大量的松散固体物源。、总体上为U型谷地貌,局部为V型谷地貌,特别是上游沟段和各支沟通常沟谷较为狭窄,坡度较陡,水流湍急,且动态变化较大,具陡涨陡落的山溪沟谷特征。、截至到目前,尚未发生过泥石流,没有明显的泥石流堆积区域,将改沟分为形成区和流通区,其中,形成区上段(矿渣堆积体上部)森林植被覆盖率高,踏勘未发现明显变形破坏迹象,可参与泥石流活动的松散物源量较少,属清水区

28、;矿渣堆积体区域为泥石流的物源区,矿渣堆积区域以下沟道段为泥石流的流通区。沟域范围及地形特征如沟域卫片所示(图2-2)。 图(卫片)2-2 、沟域全貌(2008年12月摄)2.3 勘查区地层岩性、流域范围内主要地层为第四系地层和中太古界地层。2.3.1 第四系第四系地层主要包括残人工弃渣堆积层(Q4ml) 、残坡积层(Q4el+dl)、冲洪积堆积层(Q4al+pl)。1、第四系人工弃渣堆积层(Q4ml)分布于主沟上游左岸斜坡上部、主沟和1支沟、2支沟、8支沟交汇处沟床及岸坡上、3支沟沟头、4支沟沟头,厚度一般220m,物质组成为碎石土,主要为铁矿开采产生的矿渣。2、第四系残坡积层(Q4el+d

29、l)分布于主沟和各支沟两岸斜坡上,分布范围较广,土体物质成分复杂多样,主要为碎块石土组成。3、第四系冲洪积层(Q4al+pl)主要分于主沟和各支沟沟床,主要为碎石土组成,局部平缓段以粗砾砂为主,渗水性较好。2.3.2 基岩、流域范围内主要出露基岩地层为(Ar2Fgn)中太古界阜平群(混合)片麻岩,岩性主要为浅色斜长片麻岩、条带状黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩。主要分布于山坡中上部、主沟和各支沟沟道两侧及冲沟底部,铁矿开采面等,分布范围较广,节理裂隙发育,岩层倾向10-235,倾角25-72,见图2-3、图2-4。 图2-3 主沟沟床底部强风化片麻岩 图2-4 泥石流沟两侧斜坡上强风化片麻岩 2

30、.4 地质构造本区在大地构造上位于中朝准台地的一个相对稳定的级构造单元山西断隆的东部边缘,属新华夏构造体系。地处第三隆起带太行山隆起,主结构面呈NNE向。紫荆关灵山深断裂从丘陵区通过,山区EW向褶皱较发育、各期褶皱相互叠加,岩脉侵入,构成了错综复杂的褶皱形态。依据中华人民共和国国家标准 GB 183062001中国地震动参数区划图,某县地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期分为0.45s,地震烈度设防为6度。县境内未曾发生原发性地震。2.5 气象水文2.5.1 气象某县属暖温带半湿润季风大陆性气候。由于高差悬殊,立体气候明显,四季分明,季节性强,光照充足,降水量偏少,夏暑冬寒,温差

31、较大。受大气环流分布的制约表现为春暖夏热秋爽冬寒。年平均气温12.8,极端最高气温42.1,最低气温-26.5。年最热月份是7月,平均气温26.3;最冷月份是1月,平均气温-8.2。年较差29.5。各月平均气温除最热的7月和最冷的1月外,其余10个月可以7月为轴分为对称的5对近似月。无霜期平均140-180天。区内降雨量变化较大,历年多年平均降雨量560.3mm,年最大降雨量1209mm(1996年),降雨量多集中在6-9月份,占全年降雨量80%以上,且长长发生大暴雨,最大日降雨量76mm(1999年)。2.5.2 水文本区属海河流域子牙河水系,流经本区的河流有:郭苏河、南甸河、营里河、滹沱河

32、、柳林河、文都河、温塘河等。其中,滹沱河是本区最大常年性河流,发源于山西省繁峙县,境内流长110km,多年平均流量8.62亿m3,年最大流量为2410m3/s,其余河流均为季节性河流,发源地均为本县。区内有岗南、黄壁庄两座大型水库;石板水库、下观水库等6座中小型水库。岗南、黄壁庄两座大型为石家庄市饮用水源地。勘查区以深切“U”型谷为主,总体上岸坡较为陡峻,切割深度较大。主沟纵长2.55km,主沟沟头最高点高程为1292.0m,、居民区处高程为816.0m,相对高差476m,主沟平均纵坡降167.0。其中上游矿渣堆积处以上沟段纵坡陡峻,以下沟段总体上纵坡略缓,且呈现陡缓相间的空间变化特征。沟谷平

33、面上弯道发育,谷宽总体上上游较窄,下游较宽,且呈现出时宽时窄的变化特点。、地表径流流量约0.0030.005m3/s,丰水期流量可达0.0040.007m3/s,主要接受大气降水和泉水补给,流量受降雨量影响较大,在沟口汇入主河柳林河。、支沟发育,支沟呈树枝状,分布较为对称,这些支沟通常纵坡较大,大部分支沟无地表径流。、沟域内没有水库、湖泊等地表水体,因此,泥石流暴发的水源条件主要为暴雨作用下沟谷中产生的短时洪水。2.6人类工程活动对泥石流的影响沟道内人类工程活动强度较大,主要为沟域内铁矿的开采,大量矿渣堆积在沟道内及沟道两侧岸坡上,为泥石流的发生提供了大量松散固体物源;弃渣堆积体主要包括四部分

34、,分别编号W1W4,其中W1位于主沟上游左岸斜坡上部,W2堆积在主沟及1#、2#、8#支沟交汇处沟床及沟道两侧岸坡上,W3、W4分别位于3#、4#支沟沟头。此外,植被的破坏加快了斜坡雨水径流速度,减少了雨水的下渗,为泥石流的暴发增加了水源条件。不合理的人类工程活动是形成潜在泥石流灾害的直接原因。3 泥石流形成条件和基本特征3.1 泥石流的沟域形态特征3.1.1 沟域形态、沟域形态近似矩形,流域面积达2.2km2,主沟整体长2.85km,主沟宽度540m,流域海拔高度1405816m,相对高差约589m,主沟平均纵坡降167.0%。、支沟发育,分布较为对称,分别编号为19支沟(见附图1),大部分

35、支沟纵坡降较大,旱季大多无地表径流,各支沟基本特征统计如表3-1。表3-1 、各主要支沟基本特征统计表序号支沟编号沟长(m)沟域面积(m2)相对高差(m)平均纵坡()11支沟7550.20220226822支沟4840.11515031033支沟1280.0293628144支沟1790.0244223555支沟1950.0385829766支沟1830.0196636177支沟9650.42421021888支沟5580沟6130.1241502451010支沟3780.088962543.1.2 沟域特征、总体上为深切“U”型谷,局部呈“V”型谷,总体上具有岸坡陡

36、峭,切割深度较大的特点。主沟纵长2.55km,主沟沟头最高点高程为1292.0m,、村居民区处沟道最低高程816.0m,相对高差476m,主沟平均纵坡降167.0。其中该沟主沟上游(清水区)坡度较大,主沟平均纵坡降298.7,沟道宽窄相间,沟道呈“V”和“U”字型,沟道弯曲较多,上部沟道宽度720m,下部沟道宽度825m;主沟中部(物源区)沟道较为平缓,主沟平均纵坡降108.7,沟道多呈宽“U”字型,宽度达640m,W2铁矿弃渣堆积区矿渣已将原沟道完全掩埋,沟道堵塞严重,踏勘期间当地百姓分别沿弃渣堆积体南侧和8支沟出口处开挖了排水明沟,由于该段多为松散堆积物,可对沟床进行适当清理,调整沟床纵坡

37、,在现排水沟处修建浆砌块石排导槽,用于排泄雨季主沟和1、2、8支沟洪水及少量泥石流,避免对弃渣堆积体进行掏蚀冲刷。此外,主沟上游W1弃渣堆积体以下段和5支沟下部沟道宽窄相间,在这些部位为设置拦挡坝等拦挡工程提供了有利条件。泥石流形成区支沟发育,成树枝状,大部分支沟长度较长,纵坡降较大,地形较为陡峻。形成区地貌见图3-1图3-2。 图3-1 泥石流形成区(清水区)地貌 图3-2 泥石流形成区(物源区)地貌、W2废渣堆积体下部为泥石流流通区,沟床宽度530m,平均纵坡降100.5,沟床两侧岸坡多处基岩出露,其中紧邻堆积体下部为一基岩卡口,为修建拦挡坝固源稳坡工程提供了有利条件。同时,流通区沟道宽窄

38、相间的特点为泥石流治理工程设置拦挡坝等拦挡工程提供了有利条件。流通区、居民区段沟道较为狭窄,居民房屋紧邻沟道修建,可对该段沟道进行适当清理,修建排导工程。流通区地貌见图3-3:图3-3 泥石流流通区地貌、主沟和各支沟普遍沟谷狭窄,纵坡陡大,水动力条件良好。各弃渣堆积体为沟域内的主要固体物源,物源分布较集中,且物源量大,该泥石流沟防治工程重点宜为拦挡固源工程,同时改善现有排水条件,在沟道内物源分布集中区域和临危害对象处可设置排导工程。主沟沟床纵比降变化情况详见泥石流纵剖面(附图3),泥石流沟域全貌图见图3-4。危害对象泥石流流通区泥石流形成区图3-4 泥石流沟域全貌图3.2 泥石流的危害性及危害

39、对象经调查访问,、在历史上没有发生过泥石流,主沟及各支沟植被较好,但从2005年至今,由于沟域内铁矿开采,大量植被遭到破坏,大量矿渣堆积在沟道内及岸坡上,导致沟域内松散固体物源量大增,在暴雨条件下发生大规模泥石流灾害的危险性大大增加。、泥石流危险区范围主要为弃渣堆积体下部沟道内及沿沟道两岸预测最高洪水位和泥位线以下区域,据此确定的泥石流危险区范围详见勘查工作平面布置图(见附图1),泥石流危险区面积为0.066km2。根据确定的泥石流危险区范围,、泥石流的威胁对象主要为、村居民区,通过对泥石流形成区与流通区的调查,目前泥石流所处发展阶段为发展期,其活动强度变化趋势为趋增势。由于该泥石流物源量极为

40、丰富,汇水面积较大,如暴发泥石流,大量松散固体物源形成的稀性泥石流极有可能沿沟冲出,对流通区、居民区居民生命财产安全构成威胁,造成严重的经济财产损失,据调查访问,、泥石流威胁居民住户共30户123人,此外,泥石流还威胁沟道内及沟道两岸约50亩农田和大量村道,潜在经济损失500万元。因此,、泥石流目前危害程度属中型,进行勘查和治理显得必要而紧迫。危害对象分布见图2-5。图3-5 、泥石流危害对象3.3 泥石流发展历史分析据调查走访,在2005年之前,、沟内松散固体很少,且植被覆盖率较高,历史上没有发生泥石流,从2005年至今,沟道内及两岸堆积了大量的矿渣,新增大量松散固体物源,雨季已有少量的松散

41、物质冲出,因此,泥石流暴发的危险性增大,一旦遇到暴雨等不利情况,其发生较大规模泥石流的可能性有所增大。3.4 泥石流沟物源类型、分布及物源量估计、泥石流的物源类型主要分为坡面侵蚀物源、沟床堆积物源、弃渣堆积体物源。通过踏勘,对物源类型及分布进行了初步调查,对物源量进行了初步估计。3.4.1 坡面侵蚀物源、除铁矿开采区外,其它区域植被覆盖较好,可提供泥石流活动的面状物源较少。在铁矿开采区域,植被遭到破坏,斜坡结构变得较为松散,局部地段水土流失可能加剧,如图3-63-7所示,因坡面侵蚀出现的水土流失面状物源区面积共约0.03km2,平均厚度约1m,可提供的松散固体物源总量约3104m3,按特大暴雨

42、条件下侵蚀厚度0.5m计,其可参与泥石流活动的动储量约1.5104m3。 图3-6 主沟左岸侵蚀物源 图3-7 主沟右岸侵蚀物源3.4.2 沟床堆积物源、沟床堆积的松散固体物源主要分布于弃渣堆积体以下沟段,沟床宽515m,平均宽约8m,总长约500m,堆积物平均厚度约1.5m,物源总储量约0.6104m3,如图3-83-9所示。 图3-8 主沟上游沟床堆积物源 图3-9 3支沟沟床堆积物源沟床堆积物参与泥石流活动的方式主要为揭底冲刷,由于这些沟段沟床纵坡较缓,通常情况下不会启动。如遭遇大暴雨,沟床水动力条件将大大提高,可将沟床刨蚀,裹挟沟床堆积物,参与泥石流活动的可能性是较大的,预计这种条件下

43、沟床揭底冲刷深度约1.0m,据此估算沟床揭底冲刷可能参与泥石流活动的松散固体物源量可达约0.4104m3左右。此外,其它沟段也有很少量的沟床堆积物源,对泥石流的发生影响很小,可忽略不计。3.4.3 弃渣堆积物源弃渣堆积体主要包括4部分,分别编号为W1、W2、W3、W4,见勘查工作平面布置图,W1分布在主沟上游左岸斜坡上部;W2分布在形成区主沟和1、2、8支沟交汇处,面积较大,是、最大的物源;W3分布在3#支沟沟头,W4分布在4支沟沟头,其中W4厚度较薄,主要沿坡面堆积。各堆积体物源分布情况详见勘查工组平面布置图,物源统计如表2-2,W1W4弃渣堆积体物源如图3-103-13。由表3-2可见,弃

44、渣堆积体物源总量约37.1104m3,其中可参与泥石流活动的动储量为32.3104m3。由于弃渣堆积体物源区地形大部分较陡峻,且各主支沟纵坡降均较大,在强降雨作用下,洪水从沟头高位倾泻而下,冲刷下坡面的松散物质,沿沟掏蚀弃渣堆积体和沟床,裹挟沟侧松散物质向下运动,形成泥石流。 图3-10 主沟上游沟床堆积物源 图3-11 主沟上游沟床堆积物源 图2-12 主沟上游沟床堆积物源 图2-13 主沟上游沟床堆积物源3.4.4 小结综上所述,、泥石流主要物源包括坡面侵蚀物源、沟床堆积物源和弃渣堆积体物源等三类,其中坡面侵蚀物源总量3104m3,沟床侵蚀物源0.6104m3,弃渣堆积体物源37.1104

45、m3,因此,物源总量为12.6104m3,其中可参与泥石流活动的动储量为39.0104m3。、泥石流各类物源基本情况汇总如表3-3。表3-4 、物源统计表物源编号面积(m2)平均厚度(m)方量(m3)可启动方量(m3)W18075 108074616149W253840 20 1076805323042W32832 20 5664728323W45525 2 110513315坡面侵蚀物源30000 1 3000015000沟床堆积物源4000 1.5 60004000总计1261249389829由表可见,弃渣堆积体物源为、泥石流的主要物源,其次为坡面侵蚀物源和沟床堆积物源。各类物源间有密切

46、的转化关系,坡面侵蚀物源和沟床堆积物源所占比例较少,对泥石流的发生影响较小。因此,如何治理4处弃渣堆积体物源,避免其大量启动形成泥石流将是本次勘查和治理工程设计中应重点解决的问题。由物源组成分析,、泥石流为泥石型泥石流。3.5 泥石流的形成机制、主要诱发因素及易发性分析 、泥石流按集水区地貌特征分类属于沟谷型泥石流,按水源和物源成因分别属于暴雨型泥石流和弃渣型泥石流。在泥石流形成过程中,沟域内地形陡峻,沟谷上游和各支沟纵坡较大,为水源和泥沙的汇聚提供了有利的地形地貌条件。自2005年沟内主沟及部分支沟开始开采铁矿至今,产生了大量的废弃矿渣,堆积在主支沟沟道内及沟道两侧,提供了大量的松散堆积体物

47、源,此外,因开矿诱发的局部水土流失的加剧、沟床内的松散堆积物丰富了泥石流的的松散固体物源,而暴雨则是泥石流形成的主要引发因素。根据泥石流沟域基本特征和参数,按照泥石流灾害防治工程勘查规范(DT /T02202006)附录G“泥石流沟的数量化综合评判及易发程度等级标准”,、泥石流易发程度综合评分为106分(如表3-5),综合判定泥石流易发程度属易发(如表3-6)。如前所述,在暴雨条件下,可能启动、中上游和各支沟弃渣堆积体类物源和坡面侵蚀物源、沟床堆积物源,形成大规模的泥石流灾害,而、居民区位于泥石流流通区中部并紧邻沟道,一旦、发生大规模泥石流灾害,其后果将不堪设想。表3-5 泥石流沟易发程度数量

48、化评分表(N值)序号影响因素量 级 划 分极易发(A)得分中等易发(B)得分轻度易发(C)得分不易发生(D)得分1崩坍、滑坡及水土流失(自然和人为活动的)严重程度崩坍、滑坡等重力侵蚀严重,多层滑坡和大型崩坍,表土疏松,冲沟十分发育21崩坍、滑坡发育,多层滑坡和中小型崩坍,有零星植被覆盖冲沟发育16有零星崩坍、滑坡和冲沟存在12无崩坍、滑坡、冲沟或发育轻微12泥砂沿程补给长度比(%)60166030123010812(213)1212 6(213105)96 3(10552)63(32)15区域构造影响程度强抬升区,6级以上地震区,断层破碎带9抬升区,46级地震区,有中小支断层7相对稳定区,4级

49、以下地震区,有小断层5沉降区,构造影响小或无影响16流域植被覆盖率(%)6017河沟近期一次变幅(m)2821610.240.218岩性影响软岩、黄土6软硬相间5风化强烈和节理发育的硬岩4硬岩19沿沟松散物储量 (104m3/km2)106105551432(625)632 25(625466)525 15(466268)41051054513100114流域相对高差(m)500450030033001002100115河沟堵塞程度严重4中等3轻微2无1注:字体加粗栏为、泥石流所属项。表3-6 泥石流沟易发程度数量化评分表(N值)是与非的判别界限值划分易发程度等级的界限值等级标准得分N的范围等

50、级按标准得分N的范围自判是44130极易发116130 易发87115轻度易发4486非1543不易发生15434 泥石流勘查方案部署4.1 资料收集野外勘查工作开展前,尽量利用该泥石流沟的已有地质资料(包括排查资料),重点应收集以下资料:1)泥石流灾害史资料;2)地形地貌资料;3)区域地质、水文地质资料;4)气象水文及地震资料。4.2 勘查范围根据任务书的要求和泥石流灾害防治工程勘查规范(DZT02202006),为查明车见泥石流形成的地形地貌条件、物源条件、水源条件以及泥石流运动和堆积特征、泥石流危害等,本次勘查的范围包括、整个沟域及泥石流可能危及的区域,面积为2.72km2。4.3 治理

51、工程初步设想4.3.1 已建泥石流防治工程根据调查,当地居民在W2弃渣堆积体下部修建了2处挡墙,见图4-1图4-2,挡墙位置见附图1,已建挡墙对泥石流的防治作用有限,且挡墙的结构安全性无从考证。2#挡墙1#挡墙 图4-1 拟设1拦挡坝位置 图4-2 拟设1拦挡坝位置4.3.2 治理工程初步设想踏勘表明,、泥石流物源丰富,且以主支沟弃渣堆积体物源所占比例较大,其中主沟W2弃渣堆积体为主要物源。W1、W3、W4弃渣堆积体物源及以上沟段纵坡较陡,W2弃渣堆积体位于主沟和1、2、8支沟交汇处,堵塞了原有沟道。在暴雨产生的强大水动力条件下,这4部分物源较易启动,因物源量较大,洪水冲刷、掏蚀弃渣堆积体物源

52、源源不断进入沟道,很有可能形成大规模的泥石流灾害。因此,、泥石流的治理工程的关键在于拦挡固源和降低泥石流水动力条件,尽可能避免弃渣堆积体物源启动。基于上述认识,、中上段治理工程主要通过分别在W1、W3弃渣堆积体物源下部布置拦挡工程,拦挡物源并削峰减流,降低其水动力条件;紧邻W2弃渣物源堆积体下部修建拦挡固源工程,有效避免W2弃渣堆积体物源启动甚至塌滑;针对性的在W2物源堆积体右侧布置2段排导工程,有效排泄主沟及1#、2、8支沟洪水和泥石流,避免对W2物源堆积体的冲刷掏蚀;在、居民点上部流通区地形较好处修建拦挡工程,拦挡物源并起到削峰减势的作用。而在、下游居民区处因地形条件限制,主要采用排导措施

53、,起到保护、居民区的目的。据此,初步确定拟在、主沟上游W1弃渣堆积体下部和3支沟局部狭窄区段、W2弃渣堆积体下部、流通区中部修建拦挡坝4座。其中1拦挡坝位于主沟W1弃渣堆积体下部、W2弃渣堆积体上部沟段,2拦挡坝紧邻W2弃渣堆积体下部修建,3拦挡坝位于2支沟中部沟道狭窄处,4拦挡坝位于W2堆积体下部流通区中段沟道宽窄相间处。此外,在W2弃渣堆积体右侧修建2段排导槽,AB段排导槽起点位于主沟和1支沟汇合处,CD段排导槽位于8支沟下部,2段排导槽在W2堆积体西南部汇合。在此基础上,在、居民处沟段进行适当沟床清理,修建排导槽工程,达到保护、居民区的目的。初步确定拟设工程部位详见勘查工作平面布置图。勘

54、查工作布置时,对这些拟建工程部位的工程地质条件需要有针对性的布置一定的勘查工作量,重点查明拟建排导工程、拦挡坝等主要治理工程区的工程地质条件和沟道特征参数,为治理工程设计提供可靠的地质依据。各拟设工程位置见图4-34-10。拟设1拦挡坝图4-3 拟设1拦挡坝位置拟设2拦挡坝图4-4 拟设2拦挡坝位置拟设2拦挡坝拟设2拦挡坝 图4-5 拟设2拦挡坝位置 图4-6 拟设2拦挡坝位置拟设3拦挡坝图4-7 拟设3拦挡坝位置拟设4拦挡坝图4-8 拟设4拦挡坝位置ABCB图4-9 拟设AB、CD段排导槽位置E拟设EF排导槽F图4-10 拟设EF段排导槽位置4.4 勘查工作布置原则勘查工作部署应遵循以下原则

55、本次勘查手段的选择、勘探(剖面)线的布置、工作量的确定遵循以下基本原则:(1)满足查明泥石流沟沟域地质特征和形成机制的需要。(2)满足拟采用治理工程措施布置和施工图设计的需要。(3)遵循“保证重点、兼顾一般”的原则,重点突出。(4)充分利用已有地质成果,在现有经济技术条件许可的前提下,尽可能采取综合手段,提高研究程度。(5)多种手段结合的原则。本次勘查主要采用测量、工程地质测绘、钻孔、探槽、现场试验及室内试验等综合手段进行勘查。(6)勘查工作部署遵循勘查的有关规程、规范,树立“质量第一”和“为下道工序(设计、治理)服务”的质量管理观念。4.5 采取的主要勘查技术措施、泥石流勘查应重点解决的问题

56、主要包括三个方面:一是查明泥石流物源分布范围、类型、物源量和参与泥石流活动的方式与条件;二是查明泥石流沟道条件和特征,获取泥石流特征值参数;三是查明泥石流拟布设治理工程部位工程地质条件。泥石流勘查正是结合以上三个需重点解决的问题,选择相应的勘查技术手段。其中,主要通过沟域地质调查测绘手段,辅以少量剖面测量和钻探、槽探工程来查明泥石流物源条件;主要采用沟道典型断面测绘,辅以少量槽探工程来查明泥石流沟道条件和特征,获取泥石流特征参数;为查明拟布治理工程部位工程地质条件则需布置一定的勘查工程,并采集相应的试样进行分析测试。4.6 勘查工作总体布置4.6.1 地形测绘工作布置1、为查明沟域地形地貌条件

57、和泥石流物源的分布,在沟域1:50000地形图基础上,开展沟域1:5000地形测量,为泥石流汇水区和物源调查提供基础,测绘范围即工作区范围,总面积2.72km2;2、为查明拟布设工程区地形地貌条件和物源特征,为拟布设工程区工程地质调查测绘、拟布工程位置的确定和勘探工作提供地形底图,对W1W4弃渣堆积体及以下沟段和泥石流流通堆积区开展1:500带状地形图测绘,测绘面积0.27km2。4.6.2 地质测绘工作布置1、开展沟域1:5000工程地质调查与测绘,查明沟域形成区、流通区和堆积区的范围和特征,查明沟域泥石流形成的地形地貌、地层岩性、地质构造等地质环境条件,为泥石流形成的地形地貌条件、物源条件

58、和水源条件的调查和分析提供基础资料,重点查明泥石流物源类型及分布范围、特征和数量、可转换形成泥石流的方式和条件,测绘面积2.72km2;2、对W1W4弃渣堆积体及以下沟段和泥石流流通堆积区开展1:500工程地质调查与测绘,结合勘探工程和取样测试,查明其沟谷地形地貌特征、沟岸稳定性、不良地质现象及其分布发育情况、物源分布范围和数量、颗粒特征、结构特征、物质成分数量、沟岸崩滑及沟底再搬运可能补充的固体物源量、泥石流流通条件及沟岸堵塞的可能性、调查沟道洪痕、泥石流泥痕、测量其泥位及沟道中泥石流爬高高度、弯道超高等,以便与计算值校核。查明泥石流堆积区范围和堆积物特征,查明泥石流堆积物厚度、颗粒特征、结

59、构特征、物质成分及物理力学性质,查明泥石流堆积物特征。1:500工程地质调查测绘面积0.27km2。4.6.3 典型断面测量工作布置为查明、泥石流主沟和各支沟不同沟段沟道断面特征、主要物源分布范围和特征、拟布置工程区沟道断面特征和获取泥石流特征值参数,本次勘查工作共布置典型断面调查34条,断面总长度6.33km。为查明泥石流沟谷纵坡变化情况,布置泥石流主沟纵断面1:5000测绘,为泥石流形成机制分析和水动力条件的分析提供基础资料,测绘长度2.55km。其它典型断面33条3.49km,其中,重点物源区典型断面11条1.90km,拟布设拦挡坝工程区典型断面8条0.36km,按1:500比例尺测绘;

60、拟建排导槽工程区典型断面13条4.03km,按1:500比例尺测绘;其它主沟代表性典型断面1条1.19km,按1:500比例尺测绘。各典型断面布置的目的和长度详见表4-1。表4-1 典型断面调查工作布置一览表断面编号断面长度(m)断面布置的目的调查内容和方法比例尺备注2847调查、主沟沟道断面和泥石流参数特征值调查测绘和访问、取样试验、钻探、槽探相结合,查明沟道断面特征,获取流量、流速、堆积物重度、固体颗粒级配、最高洪水位、最高泥位等特征参数1:5000采用钻探、槽探375调查物源区及流通区居民区处拟布置AB、CD、EF段排导槽工程部位沟道纵断面特征和工程地质条件,并调查泥石流特征参数调查测绘

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