某泥石流应急治理工程可行性报告

四川省地震灾地质灾害阿坝州小工程可行性研究报告江计研究院二○一○年三月四川省重大地质灾害阿坝州小金县潘安沟泥石流应急治理工程可行性研究报告委托单位：四川省资源厅承担单位：江西省研究院资质等级：地质程甲级设计证书编号：国土资地灾设资字第（2005314002）号项目负责：编写人员：审核：总工程师：院长：提交单位：提交时间：目录TOC\h\z\t"BXM01,1,BXM02,2"HYPERLINK\l"_Toc254429476"第一章前言1HYPERLINK\l"_Toc254429477"第一节项目由来1HYPERLINK\l"_Toc254429478"第二节工作目的与任务1HYPERLINK\l"_Toc254429479"第三节可行性研究报告编制依据1HYPERLINK\l"_Toc254429480"第二章项目的必要性与紧迫性2HYPERLINK\l"_Toc254429481"第一节地质灾害体灾情评价2HYPERLINK\l"_Toc254429482"第二节项目的必要性与紧迫性2HYPERLINK\l"_Toc254429483"第三章地质环境条件3HYPERLINK\l"_Toc254429484"第一节地理位置及交通3HYPERLINK\l"_Toc254429485"第二节气象水文3HYPERLINK\l"_Toc254429486"第三节地形地貌4HYPERLINK\l"_Toc254429487"第四节地层岩性4HYPERLINK\l"_Toc254429488"第五节区域地质构造与地震5HYPERLINK\l"_Toc254429489"第六节水文地质条件5HYPERLINK\l"_Toc254429490"第七节人类工程活动5HYPERLINK\l"_Toc254429491"第四章泥石流基本特征与易发性6HYPERLINK\l"_Toc254429492"第一节基本发育特征6HYPERLINK\l"_Toc254429493"第二节泥石流易发性6HYPERLINK\l"_Toc254429494"第五章治理工程方案比选12HYPERLINK\l"_Toc254429495"第一节治理目标与原则12HYPERLINK\l"_Toc254429496"第二节设计标准、工况、参数12HYPERLINK\l"_Toc254429497"第三节治理工程技术方案设计13HYPERLINK\l"_Toc254429498"第四节分项工程设计13HYPERLINK\l"_Toc254429499"第五节治理工程方案的比选与推荐方案21HYPERLINK\l"_Toc254429500"第六章工程监测方案设计23HYPERLINK\l"_Toc254429501"第一节监测工作的目的和任务23HYPERLINK\l"_Toc254429502"第二节监测设计方案主要技术依据和原则23HYPERLINK\l"_Toc254429503"第三节监测工作现状23HYPERLINK\l"_Toc254429504"第四节监测工作方案23HYPERLINK\l"_Toc254429505"第七章施工组织设计27HYPERLINK\l"_Toc254429506"第一节施工条件27HYPERLINK\l"_Toc254429507"第二节建筑材料27HYPERLINK\l"_Toc254429508"第三节施工总布置27HYPERLINK\l"_Toc254429509"第四节主要施工方法及施工机械基本要求27HYPERLINK\l"_Toc254429510"第五节施工顺序及进度计划28HYPERLINK\l"_Toc254429511"第六节施工管理与监理29HYPERLINK\l"_Toc254429512"第八章治理工程费用估算31HYPERLINK\l"_Toc254429513"第一节治理工程量31HYPERLINK\l"_Toc254429514"第二节费用估算31HYPERLINK\l"_Toc254429515"第九章工程实施效果评价32HYPERLINK\l"_Toc254429516"第一节环境影响评价32HYPERLINK\l"_Toc254429517"第二节治理工程效益评价32HYPERLINK\l"_Toc254429518"第十章结论与建议33HYPERLINK\l"_Toc254429519"第一节结论33HYPERLINK\l"_Toc254429520"第二节建议33附图附件：⑴应急治理工程可行性研究附图册；⑵设计计算书；⑶投资估算书。第一章前言第一节项目由来根据《四川省国土资源厅关于请组织支援开展我省地震灾区第四批重大地质灾害应急勘查、设计工作的函》和江西省国土资源厅《关于委托四川省地震灾区重大地质灾害应急勘查、设计工作任务的函》（赣国土资源资[2009]2006号），潘安沟泥石流已纳入四川省第四批安排启动的重大地质灾害应急勘查、设计项目范围，委托江西省勘察设计研究院组织实施。第二节工作目的与任务1工作目的泥石流防治工程可行性研究的主要目的为：在潘安沟泥石流应急勘查报告的基础上，确定泥石流防治工程比选方案和各方案的治理工程设计，通过方案技术经济比选，确定泥石流防治工程优选方案，为泥石流防治工程初步设计奠定基础，达到保护泥石流危险区人们生命财产安全。2工作任务⑴在泥石流应急勘查的基础上，进一步复核泥石流形成条件、引发因素和运动特征，复核其流量、流速、冲击力、冲高和爬高等参数，为泥石流防治工程设计提供依据；⑵在应急勘查查明泥石流基本特征和危害性基础上，根据泥石流危害性和危险性，确定泥石流防治工程等级和技术标准，提出泥石流防治工程比选方案；⑶根据相关规范明确设计标准，对各比选方案分项分部工程进行结构设计，计算工程量，对各治理比选方案工程投资进行估算；⑷通过治理工程比选方案的防治效果、技术可行性及工程投资等进行综合对比，确定治理工程优选方案，为治理工程初步设计提供依据。第三节可行性研究报告编制依据可行性研究报告的主要技术依据包括：1、《泥石流灾害防治工程设计规范》（DT/T0239－2004）；2、《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）；3、《滑坡、崩塌、泥石流灾害详细调查规范》（1:50000）；4、《崩塌、滑坡、泥石流监测规程》（DT/T0223－2004）；5、国务院2003年394号令下发的《地质灾害防治条例》；6、《混凝土结构设计规范》（GBJ10—89）；7、《建筑抗震设计规范》（GBJ11—89）；8、中华人民共和国水利部《砌石坝设计规范》（SL25—2006）；9、中华人民共和国水利电力部《浆砌石坝施工技术规定》（SD120－84）；10、《四川省小金县潘安沟泥石流应急勘查报告》。第二章项目的必要性与紧迫性第一节地质灾害体灾情评价1地质灾害分布位置、规模、危险区范围潘安沟泥石流位于潘安乡北侧，主沟长约5.25km，流域面积约10.88km2。主沟流向近由北向南，沟口高程2150m，流域最高点高程4496m，相对高差约2346m。沟道两侧边坡较陡，多形成陡崖，沟道呈“V”型，沟床纵坡降101‰～577.7‰，平均285.2‰(见相片1)。据调查、走访得知，最近三次发生泥石流时间为1976年和1997年及20世纪80年代中期，体积规模约3.14×104m3、0.1×104m3；20世纪80年代中期泥石流规模以洪水为主，夹杂少量泥石，规模甚小。（相片1）相片1泥石流总体形态2主要危及对象目前，沟口为潘安乡乡政府所以地，村民在沟口洪积扇集中建房，兴建学校和村寨等居民点。根据现场踏勘，危险区范围内目前主要分布25户居民（120余人）、中心小学一座（学生94人和教师14人）、乡政府一座（工作人员13人）、卫生院和司法楼各一座（见相片2），威胁人口250余人，威胁财产2800余万元。相片2泥石流主要危害对象3泥石流发生后造成的损失估算1976年、1997年及20世纪80年代中期先后发生的三次规模较小的泥石流，未导致人员伤亡，主要损坏沟口沿岸少量农田及少量民房，造成了经济损失约20万元。第二节项目的必要性与紧迫性根据应急勘查报告，潘安沟泥石流物源条件非常丰富，特别是5.12地震后新增物源量多，且沟域内地形陡峻，有利于地表降水和泥沙汇集，沟域内降水较为丰沛，水源条件丰富，泥石流易发程度较高，危险性和危害性巨大，对其进行应急治理显得必要而紧迫。第三章地质环境条件第一节地理位置及交通潘安沟泥石流位于四川省阿坝州小金县城230°方向直距约38公里处的汗牛河右岸，属小金县潘安乡管辖。地理坐标东经：102°05′04″，北纬：30°45′25″（见图1）。沟口有乡道连接泸定—丹巴—小金公路，可达小金县城（距离100公里）。图1勘查区交通位置图第二节气象水文1气象小金县地处青藏高原东南边缘的高山峡谷地带，地域上属亚热带气候区，但受高空西风环流和印度洋西南季风的影响，具高原型季风气候特征，基本丧失了亚热带气候特征。垂向上，境内气候随地势增高呈现明显的暖温带、温带、寒温带、亚寒带、寒带和永冻带等垂直气候带谱。每年11月至次年4月，受西伯利亚西北风经青藏高原干冷气流的影响，降水稀少，空气干燥，阵性大风多，云遮雾障少，晴天朗朗，阳光充足，年均日照为2214小时，昼夜温差大，年均无霜期为220天；5月至10月，受西南和东南暖湿气候影响，雨云密布，降水增多。四季不甚分明，光、温、降水地域差异明显。县域内的温度因地势不同，全县气温的地域垂直差异较大，西南部高于东北部，低海拔高于高海拔。春季在10～22℃之间，夏季在22℃左右，秋季在16～22℃之间，冬季在10℃左右。夏无酷暑，冬少严寒，春秋温凉清爽，宜人可人。小金县多年平均降水量550～680mm，但平面分布差异较大（见图2），降水量一般随海拔高度的增高而递增，但海拔3500m以上地区，降水量随高度增加而递减。年内降雨具有分配不均的特征，每年5～10月份降雨量较集中，为雨季，降水量约占全年总量的86.3%，其中6月最大占全年的20.6%；10月～翌年5月为少雨季节，降水量约占总量的13.7%（见图3），其中12月最小值，多年平均仅1.5mm。据小金县气象站资料，1951～2000年50年一遇降水量755.9mm（1953年），1981～2000年20年一遇降水量739.1mm（1990年），1991～2000年10年一遇降水量700.0mm（1993年）。又据1971～2000年降水量资料，年最大降水量739.1mm，年平均降水量617.6mm；日最大降水量37.1mm（1984年6月8日），日最大平均降水量35.1mm；小时最大降水量28.4mm，小时最大平均降水量15.6mm；10分钟最大降水量15.3mm，10分钟最大平均降水量9.0mm。2水文勘查区小金县境内地表水系较为发育，呈树枝状。从东北起横贯县域、于西南端出境的抚边河、沃日河、达维河、小金川、汗牛河等为区内的主要河流，其流域面积500km2以上。另外，流域面积在100km2以上的河流还有17条、50～100km2的河流11条。小金川、汗牛河为县内主干河流，均属于长江流域大渡河青衣江水系。勘查区图2多年平均降水量等值线图图3逐月平均降雨量分布图根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》所附暴雨量等值线图，小金地区的1/6h、1h、24h多年最大暴雨量平均值分别为9mm、15.6mm、35.1mm，变异系数分别为0.50、0.35、0.30，根据变异系数，查皮尔逊Ⅲ型曲线得到不同频率下模比系数并求得不同频率下的雨强值统计（如表1）。潘安乡不同频率下雨强值计算表表1频率P10min雨强1h雨强24h雨强平均值（mm）变异系数模比系数设计雨强（mm）平均值（mm）变异系数模比系数设计雨强（mm）平均值（mm）变异系数模比系数设计雨强（mm）1%90.502.7424.715.60.352.1132.935.10.301.9267.42%2.4221.81.9230.01.7762.15%1.9917.91.6726.11.5755.110%1.6614.91.4722.91.4049.1第三节地形地貌小金县处于西部高原区，为川西高原主体部分之一，位于邛崃山高山地貌区西部。地势东北高西南低，河流切割强烈，峰峦重叠，地面起伏大。地势以高山峡谷为主。山脉呈南北和北东走向，东部四姑娘山主峰达6250m，为全境之巅，最低点在潘安乡门子沟，海拔1750m，绝对高差4500m。根据成因和形态，县域内地貌可分为河谷平原、高山和极高山等地貌。潘家沟泥石流沟域总体上属构造侵蚀高山地貌。地势北高南低，海拔高程2115～4496m，最高点海拔高程4496m；最低点为汗牛河与潘安沟交汇处，标高约2115m，最大地形高差约2381m。沟域内沟谷呈“V”型，谷深坡陡，地形陡峻，坡度一般40°以上，总体上，地形临空条件发育。坡体主要分布志留系茂县群第四岩组浅灰色石榴二云英片岩、石榴黑云英片岩、含石榴白云母石英片岩及炭质片岩第三岩组浅灰色含白云母石英岩夹白云母片岩及二云片岩、灰色二云英片岩及黑云英片岩夹绿泥石英片等地层，岩体风化较强烈，风化深度3～5m不等。坡体上覆残坡积土层厚度0.5～1米为主。坡体植被较发育，以灌木、杂木等为主。第四节地层岩性：1第四系（Q）⑴人工弃土（Q4ml）主要分布于堆积区上段、流通区下段沟谷右岸。该段坡体修改建上山公路，沿坡堆撤筑路弃土，主要由坡体残坡积土和风化岩块等构成。堆积体土石比6：4左右,粒径一般2～50cm，最大碎石粒径可达120cm。土层厚度一般0.5～2m不等，结构松散，土体易在强降雨作用下下泻。⑵第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）分布于沟谷中。以灰褐色碎石为主，碎石成份主要为风化片岩等，粒径一般10-80cm，最大达20m，磨圆度较好。该层厚度较薄，一般2～5m。⑶第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）分布于沟谷两岸坡体。以黄褐色粉质粘土夹碎石为主，干燥，密实，碎石成份主要为风化片岩等，粒径一般2～50cm，最大碎石粒径可达100cm，多呈次棱状，含量约占15～30%。该层厚度较薄，一般0.5～1m。裸露处土体可在暴雨作用下形成水土流失。⑷第四系全新统泥石流堆积层（Q4sef）沿潘安沟沟床及沟口堆积扇附近。沟床主要以黄褐色粘土碎块石为主，土石比2：8左右，碎块石粒径以2～80cm为主，大小混杂，分选性和磨圆度均较差，厚度0.5～2m为主，成份以风化片岩等为主，结构松散，易在洪水作用下继续下移；沟口堆积扇以浅黄色粘土碎块石为主，土石比6：4左右，碎块石粒径以2～80cm为主，大小混杂，分选性和磨圆度均较差，厚度约3～15m，成份以风化片岩等为主，中密～密实，可在洪水侵蚀作用下下移。⑸第四系全新统崩坡积层（Q4col+dl）分布于沟谷沿岸坡体。以灰色碎块石夹粉质粘土为主，干燥、结构松散～密实，土层厚度一般1-5m，最大厚度可达6-10m，土石比6：4左右，碎块石粒径以2～80cm为主。大小混杂，呈棱角状，成份主要为片岩。松散土体易在强降雨作用下下滑。2志留系（S）⑴志留系茂县群第四岩组（Smx4）为沟域主要基岩地层。岩性主要为浅灰色石榴二云英片岩、石榴黑云英片岩、含石榴白云母石英片岩及炭质片岩，岩层产状为76°∠64°。岩体风化层发育，风化厚度一般5～10m，其中强风化层厚度3～5m。⑵志留系茂县群第三岩组（Smx3）为沟域主要基岩地层。岩性上部为浅灰色含白云母石英岩夹白云母片岩及二云片岩；下部为灰色二云英片岩及黑云英片岩夹绿泥石英片岩，岩层产状为241°∠32°。岩体风化层较发育，风化厚度一般3～6米，其中强风化层厚度2～4m。第五节区域地质构造与地震勘查区大地构造上属于青藏川滇缅印尼“歹”字型构造头部，地质构造运动强烈，经历了多期构造变动，该地区的地质构造特征表现为褶皱构造复杂，断裂发育。小金县地处龙门山强震带西侧，挽近期地壳强烈上升，在上升中有短暂间歇，地震活动较频繁。据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，工作区内地震动峰值加速度为0.15g，对应地震基本烈度为Ⅶ度。据全国地震区划图编制委员会编制的GB18306-2001《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单(国标委服务函[2008]57号)对四川、甘肃、陕西部分地区地震动参数的相关规定，对汶川地震后相关地区县级及县级以上城镇的中心地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组加以调整。小金县所在区域地震动峰值加速度为0.1-0.15g，其中包括县城在内的广大区域为0.1g，县域东北部和西南角为0.15g，地震基本烈度为Ⅶ度。据不完全统计，区内1973年以来发生5级以上地震有4次，最近一次是2008年5月12日发生在县城东端的汶川8级地震，对县域内房屋、道路及各类设施损坏严重。第六节水文地质条件泥石流区处于川西高山峡谷区，构造复杂，岩性多样，受地层岩性、地形地貌及构造的控制，地下水类型有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水（包括构造裂隙水和风化带裂隙水）两大类型，以基岩裂隙水为主。地下水的富集受地形地貌、地层岩性、所处的构造部位、构造的空间组合控制，不同类型地下水的赋存规律各不相同。松散岩类孔隙水赋存于沟谷斜坡下部、斜坡凹部第四系残坡积、崩坡积层中，含水层具有结构松散，透水性好的特点，一般受地形条件及本身土体结构的控制，无统一地下水位，其赋水条件差。此类地下水是影响沟谷斜坡稳定性的主要因素之一。基岩裂隙水赋存于片岩等地层中，其构造裂隙的发育程度影响地下水的富水性。一般裂隙不发育，地下水赋存条件差，地下水量贫乏。区内地下水一般以大气降水、农灌水和地表水补给为主。径流途径为脉状裂隙及孔隙，地下水径流方向受地形地貌、地层岩性，及地质构造的控制，一般径流途径较短，排泄于就近河、沟中。第七节人类工程活动区内经济以农业为主，工业化程度较低，人类工程经济活动主要为修房筑路和农业耕种等。近来，沟内修筑公路，由于缺乏规范的技术指导，在修路过程不合理的削坡产生了大量人工边坡，形成大量的弃土，同时多未采取有效防治措施；另外，区内农业耕种，破坏植被，局部坡体岩土体裸露，强降雨山体滑坡频发，为泥石流提供物源。第四章泥石流基本特征与易发性第一节基本发发育特征1泥石流形成成条件流域内具有泥石流流发育的良好好条件。从地地形地貌上看看，潘安沟流域内内相对高差大大，地形陡峻峻，沟谷纵坡坡较大，有利利于泥石流物物质的汇集和和成灾；从物物源条件上看看，沟内泥石石流固体物源源丰富，可提提供泥石流的的固体物源总总量73.443×104m3，可参与泥泥石流活动的的动储量133.2×1004m3，其中部分崩崩滑堆积物、坡坡面残坡积物物、崩坡积松松散物为5.12地震后新增增物源量，筑筑路弃土为近近年间断性修修路增加的物物源量，据此此统计，据此此统计，震后后新增物源总总量23.9××104m3，占物源总总量的32.5%，新增可参参与泥石流活活动的物源动动储量4.3×1104m3，占物源动动储量的32.5%。从水源条件上看，潘潘安沟沟域面面积较大，降降雨较充沛，水水源条件丰富富。因此潘安安沟具备发生生泥石流的基基本条件，特特别是5.12地震后，沟沟内新增大量量松散固体物物源，如果遭遭受大的暴雨雨作用，可能能发生大规模模的泥石流灾灾害。2泥石流发生生频率和规模模根据前述对泥石流流灾害史的调调查，潘安沟沟泥石流以往往属中频泥石石流，从近期期泥石流灾害害史看，最近近三次发生泥石石流时间为1976年和1997年及20世纪80年代中期，体体积规模约33.14×104m3、0.1×1004m3，20世纪80年代中期泥泥石流规模以以泥水为主，夹夹杂少量泥石石，规模甚小小。其时间间间隔为10年一次。但5.12地震震后，沟内崩崩塌、滑坡等等不良地质现现象大大增加加，坡面侵蚀蚀加剧，可能能参与泥石流流活动的松散散固体物源量量大增，现沟沟内可参与泥泥石流活动的的固体物源动动储量达133.2×1004m3，激发泥石石流的临界雨雨强可能降低低，因此，泥泥石流的爆发发频率可能提提高，成为高高频泥石流，震震后5～10年预计其发发生频率可能能达到2次，以后，随随着植被的恢恢复和部分物物源趋于稳定定，其发生频频率可能逐渐渐降低为低频频，据此估算算，20年内可能发发生2次左右的泥泥石流灾害。目目前潘安沟泥泥石流所处发发展阶段为发发展期。3泥石流沟各各区段冲淤特特征⑴形成区（清水区）冲冲淤特征 潘安沟上游清水区区普遍坡度较较大（多在35°～40°左右），沟沟谷纵坡较陡陡（普遍在2250‰以上），且且区域性地壳壳运动表现为为强烈抬升为为主的运动特特征决定，形形成区（清水水区）的冲淤淤特征应表现现为以冲为主主的特征，但但现场调查表表明，这些地地段并未表现现出显著的冲冲刷迹象，主主要原因有两两个方面，一一是这些沟段段主要位于沟沟谷上游地区区，虽纵比降降较大，但汇汇水面积较小小，因此，尚尚不形成强烈烈冲刷所需的的水动力条件件，二是这些些沟段普遍松松散层较薄，有有的为基岩裸裸露，且上游游沟源地带普普遍森林植被被非常发育，沟沟床抗冲刷能能力较强，综综合上述因素素，该区沟床床大多表现为为冲淤平衡的的特点。⑵形成区（物源区）冲冲淤特征 在潘安沟中由于沟谷谷纵比较相对对较大，沟床床相对狭窄，且该沟段区域域性抬升剧烈烈，因此沟道道下切较为强强烈，沟道两两侧崩坡积及及残坡积土常常形成基座阶阶地，局部地地段可见基岩岩沟床，这些些特点决定，在在具备较强的的水动力条件件时，泥石流流下蚀作用通通常大于堆积积作用，其冲冲淤特征表现现为以冲为主主的特点。但但在较小的洪洪水或泥石流流条件下，局局部地段也可可能出现小规规模的淤积。⑶流通堆积区冲淤特特征 流通堆积区分布于于潘安沟沟口口上部一带，由由于其沟道沿沿堆积扇区左左侧通过，其其右岸受到山体的约束，泥泥石流流体一一般情况下不不会漫出沟道道与老的堆积积扇叠置，且且该段沟道平平均纵坡仅170‰左右，而沟沟道宽度则更更大，这种条条件决定该沟沟段冲淤特征征仍为以淤为为主的特点，在在但大规模暴暴雨洪水或稀稀性泥石流作作用下，其冲冲刷作用将加加剧，如1976年泥石流流即对沟床产产生了一定的的冲刷侵蚀。4泥石流堆积积物特征本次勘查选取6组组泥石流堆积积物送住试验验室进行了颗颗粒级配试验验，计算求得得不同粒级颗颗粒所占百分分比，其结果果（如表2）。潘安沟泥石流堆积积物颗粒分析析结果统计表表表2土

样

编

号颗粒组成百分比（%）土石比卵石或碎石砾石砂粒细粒粗中细粉粒粘粒颗粒直径（mm）>100100-8080-6060-4040-2020-1010-55-22-11-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.005<0.005KT1-14.23.910.021.113.312.42.44.33.413.911.135.1:64..9CT1-19.35.67.622.16.413.12.55.45.512.79.835.9:64..1CT2-14.08.711.112.114.115.74.46.66.810.36.234.3:65..7CT3-113.412.712.310.44.212.55.23.43.814.57.634.5:65..5KT3-25.19.910.415.614.710.22.56.33.214.18.034.1:65..9CT4-19.312.79.57.59.411.62.07.98.414.27.540.0:60..0由表可见，泥石流流的颗粒级配配关系反应了了泥石流堆积积区的水动力力条件和冲淤淤特征，与野野外调查的情情况基本相符符。堆积区沟沟谷纵坡变缓缓处，冲沟水水动力条件相相对较差，有有利于泥沙沉沉积，其土石石比较高，沟沟谷冲淤特征征均表现出以以淤为主的特特点。第二节泥石流流易发性1泥石流形成成机制与引发因素潘安沟泥石流属暴暴雨沟谷型泥泥石流。首先，潘安沟泥石石流主要为暴暴雨作用下，大大量汇集于沟沟道，汇流过过程中将坡面面松散泥沙及及坡面的各类类松散堆积物物源携带进入入沟道，并顺顺沟而下，通通过沟道揭底底冲刷卷动沟沟道内的松散散堆积物源，并并将两侧沟岸岸松散固体物物质带走，以以滚雪球的方方式下向游运运动，从而暴暴发泥石流灾灾害。在泥石流形成过程程中，沟域内内地形陡峻，沟沟谷纵坡大为为水源和泥沙沙的汇聚提供供了有利的地地形地貌条件件，潘安沟中中段右岸地段段强烈的崩滑滑现象和震后后水土流失的的强剧，以及及沟道内的沟沟道堆积物为为泥石流的发发生提供了丰丰富的松散固固体物源，而而暴雨则是泥泥石流形成的的主要引发因因素。由于沟沟谷流域面积积大，地形陡陡峻，易于汇汇水，水源丰丰富，泥石流流类型主要为为稀性泥石流流。泥石流规模主要与与沟域内松散散固体物源的的累计和动态态变化情况及及与引发泥石石流的暴雨情情况相关，当当沟域内松散散固体物源累累积较多，且且遇到集中暴暴雨时，往往往就会发生较较大规模的泥泥石流灾害。1976年泥石流后后，沟域内大大部分可参与与泥石流的固固体物源被泥泥石流带走，经经过33年，沟域内内固体物源再再次累积并遭遭遇了可激发发泥石流的暴暴雨，再次将将可参与泥石石流活动的松松散固体物质质冲入汗牛河河。5.122地震后，潘潘安沟沟域内内崩塌、滑坡坡等不良地质质现象增多，可可参与泥石流流活动的松散散固体物源量量也大大增加加，据访问调调查，目前累累积的松散固固体物源量已已超出1976年泥石流爆爆发前的物源源量，一旦遭遭到较大暴雨雨的作用，势势必引发大规规模的泥石流流灾害，至今今潘安沟尚未未形成大规模模泥石流灾害害，但其在大大的暴雨作用用下发生泥石石流灾害的危危险性是较大大的。2泥石流易发发程度分析潘安沟泥石流流域域内5.122地震后不良良地质现象发发育，泥石流流固体物源量量增多；泥砂沿程程补给充分，补补给长度比75%；沟口泥石石流堆积扇明明显挤压大河河，导致扇区区前缘汗牛河段河形形明显弯曲，但但说明泥石流流活动强度较较大；总体上上沟谷纵坡降降大，特别是是沟源段纵坡坡大，有利于于泥石流的形形成；区域构构造方面为强强抬升区，沟沟谷下切和侧侧蚀作和强烈烈，地震活动动强烈，有利利于泥石流的的发育；流域域内虽植被总总体上覆盖较较高，平均植植被覆盖率80%左右，但5.12地震后有的的地段坡面结结构变得松散散，坡面滑塌塌现象发育，植植被破坏严重重，水土流失失可能加剧，可可为泥石流的的发育提供一一定的固体物物源；沟谷内内近期（1976年泥石流流）一次泥石石流冲淤变幅幅达1m左右，泥石石流活动强度度较大；区内内主要出露志志留系茂县群群千枚岩、和和松散第四系系残坡积物、崩崩坡积物等，沿沿沟松散物总总储量丰富，产产沙区松散物物平均厚度00.5m，松散物源源丰富；沟岸岸山坡坡度一一般在40°以上，沟谷谷形态为“V”型谷，有利利于物源和水水源的汇聚和和泥石流的形形成；泥石流流沟域面积111km2，相对高差2346m，沟谷堵塞塞程度中等或或一般。这些些因素总体上上有利于泥石石流的发育。按照沟域内现有松松散物源稳定定性状况及分分布位置，再再次爆发泥石石流的可能性性及频率都较较大，在暴雨雨作用下，会会形成中等及及其以上规模模泥石流。根据国土资源部发发布的《泥石石流灾害防治治工程勘查规规范》（DZ/T00220-22006）的泥石流流沟易发程度度数量化评分分表，包括可能诱诱发泥石流的的各种作用因因素，如崩滑滑严重程度、泥泥沙沿途补给给程度、河沟沟纵坡坡降、沟沟内植被覆盖盖状况等共15个要素进行行综合评分（表3），最后对各各分项分值进进行累计，按按下列判别标标准加以判别别如下（表4）：泥石流易发性综合合评判标准表表表3按照泥石流易发程程度评价表，对对潘安沟天然状状况下诸因素素累计评分值值为84(表5)，属中易发泥石流流沟，应引起起重视。泥石流易发性（严严重程度）数数量化标准表表表4序

号影响因素权重量级划分得分严重（A）得分中等（B）得分轻微（C）得分一般（D）1崩坍滑坡及水土流流失（自然和和人为的）严严重程度0.159崩坍滑坡等重力侵侵蚀严重,多深层滑坡坡和大型崩坍坍，表土疏松松，冲沟十分分发育21崩坍滑坡发育，多多浅层滑坡和和中小型崩坍坍，有零星植植被覆盖，冲冲沟发育16有零星崩坍、滑坡坡和冲沟存在在12无崩坍、滑坡、冲冲沟或发育轻轻微12泥沙沿程补给长度度比（%）0.118＞601660～301230～108＜1013沟口泥石流堆积活活动0.108河形弯曲或堵塞，大大河主流受挤挤压偏移14河形无较大变化，仅仅大河主流受受迫偏移11河形无变化，大河河主流高水偏偏，低水不偏偏7无河形变化，主流流不偏14河沟纵坡（度，‰‰）0.09＞12°

(213))1212°～6°

(2213～105)96°～3°

(105～52)6＜3°

(52))15区域构造影响程度度0.075强抬升区，六级以以上地震区9抬升区，4～6级级地震区，有有中小支断层层或无断层7相对稳定区，4级级以下地震区区，有小断层层5沉降区，构造影响响小或无影响响16流域植被覆盖率（%）0.067＜10910.0～30..0730～605＞6017河沟近期一次变幅幅(m)0.062282.0～1.061～0.240.218岩性影响0.054软岩、黄土6软硬相间5风化和节理发育的的硬岩4硬岩19沿沟松散物贮量（104m3/km2）0.054＞10610.0～5.0055.0～1.04＜1110河岸山坡坡度（‰‰)0.045＞32°

(625))632°～25°

((625～466)5＜25°～15°（466～286）4＜15°

（268）111产沙区沟槽横断面面0.036V型谷、谷中谷、UU型谷5拓宽U型谷4复式断面3平坦型112产沙区松散物平均均厚度（m）0.036＞10510.0～5.0045.0～1.03＜1113流域面积(kmm2)0.0360.2～5.055.0～10.0040.2以下10～～1003＞100114流域相对高差((m)0.03＞5004500～3003300～1002＜100115河沟堵塞程度0.03严4中3轻2无1序号评判因素特征得分1松散物活动程度有零星崩塌、滑坡坡和冲沟存在在122泥砂沿程补给长度度比(%)45123沟口泥石流活动强强度无河形变化，主流流不偏14河沟纵坡（‰）平均271‰（>2113‰）125区域构造影响程度度强抬升区、6级以上上地震区，断裂破碎碎带96流域植被覆盖率((%)30～6057河沟近期一次变幅幅（m）3～1548岩性特征风化和节理发育的的硬岩49沿沟松散物储量(104m3/km2)1～5410沟岸山坡坡度（°°）>40为主611产沙区沟槽横断面面V型谷512产沙区松散物平均均厚度（m）0.5113流域面积（km22）10.88314流域相对高差（mm）2346415河沟堵塞程度无116总分8417易发程度中易发泥石流易发程度综合评判总分高易发＞114中易发84～114低易发40～84不易发≤40潘安沟泥石流易发发性量化评判表53泥石流基本本特征值的计计算⑴泥石流流体重度按照《泥石流灾害害防治工程勘勘查规范》（DZ/T002202006）附录H填写泥石流流调查表并按按附录G进行易发程程度评分，按按表G.2查表确定潘安安沟泥石流重重度和泥沙修修正系数，其其结果如（表6）。潘安沟泥石流流体体重度查表法法结果统计表表表6沟名易发程度数量化评评分易发程度评价重度γc（t/m3）1+φ（γh=2.45）潘安沟84中易发1.551.577⑵泥石流流量①清水流量计算按中国公路科学研研究所提出的的经验公式计计算地表水汇汇水流量。当汇水面积F≥33km2时计算公式式为：当汇水面积F＜33km2时计算公式式为：式中—暴雨洪峰流流量（m3/s）；—暴雨径流系数；—汇水面积（km22）；—小时雨强（mm//h）。据此，求得的各断断面部位暴雨雨洪峰流量值值（详见表7）。潘安沟暴雨洪峰流流量计算表表表7计算位置汇水面积（km22）小时雨强(mm//h)径流系数暴雨洪峰流量(mm3/s)P=1%P=2%P=5%P=10%P=1%P=2%P=5%P=10%潘安沟10.8832.930.026.122.90.116.114.712.811.2②泥石流峰值流量计计算式中—泥石流断面面峰值流量（m3/s）；—泥沙修正系数，采采用查表法得得到的结果；；—暴雨洪峰流量（计计算结果见表表7）；—堵塞系数，按勘查查规范表I..1查表确定定。据此，采用雨洪法法求得泥石流流峰值流量（如表8）。潘安沟泥石流峰流流量计算表表8计算位置清水流量(m3//s)泥沙修正系数泥石流堵塞系数泥石流峰值流量((m3/s)P=1%P=2%P=5%P=10%P=1%P=2%P=5%P=10%潘安沟16.114.712.811.20.5771.435.532.328.324.7⑶泥石流流速泥石流流速是表征征泥石流运动动特征的重要要指标之一，潘安沟泥石流流体性质属稀性泥石流，因此选择（西南铁二院）稀性泥石流流速计算公式：式中—泥石流流速速（m/s）；—泥石流固体物质重重度（t/m3）；—泥石流泥沙修正系系数；—泥石流沟床糙率系系数；—平均泥深（m）；；—泥位纵坡率，以沟沟道纵坡率代代替。各断面计算结果（见表9）。潘安沟泥石流断面面流速计算成成果表表9计算位置剖面编号平均泥深（m）沟道纵坡泥沙修正系数糙率系数固体物质重度（t/m3）断面平均流速（m/s）备注潘安沟5-5’断面10.1010.5770.1112.451.83按1976年泥石流流计算6-6’断面1.80.1680.5770.1472.452.647-7’断面1.50.1700.5770.1392.452.488-8’断面1.50.1660.5770.1392.452.459-9’断面1.50.1920.5770.1392.452.66⑷一次泥石流过流总总量一次泥石流过流总总量按照《泥泥石流灾害防防治工程勘查查规范》（DT/T00220－2006）附录I提供的计算算公式进行计计算：式中—一次泥石流流过程总量（m3）；—泥石流历时（s）；；—泥石流最大流量（m3/s）；据上节计算结果，1976年7月潘安沟泥石石流为近期发发生的规模最最大的一次泥泥石流，对比比断面法计算算结果，其流流量相当于P=5%的雨洪法计计算的峰值流流量，综合确确定泥石流峰峰值流量为228.3m3/s；据访问问，泥石流历历时约70分钟，即T=4200s；按上式计计算的本次泥泥石流冲出量量为=3.14×104m3。⑸一次泥石流固体冲冲出物一次泥石流固体冲冲出物按照《泥泥石流灾害防防治工程勘查查规范》（DT/T00220－2006）附录I提供的计算算公式进行计计算：式中—一次泥石流流冲出固体物物质总量（m3）；—一次泥石流过程总总量（m3）—泥石流重度（t//m3）；—水的重度（t/mm3）；—泥石流固体物质的的重度（t/m3）。据前面的计算结果果和分析测试试结果，潘安安沟1976年泥石流暴暴发时泥石流流冲出量为==3.14×104m3，泥石流重重度=1.55t/m3，水的重度度=1t//m3，泥石流固固体物质重度度=2.455t/m33，据此计算算出固体物质质冲出总量为为=1.3×104m3。⑹泥石流整体冲压力力泥石流整体冲压力力按《泥石流流灾害防治工工程设计规范范》（DZ/T00239－2004）3.1－8式计算：式中—泥石流冲压压力（KN）；—建筑物形状系数，圆圆形建筑物==1.0，矩形建筑筑物=1.333，方形建筑筑物=1.447；—泥石流重度（KNN/m3）；g—重力加束度（m//s2），取g=9.88m/s2；—泥石流平均流速（m/s）；—建筑物受力面与泥泥石流冲压力力方向的夹角角（°）。计算过程主要选择择拟布设拦挡挡工程部位各断断面进行计算算。建筑物形状状系数按矩形形建筑取=11.33，本本次勘查中主主要筛选出5处拟选坝位位，各坝位泥石石流整体冲压压力计算参数数及计算结果果(详见表10)。潘安沟泥石流整体体冲压力计算算表表10计算部位断面编号建筑物形状系数泥石流重度（KNN/m3）泥石流平均流速（m/s）冲的泥石流冲压力（KKN）潘安沟5-5’1.3315.51.83907.046-6’1.3315.52.649014.667-7’1.3315.52.489012.928-8’1.3315.52.459012.619-9’1.3315.52.669014.87⑺泥石流爬高和整体体冲起高度泥石流遇反坡，由由于惯性作用用，将沿直线线前进的现象象称为爬高；；泥石流遇阻阻，其动能瞬瞬间转化为势势能，撞击处处使泥浆及包包裹的石块飞飞溅起来，称称为泥石流的的冲起。由于于目前沟床内内灌草丛植被被茂盛，且没没有人居分布布，以往发生生过泥石流的的痕迹无法调调查，也无法法通过访问核核实，因此只只能以计算值值作为设计依依据。泥石流爬高和最大大冲起高度按按照《泥石流流灾害防治工工程勘查规范范》（DT/T00220－2006）附录I提供的计算算公式进行计计算：式中—泥石流最大大冲起高度（m）；—泥石流爬高（m）；；—泥石流平均流速（m/s）；—泥石流迎面坡度的的函数。此外仍选择拟设拦拦挡工程的5个断面进行行计算，计算算结果(详见表11)。潘安沟泥石流爬高高和冲起高度度计算表表11计算位置断面编号泥石流平均流速（m）泥石流最大冲起高高度（m）泥石流爬高（m）潘安沟5-5’1.830.170.276-6’2.640.360.577-7’2.480.310.508-8’2.450.310.499-9’2.660.360.57⑻泥石流弯道超高泥石流弯道超高指指泥石流在沟沟槽转弯处因因凹岸处流速速较快，流体体增厚，凸岸岸一侧流速较较慢，流体变变薄而产生超超高的现象，当当凹岸为陡壁壁时将对凹岸岸产生强大的的侵蚀作用。泥石流弯道超高按按照《泥石流流灾害防治工工程设计规范范》（DZ/T00239－2004）4.1－4式进行计算：：式中—泥石流弯道道超高（m）；—泥石流平均流速（m/s）；—主流中心曲率半径径（m）；—重力加速度（m//s）；—泥面宽度（m）。本次勘查主要选择择拟布导流堤堤弯道附近进进行计算。其其中，导流堤堤主要建于11-5剖面之间，2号剖面上游50m处之右岸存存在较明显的的弯道，据此此选择2号剖面上游50m处进行弯道道超高计算，计计算点位置及及计算结果((详见表12)。因此，进行行排导工程设设计时应尽可可能的裁弯取取直，消除大大的弯道，以以利泥石流的的顺畅排泄。潘安沟泥石流弯道道超高计算表表表12计算部位泥石流平均流速（m/s）主流中心曲率半径径（m）泥面宽度（m）泥石流弯道超高（m）潘安沟2号剖面上上游50m右岸弯道处处2.3664130.234泥石流发展展趋势根据前述对泥石流流成因机制和和引发因素的的分析，潘安安沟属暴雨沟沟谷型泥石流流，泥石流规规模主要与沟沟域内松散固固体物源的累累计和动态变变化情况及与与引发泥石流流的暴雨情况况相关，当沟沟域内松散固固体物源累计计较多，且遇遇到集中暴雨雨时，往往就就会发生较大大规模的泥石石流灾害。55.12地震震后，潘安沟沟沟域内崩塌塌、滑坡等不不良地质现象象增多，局部部水土流失加加剧，可参与与泥石流活动动的松散固体体物源量也大大大增加，一一旦遭到大暴暴雨的作用，势势必引发大规规模的泥石流流灾害。第五章治理工程方案案比选第一节治理目目标与原则潘安流防治工程方方案主要在应应急勘查报告告的基础上，根根据泥石流形形成条件、运运动特征和参参数、泥石流流形成机制、控控制和影响因因素、发展趋趋势，结合泥泥石流危害对对象的分布情情况确定。1治理目标根据潘安沟泥石流流的形成特征征、危害形式式、危害程度度、发展趋势势，泥石流防防治总的目标标是减轻泥石石流灾害对潘潘安乡场镇居居民点的危害害。具体目标：根据泥石流的危害害性及危险性性大小，确定定本治理工程程措施为永久久性工程，各各项治理工程程必须安全可可靠，通过治治理，使泥石石流治理工程程在设计频率率、规模的泥泥石流发生时时，不再造成成危害。治理工程措施是针针对泥石流类类型、活动规规律等进行，各各项工程包括括稳拦、排导导、生物工程程等配合使用用，综合治理理，保证安全全。应建立可行的泥石石流监测网络络，适时监控控治理过程中中和治理后的的泥石流动态态，以保施工工安全，为今今后泥石流的的治理效果监监测和灾害预预警提供依据据基础数据。2治理原则为此，治理工程措措施应遵循安安全可靠、技技术可行、经经济合理、施施工方便、与与环境协调的的原则。第二节设计标标准、工况、参参数1设计标准由于潘安沟泥石流流威胁对象主主要为潘安乡乡乡镇，其重重要性大，威威胁人数达约约250人，根根据中国地质质调查局《泥泥石流灾害防防治工程设计计规范》（DT/T00239－2004）规定，该该泥石流防治治工程安全等等级应定为三三级。相应的的防治工程主主体工程设计计标准应按220年一遇的降降雨强度设计计，拦挡工程程基本荷载下下抗滑安全系系数应达到1.15，特殊荷荷载下抗滑安安全系数应达达到1.06，基本荷载载下抗倾覆安安全系数应达达到1.40，特殊荷载载下抗滑安全全系数应达到到1.12。2设计工况①拦挡工程设计工况况和荷载组合合按前述设计标准，设计拦挡工程设计工况按满库过流、半库过流、空库过流三种特征结合地震因素（考虑地震和不考虑地震），共有六种工况组合，分别为工况Ⅰ满库过流（不考虑地震）、工况Ⅱ满库过流状态（考虑地震）、工况Ⅲ为半库容过流状态（不考虑地震）、工况Ⅳ为半库容过流状态（考虑地震）、工况Ⅴ为空库过流状态（不考虑地震）和工况Ⅵ为空库过流状态（考虑地震），其中以工况Ⅴ为设计工况，工况Ⅵ为校核工况。各工况荷载组合为为：工况Ⅰ满库过流状态（不不考虑地震），荷荷载组合：坝坝体自重（）+土体重（）+溢流体重（）+过坝泥石流流动水压力（）+泥石流土体水平压力（）；工况Ⅱ满库过流状态（考考虑地震），荷荷载组合：坝坝体自重（）+土体重（）+溢流体重（）+过坝泥石流流动水压力（）+泥石流土体水平压力（）+地震力（）；工况Ⅲ为半库容过流状态态（不考虑地地震），荷载载组合：坝体体自重（）+土体重（）+溢流体重（）+过坝泥石流流动水压力（）+泥石流流体冲击力（）+泥石流石块冲击力（）+水平水压力（）+泥石流土体水平压力（）+扬压力（考虑折减）（）；工况Ⅳ为半库容过流状态态（考虑地震震），荷载组组合：坝体自自重（）+土体重（）+溢流体重（）+过坝泥石流流动水压力（）+泥石流流体冲击力（）+泥石流石块冲击力（）+水平水压力（）+泥石流土体水平压力（）+扬压力（考虑折减）（）+地震力（）；工况Ⅴ为空库过流状态（不不考虑地震），荷荷载组合：坝坝体自重（）+溢流体重（）+过坝泥石流流动水压力（）+水平水压力（）+泥石流流体冲击力（）+泥石流石块冲击力（）+扬压力（未折减）（）；工况Ⅵ为空库过流状态（考考虑地震），荷荷载组合：坝坝体自重（）+溢流体重（）+过坝泥石流流动水压力（）+水平水压力（）+泥石流流体冲击力（）+泥石流石块冲击力（）+扬压力（未折减）（）+地震力（）。各种工况下的荷载载组合情况示示意（如图4）所示。图4拦砂、谷坊坝荷载载组合示意图图②排导工程设计工况况和荷载排导工程设计按挡挡土墙进行计计算和校核，其工况及荷载组合为：工况Ⅰ为泥石流过流状态态（不考虑地地震），排导导堤部分荷载载组合：结构构自重+土压力，槽槽底防冲肋槛槛等考虑的荷荷载组合为：：结构自重+泥石流流体体静压力+冲击力；工况Ⅱ泥石流过流并考虑虑地震状态，排导堤堤部分荷载组组合：结构自自重+土压力+地震力，槽槽底防冲肋槛槛等考虑的荷荷载组合为：：结构自重+泥石流流体体静压力+冲击力+地震力。其中工况Ⅰ为设计计工况，工况况Ⅱ为校核工况况。3设计参数①降雨量参数按50年和20年一遇暴雨强度进进行设计，根根据《四川省省中小流域暴暴雨洪水计算算手册》和勘勘查报告的计计算结果，按按P=2%计算求得的1小时设计雨雨强为30.0mm，按P=5%计算求得的1小时设计雨雨强为26..1mm。②泥石流固体物源参参数根据应急勘查报告告，潘安沟泥泥石流松散固固体物源量773.43××104m3，可能参与与泥石流活动动的动储量为为13.2×1104m3，按20年一遇的设设计标准，泥泥石流一次固固体物质冲出出量为1.3×104m3，按5.12地震后泥石石流发生频率率将呈现由高高至低的过渡渡变化过程，预预计其20年内可能发生生泥石流2次左右，则则固体物质冲冲出总量可能能达到2.6×104m3左右。③泥石流运动特征参参数泥石流拟建工程部部位主要运动动特征参数统统计（如表13）。潘安沟泥石流拟建建工程部位泥泥石流运动特特征参数统计计表表13位置治理工程剖面编号重度（t/m3）流速（m/s）流量（m3/s）整体冲压力（KNN）爬高(m)冲起高度(m)潘安沟3#拦砂坝5-5’断面2.451.8323.617.040.270.172#拦砂坝6-6’断面2.452.6426.0614.660.570.361#拦砂坝7-7’断面2.452.4825.5412.920.500.312#谷坊坝8-8’断面2.452.4524.7512.610.490.311#谷坊坝9-9’断面2.452.6622.0814.870.570.36导流堤2-2’断面上流流50m2.452.3640.0④工程部位岩土特征征参数潘安沟泥石流治理理工程部位（包包括稳拦工程程和排导工程程）地基土以以崩坡积、残残坡积、冲洪洪积或泥石流流堆积的碎块块石土为主；；CT5-1揭露基岩埋埋深为1.2m，岩性为强强风化片岩，其其它断面第四四系松散层较较厚，治理工工程不可能将将基础置于基基岩上，所有有工程地基均均置于冲洪积积、泥石流堆堆积等的碎块块石土上，根根据取样试验验结果及类比比相似地区工工程地质参数数及查表，确确定其主要工工程地质特征征参数为：稍稍密碎块石土土地基承载力力280Kppa，中密层层碎块石土地地基承载力520Kppa，基底摩摩擦系数为0.5等。类比邻近近地区勘查资资料，确定其其工程地质特特征参数（详详见表14）。 潘安沟泥石流治理理工程部位地地基土主要物物理力学指标标表14土名称重度γ（KN/m3）压缩模量ES变形模量E0承载力特征fakk(Kpa)粘聚力C(Kpa)内摩擦角ø稍密角砾2120280035中密角砾2128520040⑤抗震设计参数根据全国地震区划图图编制委员会会编制的GB188306－2001《中国地震震动参数区划划图》国家标标准第1号修改单，区区域地震动峰峰值加速度为为0.15g，地震动反反应谱特征周周期为0.3s，地震基本本烈度按Ⅷ度设防。第三节治理工工程技术方案案设计泥石流防治措施从从大的方面可可划分为避让让搬迁、工程程治理、生物物工程和群测测群防等。从从泥石流的形形成条件、运运动特征、发发生频率、易易发程度和危危险性、危害害性分析，单单纯的采取群群测群防措施施已不能满足足潘安沟泥石流流防治的要求求，因此必须须在群测群防防和监测预警警的基础上，采采用工程治理理措施对其进进行综合防治治。泥石流工程治理措措施常用的有有控制水源的的治水工程（如如蓄水工程、引引排水工程）、控控制松散固体体物源的治土土工程（如拦拦碴坝和拦挡挡坝、挡土墙墙、护坡、变变坡工程及潜潜坝工程等）、排排导工程（如如排导堤、顺顺水坝、排导导槽、渡槽、明明硐及改沟工工程等）、停停淤工程（如如停淤场和拦拦泥库等）、农农田水利工程程（如水改旱旱、水渠防渗渗、坡改梯、夯夯填滑坡裂缝缝及修建截水水沟等）。其其中治土工程程中的稳栏措措施和各种排排导工程经过过多年的工程程实践，特别别是铁路部门门等的研究和和总结，其技技术条件日趋趋成熟，为泥泥石流治理工工程中采用最最多的手段。根据勘查报告，潘潘安沟道特征征为总体上上上游纵坡较大大，下游逐渐渐变缓，局部部地段有陡缓缓相间的变化化特点，沟道道宽度总体上上上游狭窄，而而下游逐渐变变宽，但局部部有宽窄相间间的特点，为为治理工程设设置拦挡坝提提供了有利条条件，表现为为在这些部位位建拦挡坝坝坝的长度相对对较小，且这这些沟段沟道道纵坡较缓。潘安沟下游流通堆堆积区沟道从从老堆积扇区区右侧通过，沟沟道一般深33～10m，宽度2～6m，局部有弯弯道发育，沟沟道堵塞程度度中等，沟口口段与主河呈呈迎向相交，总总体排导条件件较差，但沟沟道走向总体体上较为顺直直。基于上述条件，本本次可研在勘勘查报告泥石石流治理方案案建议基础是是制定了两套套比选方案，方方案一本着“拦排结合”的治理思路路，采用“低坝结合下下游导流堤”进行治理，方方案二本着“以拦为主”的治理思路路。1方案一防治治工程主要内内容及布置在形成流通区中段段修建2座谷坊坝；；在形成流通通区下段及流流通堆积区上上段分别修建建2座拦砂坝、1座拦砂坝，共共同起到削峰峰减流、稳拦拦物源的作用用，同时减少少到达潘安沟沟下段的固体体物质量，降降低泥石流容容重，并调节节下游泥石流流洪峰流量，减减轻下游排导导槽的压力。在潘安沟下游的流流通堆积区段段修建单侧导导流堤，规整整沟槽断面，减减小弯道曲率率，将拦砂坝下游的的泥石流物质质顺畅地导入入主河汗牛河河，保护流通通堆积区潘安安乡乡镇的安安全；2方案二防治工程主主要内容及布布置在沟域形成流通区区、流通堆积积区布置2座谷坊坝、3座拦砂坝，其其工程布置位置、设设计尺寸等参参数与方案一一相同。两方案治理工程布布置详见平面面布置图。第四节分项工工程设计1方案一拦砂坝、谷坊坝⑴拦砂坝、谷坊坝布布置及坝肩坝坝基工程地质质条件拦挡工程布置的主主要目的在于于消峰减流，减减小泥石流峰峰值流量，并并阻挡泥石流流沟内的大石石块，减少一一次可泥石流流活动的物源源量，降低泥泥石流流体容容重，保证下下方排导槽正正常使用和经经拦挡后泥石石流剩余物质质的顺利下泻泻，同时通过过泥石流物质质回淤压脚起起到稳固沟床床和减轻沟岸岸崩滑的作用用。潘安沟泥石流拦挡挡工程布置主主要利用潘安安沟中下段纵纵坡相对较缓缓，沟道宽窄窄相间的特点点，并与沟域域泥石流物源源动储量分布布情况相匹配配，坝位的选选择尽可能选选择沟道狭窄窄、上游库容容较大的地段段，并尽可能能选择在沟床床弯道下游泥泥石流能量部部分消散，坝坝肩坝基地质质条件良好沟沟段设坝。据据此，在潘安安沟主沟共选选择5处相对较好好的坝位。⑵坝体断面和结构设设计各坝断面尺寸统计计（如表15）。方案一潘安沟泥石石流拦砂、谷谷坊坝断面设设计尺寸统计计表表15名称坝顶标高（m）坝底标高（m）基底标高（m）坝高（m）有效坝高（m）基础埋深（m）坝顶宽度（m）坝顶厚度（m）坝底厚度（m）1#谷坊坝2435.52430.52428.554219.01.59.02#谷坊坝2372.02367.0236554230.21.59.01#拦砂坝2288.82080.82077.886339.91.513.52#拦砂坝2214.02206.02203.086326.51.513.53#拦砂坝2075.12068.12065.175333.81.512注：标高采用高程程系为独立高高程系坝体圬工采用M110浆砌块石结结构，坝顶溢溢流口采用厚厚0.4m的C25砼结构，坝坝基底铺设厚厚0.2mCC25砼垫层，详详见结构设计计图。⑶坝的库容和功能参参数计算拦砂、谷坊坝功能能主要为三个个方面，一是是通过其有效效库容拦挡泥泥石流中的固固体物质，降降低流体重度度，减轻对下下游的危害，二二是通过坝体体的削峰减流流作用调节泥泥石流流体峰峰值流量，增增加下游排导导工程或自然然沟道的安全全性，三是通通过坝体的有有效拦砂作用用，降低过坝坝泥石流重度度。由于该方方案中各坝总总库容远小于于潘安沟泥石流流物源动储量量，而坝体淤淤满后其调节节流量和泥石石流重度的作作用就将大大大减小，且目目前对此还没没有成熟的计计算方法，因因此，此处仅仅对方案中泥泥石流稳拦能能力进行计算算。回淤坡度按下式计计算：式中—回淤纵坡（‰）；由于潘安沟各坝位位上游回淤范范围形态多不不规则，因此此库容的计算算方法为：根根据回淤纵坡坡图解求得回回淤长度和库库尾高程，据据此在平面图图上圈定回淤淤范围，计算算回淤范围面面积，再乘以以库区平均深深度计算其回回淤库容。坝坝的回淤范围围详见治理工工程平面布置置图，库容计计算结果详((见表16)。方案一拦挡、谷坊坊坝稳拦物源源能力一览表表表16分项分部工程名称沟谷纵比降（‰）回淤纵坡比降（‰‰）回淤长度（m）回淤平面面积（mm2）回淤坝库区平均深深度（m）坝的回淤库容（mm3）防止沟床揭底冲刷刷减少物源（m3）合计稳拦物源量（m3）1#谷坊坝19296325002.41200100022002#谷坊坝1668360.81356.52.02317203443511#拦砂82357.612633620.62#拦砂坝16884505623168656221363#拦砂坝10150.5406702.818766702546合计9437.6921716454.6通过坝的回淤库容容计算，5座拦挡坝总总库容为0.94×1104m3。可见仍小于于20年一遇暴雨雨条件下泥石石流的固体物物质冲出量（1.3×104m3），因此其下下游仍须设排排导工程，拦拦排结合综合合治理，考虑虑每次泥石流流满库后进行行清淤，每次次泥石流发生生后的拦排比比为2.61:1。通过坝的回淤库容容和防止沟床床揭底冲刷减减少物源量的的统计，5座拦挡坝总总计或减少物物源动储量为为1.64×104m3约占动储量量的12.44%。如果考虑虑每次满库后后清淤，按勘勘查报告估算算20年满库2次并清库2次计，累计计可拦蓄物源源量1.88×104m3，累计可稳稳拦物源量33.52×104m3，占动储量量的26.7%，将为泥石石流防治发挥挥较为积极的作作用。⑷坝的库容和功能参参数计算不同工况下作用于于坝体的基本本荷载组合情情况详见4.2.2小节。设计工作中对坝体体荷载进行了了计算，其计计算公式、计计算参数及结结果分别如下下：①坝体自重的计算式中－坝体自重（kN）；－坝体单宽体积（m3）；－坝体容重（kNN/m3），按浆砌石石取=24kN/m3。各坝坝体自重计算算参数及结果果详见（表17）。方案一潘安沟泥石石流坝体自重重计算表表17名称坝体容重（kN//m3）坝体单宽体积（mm3）坝体自重（kN）1#谷坊坝24.0045.281086.722#谷坊坝24.0045.281086.721#拦砂坝24.0010124242#拦砂坝24.0010124243#拦砂坝24.0083.842012.16②泥石流竖向压力泥石流压力由土体体重和溢流重重两部分。土土体重指拦砂坝溢流面以下下垂直作用于于坝体上的泥泥石流土体重重量，以泥石石流体体积乘乘以重度求得得。溢流重为为过坝泥石流流作用于坝体体上的重量。式中－设计溢流体体厚度；－设计溢流重度，取取15.5kN/m3－作用宽度（m）。计算结果详见表118。方案一泥石流竖向向压力计算表表表18名称泥石流土体重度（kN/m3）泥石流土体单宽作作用体积（半半库）（m3）泥石流土体单宽作作用体积（满满库）（m3）泥石流土体重（半半库）（kN）泥石流土体重（满满库）（kN）泥石流体重度（kkN/m3）泥石流溢流厚度（m）泥石流溢流作用宽宽度（m）泥石流溢流重（kkN）1#谷坊坝20.002.6210.4852.4209.615.50.758.295.332#谷坊坝20.002.6210.4852.4209.615.50.758.295.331#拦砂坝20.005.82523.3116.546615.51.512.3285.982#拦砂坝20.005.82523.3116.546615.51.512.3285.983#拦砂坝20.003.67514.7073.529415.51.510.68248.31③作用于坝体的水平平压力水平水压力按下式式计算：式中－水体重度==10kN/m3；－水的深度m。泥石流水平压力按按朗肯主动土土压力公式计计算：式中－泥石流重度度，15.55kN/m3；－泥石流泥深；角分为时求得泥石流水平压压力详（见表19）。方案一泥石流水平平压力计算表表表19名称水体重度（kN//m3）水深（m）水平水压力（空库库）（kN）水平水压力（半库库）（kN）泥石流土体重度（kN/m3）泥石流土体深（满满库）（m）泥石流土体深（半半库）（m）泥石流体内摩擦角角（°）泥石流土体水平压压力（满库）（kN）泥石流土体水平压压力（半库）（kN）1#谷坊坝104802020421087.3021.832#谷坊坝104802020421087.3021.831#拦砂坝10618045206310196.4449.112#拦砂坝10618045206310196.4449.113#拦砂坝10512531.252052.510136.4134.10④泥石流动水压力式中－过坝泥石流流动水压力（kN）；－泥石流重度取155.5kN/m3；－重力加速度，=99.8m/ss2；－泥石流平均流速（m/s）。求得泥石流动水压压力（详见表20）。方案一泥石流动水水压力计算表表表20名称泥石流重度（kNN/m3）泥石流平均流速（m/s）泥石流动水压力（kN）1#谷坊坝15.52.6611.192#谷坊坝15.52.459.491#拦砂坝15.52.489.732#拦砂坝15.52.6411.023#拦砂坝15.51.835.30⑤作用于迎水面坝踵踵处的扬力式中－作用于迎水水面坝踵处的的扬力（kPa）；－坝上游水深（m）；；－坝下游水深（m）；；－坝底宽度（m）；；－水体重度＝9.88kN/m3；－折减系数，按《浆浆砌石坝设计计规范》（SL25--2006），一般取取=0.25。求得泥石流迎水面面坝踵处的扬扬力（详见表21）。方案一坝体迎水面面坝踵扬压力力计算表表21名称坝上游水深（m）坝下游水深（m）坝底宽度（m/ss）折减系数扬压力（半库考虑折减）（kN）扬压力（空库不考虑折减减）（kN）1#谷坊坝4.50.759.00.2557.88231.522#谷坊坝4.50.759.00.2557.88231.521#拦砂坝7.51.513.50.25148.8595.22#拦砂坝7.51.513.50.25148.8595.23#拦砂坝6.51.5120.25117.6470.4⑥泥石流整体冲击力力泥石流整体冲压力力按《泥石流流灾害防治工工程设计规范范》（DZ/T00239－2004）3.1－8式计算：式中—泥石流冲压压力（kN）；—建筑物形状系数，圆圆形建筑物==1.0，矩形建筑筑物=1.333，方形建筑筑物=1.447；—泥石流重度（kNN/m3），—泥石流平均流速（m/s），按表3－5；—建筑物受力面与泥泥石流冲压力力方向的夹角角（°）。计算过程主要选择择拟布设拦挡挡工程部位各断断面进行计算算。建筑物形状状系数按矩形形建筑取=11.33，各各坝位泥石流流整体冲压力力计算参数及及计算结果(详见表22))。潘安沟泥石流整体体冲压力计算算表表22计算部位断面编号建筑物形状系数泥石流重度（KNN/m3）泥石流平均流速（m/s）冲的泥石流冲压力（KKN）潘安沟1#谷坊坝1.3315.52.669014.872#谷坊坝1.3315.52.459012.611#拦砂坝1.3315.52.489012.922#拦砂坝1.3315.52.649014.663#拦砂坝1.3315.51.83907.04⑦泥石流块石冲击力力石块对坝的冲击力力按简支梁的的计算公式计计算：其中石块运动速度按按下式计算：：式中—石块对坝的的冲击力（kN）；—构件弹性模量（MMPa）；—构件截面中心轴的的惯性矩（m4）；—石块的运动速度（m/s）；—构件长度（m）；；—石块重量（kN）；；—建筑物受力面与泥泥石流石块冲冲击力的夹角角（°）；—泥石流堆积物中最最大石块粒径径（m），根据调调查，潘安沟沟泥石流堆积积的石块粒径径较大,石块粒径按1.0m计算；—摩擦系数，按平均均值取。按《浆砌石坝设计计规范》（SL25--2006）查表得M10浆砌块石=114.5kPPa，根据设计计截面用AutoCCAD作图求得各各截面值。各坝泥石流石块冲冲压力计算参参数及结果（详见表22）。方案一泥石流石块块冲压力计算算表表22名称惯性矩（m4）构件弹模（MPaa）构件长度（m）石块粒径（m）石块重量（kN）石块的运动速度（m/s）受力面与冲压力的夹角（°）冲压力（kN）1#谷坊坝106.714.56.01.026.54.0090122.02#谷坊坝161.114.56.01.026.54.0090149.91#拦砂坝781.214.59.01.026.54.0090179.62#拦砂坝532.814.59.01.026.54.0090148.43#拦砂坝352.114.58.01.026.54.0090143.9⑧地震力区内5.12地震震后地震基本本烈度