3泥石流治理模式

泥石流治理模式泥石流防治模式

1、以成昆铁路盐井沟为代表的铁路泥石流防治模式2、以大洪沟为代表的矿山泥石流防治模式3、以九龙县喇嘛寺沟为代表的中小型水电工程泥石流防治模式4、以蒲虹公路为代表的坡面泥石流防治模式5、以天山天池景区为代表的旅游景区泥石流防治模式6、以白鹤滩为代表的大型电站大寨沟泥石流防治模式7、213国道的红椿沟公路泥石流防治模式专题2：滑坡防治专题生态修复水土保持坡面防护谷坊拦沙坝滑坡治理措施排导槽

根据流域灾害发育规律和运动特征，提出了小流域泥石流综合治理技术。

编制了《泥石流防治工程设计手册》，指导全国泥石流勘察、规划、防治工程设计。

坡面防护支沟的稳坡固沟主沟的拦挡调节沟口的排导防护泥石流综合治理技术体系泥石流综合治理体系山区泥石流综合减灾技术体系

根据山地所长期对泥石流的观测、实验、试验和研究，以泥石流的形成机理、运动规律和成灾机理等理论为基础，研究创立了稳、拦、排相结合的泥石流综合治理模式，为山区城镇泥石流减灾做出了重要贡献。城镇泥石流防治：东川深沟拦沙坝石羊沟排导槽东川城区专题1：泥石流防治专题—防治技术泥石流防治典型工程

云南云龙县城狮尾河泥石流治理黑沙河泥石流治理工程

成昆铁路盐井沟泥石流防治黑水芦花沟泥石流治理工程成果技术推广应用于我省70多个泥石流沟泥石流防治专题1：泥石流防治专题—防治技术泥石流排导槽专题1：泥石流防治专题—防治技术成昆铁路排导槽专题1：泥石流防治专题—防治技术四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟

泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析盐井沟泥石流防治工程与弃土弃渣特征盐井沟泥石流危害铁路公路图1盐井沟泥石流整治工程布置图

四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程1、流域概况1.1地形地貌特点

盐井沟发源于大顶山北西山麓，由十余条小支沟组成，自南往北汇入孙水河。主沟长8.4km，沟床平均纵坡为15.5%。该沟流域面积为13.6km2，地势南高北低，南部大顶山最高海拔3453.2m，北端沟口则为1650m，相对高差达1803.2m，平均每米落差0.24m。地貌上属中高山强烈侵蚀剥削型。1.2基岩岩性特征

沟内基岩主要由晋宁期生成的泸沽花岗岩，前震旦系浅变质砂泥质夹碳酸盐沉积和侏罗系砂砾岩及粘土质页岩组成。1.3构造活动盐井沟紧邻安宁河古断裂的东侧，沟内古老和中生代以来的断裂和褶皱均有发现。但这些断裂，一般均属较古老的构造，多已稳定固结，对沟内泥石流防治工程影响不大。四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析1、流域概况（续）1.4气象特征泸沽多年平均降雨量1100mm，但集中于5~10月，干旱季节长达6个月，春季比冬季还干，蒸发大于降水约10倍左右。泸沽年平均气温，一月份多年平均低温5.6℃，七月份多年平均气温最高可达21.1℃。1.5人为影响因素该沟泥石流日趋频繁，是由基建采矿弃渣和当地居民挖矿及砍伐林木、破坏植被所致。四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析2、物源分布主沟槽部分排土场部分部位堆积量（万m3）部位堆积量（万m3）铁路桥——1号坝01号排土场18.08381号坝——2号坝1.191252号排土场17.7992号坝——3号坝2.87553号排土场106.94363号坝——4号坝18.13324号排土场52.25974号坝——5号坝3.50625号排土场15.32985号坝——排土场38.14546号排土场82.712排土场以上44.91067号排土场76.9815基建剥离排土量52.582合计109.4834合计422.6915总计532.1749表1主沟槽及排土场现存松散固体物质四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析3盐井沟泥石流的危害危害对象危害内容成昆铁路孙水关铁桥泥石流将铁路大桥的3号和4号桥墩造成威胁。如遇大规模的泥石流，将有可能出现险情。一旦毁桥断道，将对铁路正常运营造成严重损失及恶果。铁桥下方的公路小桥，随时都有被泥石流摧毁的危险。泸沽镇使泸沽镇一带的河床严重淤积，过流断面缩小，排洪能力降低。若遇到大的洪水，泸沽镇南街一带将被淹没。若暴发更大规模的泥石流，可堵断孙水河，则不仅回水淹没上游，且溃坝洪流将对泸沽镇的安全产生更大的威胁。生态环境沟床和山坡坡脚不断被泥石流掏刷，沟内的崩塌面积不断扩大，山坡侵蚀亦将愈来愈强烈，流域内的生态环境将进一步恶化，甚至产生恶性循环。另外大量泥沙石块进入孙水河及安宁河后，对其有关地区的生态环境亦将产生较大的影响。表2盐井沟泥石流危害一览表四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析4盐井沟泥石流治理方案

根据实际情况，结合需要和可能，以“全面规划，因地制宜，综合治理”作为盐井沟泥石流治理规划方案的编制原则。1）工程措施拦沙坝主要设置在盐井沟的主沟槽内。根据地形、地质条件及拦沙坝的不同作用，共设置了五座拦沙坝。拦沙坝编号由下向上分别为：2号坝、3号坝、4号坝和5号坝。2）生物措施禁止乱砍滥伐和毁林开荒；停耕还林，上游封山育林和林种改造，中游营造水土保持林及防护林，下游营造薪炭林及少量具有一定水土保持效益的经济林。四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析5盐井沟泥石流工程治理设计

此部分重点介绍工程措施，未介绍生物措施部分。5.1设计标准

泥石流洪峰流量设计标准：设计频率2%，校核频率1%。工程等级按三等三级考虑。地震烈度按8度或8.5度考虑。个别重要建筑物按9度设计。5.2设计内容盐井沟主沟内布设的5座拦砂坝工程、铁排土场下方导流堤工程以及全流域内的生物治理工程。四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析断面位置频率P=2%频率P=1%频率P=0.5%QB(m3/s)QC(m3/s)QB(m3/s)QC(m3/s)QB(m3/s)QC(m3/s)公路交叉口79.917491.9200105229排土场下缘1603491844012094564号坝址170371196427222484全流域207451238519271591表3盐井沟各种频率下的设计泥石流流量表

5.3设计选用的主要参数

四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析5.3设计选用的主要参数

泥石流容重：γc=2.0t/m3，φc=8°泥石流固体物质干容重：γs=2.65t/m3坝后泥石流堆积物容重：γ天=2.2t/m3堆积物内摩擦角：φ=35°沟床质与坝基摩擦系数：f=0.5浆砌块石：γ块=2.3t/m3，f块=0.75混凝土：γ砼=2.4t/m3沟床内颗粒平均粒径D1=200~300mm泥石流体运动中，最大石块粒径D2=1.7m地震烈度：8~9度各坝址处的泥石流流量：1~3号坝按全流域计算，4~5号坝按4号坝址流量计算其它设计参数按各相应规范查取。四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析坝名位置结构形式尺寸1号坝沟口公路桥以上301.2m处浆砌石实体重力坝坝高3m，下部基础厚2m。坝顶宽2.5m，坝低宽6.1m。坝体上游面边坡为1：10，下游面边坡为1：0.2.2号坝沟口公路桥以上580m处钢筋混凝土格栅坝坝体高3.5m，下部基础底板厚1.5m，宽7.5m，长22m。坝体上部有2个支墩，支墩间距4m。格缝0.5m。支墩高3.5m，宽2.5m，长5.5m。3号坝沟口公路桥以上768.5m处浆砌石重力坝坝高30m，坝顶宽4.9m，坝底最大宽度28m，坝长92.5m。4号坝沟口公路桥以上2317.8m处溢流段为钢筋混凝土格栅坝，非溢流段为浆砌石重力坝格栅墩高8m，厚2.5m，长6.5m，间距4m。格梁间缝隙最小为0.5m。溢流段坝长33.5m，由3孔组成。非溢流段坝长22m。5号坝沟口公路桥以上2673m处溢流段为钢筋混凝土格栅坝，非溢流段为浆砌石重力坝坝体总长87.5m，其中溢流段长32.5m，左非溢流段长24.25m，右非溢流段长30.75m，坝顶宽均为3m，坝底宽为14.5m，上下游边坡均为1：0.5。格缝间隙0.6m。表4盐井沟拦沙坝结构形式

四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析2号坝2号坝副坝4号坝拦砂坝5号坝2号坝主坝和副坝松散固体物质储量在700万m3以上,一旦遭遇强暴雨,极易形成泥石流.50年一遇设计频率的泥石流流量为364m3/s,100年一遇设计频率的泥石流流量为419m3/s.拦砂坝设计高度20m,最大基础埋深8m,高出原沟床面12m,可拦挡松散固体物质32万m3，1997年竣工放撞墩公路铁路（道路）泥石流灾害冲毁桥梁，坠毁列车死亡360人中断行车15天大渡河成都方向被剪断的桥墩颠覆的列车1981年成昆铁路利子依达沟特大泥石流灾害利子依达沟坝名稳定沟床物质（万m3）坝上游拦淤量（万m3）1号坝1.910.572号坝2.880.433号坝18.13133.314号坝3.512.605号坝38.153.41合计64.58140.325.4拦沙坝设计表5盐井沟拦沙坝拦淤量

四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析5.5排洪导流堤工程设计该工程设置在3~6排土场的下方，盐井沟的主沟槽内。沟底纵坡为150‰~230‰，导流堤全长733.8m。为防止沟床过分被冲刷，在0+100，0+370，0+450里程桩处，设置桩基防冲肋墙，其余每隔50m间距设置。四川省冕宁县泸沽铁矿区盐井沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析汇报专题提纲专题1：地质环境现状及灾害特征专题2：滑坡防治专题专题1：泥石流防治专题喇嘛寺沟泥石流防治工程专题1：泥石流防治专题—案例分析专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程一、喇嘛寺沟概况喇嘛寺沟地处四川省九龙县踏卡乡耳朵村喇嘛寺组，位于九龙河左岸一级支流踏卡河的右岸，主沟长10.2km,流域面积21.9km2。经调查历史上喇嘛寺沟暴发过稀性泥石流。在踏卡河与喇嘛寺沟汇口的下游3.5km处拟修建一座装机100MW的踏卡水电站。该电站引水线的5号支洞位于喇嘛寺沟的中下游。预计开挖支洞将产生12万m3的弃渣，在有足够水源的条件下，弃渣可能启动形成粘性泥石流，对沟口堆积扇上居住的40多户居民生命财产安全造成威胁。

专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程地形地貌专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程地层岩性专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程沟口滑坡（一）简易公路专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程沟口滑坡（二）专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程支洞弃渣专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程二、泥石流防治方案方案一：5号支洞49％的弃渣由沟口滑坡体上简易公路运出，20％用于电站附属设计建设，31％堆积在沟道内。沟内修建2座矮坝，出沟口修建排导槽，使泥石流合理排入踏卡河并不造成主河堵河，实现灾害的防治。方案二：由于2008年夏天在的降雨作用，沟口滑坡进一步滑动，使得简易道路难以通行。弃渣只能全部堆放在沟道内，开挖支洞所需大型机械只好采用溜索吊车运送，吊车的起点位于喇嘛寺滑坡的北侧，施工期间滑坡基脚的简易道路依然需要保通。

因此建议沟口滑坡体下游修建1座拦砂坝，一方面拦截弃渣，一方面稳定滑坡体；同时下游清理沟道，将泥石流顺利排入主河，同时保证沟口居民的生命财产安全。专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程溜索吊车位置专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程拦砂坝坝址拦砂坝滑坡体专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程三、泥石流防治工程设计参数确定1、设计标准由《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)，人口≤20万人的城市属于第四级城市等别——小城市，并且小城市泥石流防治标准的重现期为20年。喇嘛寺沟堆积扇处的人口数不足200，其防洪标准应远远低于小城市的防洪标准，采用20年一遇（P=5%）的设计标准满足规范要求。专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程2、容重、流量、一次泥石流固体物质总量计算

依照中华人民共和国国土资源部的行业标准《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）泥石流流量计算法公式为:

——泥石流流量修正系数，——泥石流流体容重——清水容重——泥石流中固体物质比重——堵塞系数——清水流量一次泥石流总量：一次泥石流固体物质总量：专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程设计标准（m3/s）(t/m3)(t/m3)(t/m3)T(s)(m3/s)(m3)(m3)P=5%30.512.21.02.71.81800186.7288692.5762602.52考虑到最危险的情况即形成的粘性泥石流容重很大，取2.2g/cm3，然后用20年一遇的清水流量配方法计算得到泥石流的设计流量为186.72m3/s，一次泥石流固体物质总量为6.26万方，由于没有混入弃渣的20年一遇的泥石流中一次固体物质总量为2.51万方，由此计算混入泥石流的弃渣量为3.75万方。专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程库容（m3）坝高(m)2151.09854263.74166384.837710467.61813291.57918778.871022271.381125969.971230777.391334982.491440031.991544519.131648841.61753303.741857909.521962657.8120由上面计算可知，20年一遇粘性泥石流一次固体物质放量为6.26万方，需要坝高为20m，考虑到高坝的危险性较大，将大于50cm的颗粒拦截，将剩余的固体物质在不造成主河堵河的情况下排到主河中。根据弃渣的级配以及老泥石流堆积物的级配，计算得出20年一遇泥石流固体物质中大于50cm的颗粒为2.02万方，需要坝高为11m。因此确定拦砂坝的高度为11m，库容为2.22万方。3、拦砂坝坝高、库容的确定专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程4、坝型的确定

由于设置拦砂坝的主要作用是拦截大于50cm的固体颗粒，并且还要稳定滑坡体坡脚，因此采用重力坝形式，中间开1m宽的泄水洞，并且由于施工期间滑坡基脚的简易道路依然需要保通，因此坝体预留4m×4m的交通洞，在两年工期结束以后将交通洞堵死。

专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程5、下游沟道整治工程建议经计算喇嘛寺沟在原来20年一遇泥石流的基础上混上一定量的弃渣，可形成的泥石流洪峰流量为186.72m3/s，容重为2.2g/cm3，泥石流过坝后洪峰流量可以消减到原来的70%。按照此值计算，经过拦砂坝后进入下游沟道的泥石流流量为130.7m3/s，按照5m/s的流速计算，所需断面面积为26.14m2。喇嘛寺沟拦砂坝下游原沟道多弯道和跌水、沟床平均纵比降为13%左右，部分沟道沟床较浅，不能满足过流要求，因此建议对沟道进行整治，以保证泥石流顺利排到主河，同时又不对下游喇嘛寺村人民的生命财产安全造成威胁。

专题1：泥石流防治专题—案例分析喇嘛寺沟泥石流防治工程简易公路根据地形条件，上、下游规整沟道断面形式见图喇嘛寺沟泥石流防治工程专题1：泥石流防治专题—案例分析都汶公路一条泥石流防治模式四川省石棉县大洪沟泥石流治理工程专题1：泥石流防治专题—案例分析大洪沟沟长21km，流域面积61km2年降雨量为1262mm，最大降雨量为42mm/h汛期最大流量可达200~300m3/s距大洪沟沟口5km处修建了长1865m，断面面积为13.46m2(后来改造为19.95m2），纵坡6%的泄水隧洞和坝长60m、高11.5m的截水坝，于1972年竣工投入使用隧洞于1972年建成后，为圆形无压隧洞，直径4.2m，净空面积13.46m2，砼衬砌40cm，部分为钢筋混凝土衬砌，纵向6%，设计流量140m3/s。新康矿1982年二月和1984年4月两次进洞测量，冲刷坑体积分别为5777m3和8770m3，发展趋势相当严重，并且泄洪流量达不到设计泄流能力。1989年受新康矿正式委托，由北京水利水电科学研究院承担工程修复设计，对隧洞进行技术改造。主要为：圆形隧洞改造为马蹄形；圆形隧洞腰线1m以下开挖加深2.2m，C30砼衬砌厚40cm；洞体每10m设一个浇筑段，设分割缝；底板和侧墙埋设两排Φ25锚筋，三角形布置长1.5m，埋入基岩1m，灌水泥砂浆。改造后隧洞的泄流流量从140m3/s，增加到259m3/s,从20年一遇的设计标准提高到50年一遇的标准。该次修整于1992年5月竣工投入使用。1999年元月枯水期，新康监狱组织工程技术人员再次进入引水隧洞检查发现：洞底损坏严重的有60多米处，长780m，占全长的（大洪沟隧洞全长1856m）的42%，掏空最大处体积为128m3，冲毁体积3880m3；洞壁损坏1544m，损坏严重的多达27处，冲坏体积920m3；共计洞内形成空洞4800m3，有随时跨塌的危险。监狱对此召开专门会议，组织有关人员反复研究，对引水隧洞采取以下补救措施：1)对隧洞内形成的空洞用毛石混凝土修复，采用洞底60cm和洞壁50cm厚的钢筋混凝土修复。2)为了确保隧洞有259m3/s的泄洪能力，必须恢复短进水口工程。3)为保证汛期洪水（流量259m3/s）不翻坝进入排土场，截水坝加高到长60m、宽2.3m、高6m。4)为防止大石块和树木进入引水隧洞，对隧洞继续损坏，在隧洞上游350m处，新建一座长24.5m、宽（坝顶3m、坝底8m）、高8.5m的格栅坝。石棉大洪沟截流拦挡坝石棉大洪沟1#格栅坝与进口段潜坝石棉大洪沟排导隧洞出口段专题1：泥石流防治专题—防治技术蒲虹公路沿线15处泥石流的分布蒲虹公路连接虹口和蒲阳，为汶川地震灾区恢复重建中唯一新建的道路，全长23km，总投资20亿元，依据应用水土分离的主动拦挡技术体系，经济、科学有效地防治了15处泥石流灾害点的9处较严重的坡面泥石流灾害蒲虹公路坡面泥石流工程案例地震灾区坡面泥石流防治技术体系与应用

坡面泥石流防治关键问题坡面泥石流点多、面广、坡度大，加速快，侵蚀强烈，极易演化为规模超大沟道泥石流，如何阻止坡面泥石流启动，实现防灾工程事半功倍成为坡面泥石流防治关键问题都江堰深溪沟一坡面泥石流蒲虹公路K9李家山坡