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          丹東市寬甸縣小孤山村泥石流治理格賓網防治工程

          時間:2016-08-09 14:55:10 | 來源:晟江格賓網 | 作者:晟江格賓網 298

          摘 要: 結合寬甸縣長甸鎮小孤山村的水文地質勘查資料,分析了該地區泥石流的成因,并提出了采用攔擋與疏導相結合的治理措施,達到了消除泥石流地質災害,保護人民生命財產安全的目的。
          丹東市寬甸縣小孤山村泥石流治理格賓網防治工程
              泥石流是一種特殊的,對人類及其生存環境的危害極大,特別是在山區尤為嚴重。遼寧省寬甸縣為地質滅害高易發區,其中長甸鎮為大、中型泥石流易發區。區內多為低山區,地形切割較深,沖溝發育,溝谷密集,松散物分布廣泛,是典型的溝谷型泥石流,對它的成因及治理進行深入的分析對遼東地區乃至整個東北地區的溝谷型泥石流的研究具有非常重要的借鑒意義。
           
          1、自然環境概況:
          1.1、災害發生點地理位置:
              泥石流滅害發生地點長甸鎮位于寬甸縣南部距丹東約60 km,距寬甸縣城33 km與朝鮮毗鄰,長甸鎮小孤山村柳樹溝泥石流治理項口中心點地理坐標為北緯40°25'45",東經124°38'21"。距朝鮮的直線距離僅約5 km,且本治理區所在的柳樹溝緊鄰亞洲第一大抽水蓄能電站蒲石河水電站下游電站,一旦有重大的泥石流滅害發生將直接影響下游蒲石河水電站的安危,進而對鴨綠江對岸的朝鮮新義州市和下游的丹東市受到威肋。
           
          1.2、氣候條件:
              長甸鎮小孤山村地處遼‘j‘省東部,黃海岸以北約70 km,屬溫帶濕潤東亞季風型氣候區06月份一9月份本地區處于熱帶海洋氣團和極地大陸氣團交替控制地帶,氣候濕熱多雨,特別是7月份、8月份,西風環流呈經向型東移,當本地區處于冷低壓槽前、副熱帶高壓后部或有北上臺風影響時,極易發生大暴雨。
           
          1.3、水文:
              長甸鎮小孤山村柳樹楊溝溝口有蒲石河通過,該區段為蒲石河下游,蒲石河蓄水電站在此修建。蒲石河為鴨綠江下游右岸一條一級支流,蒲石河全長 121. 8 km,流域面積 1 212 km2 ,為南北向狹長形流域。該流域西北與叆河流域相鄰,東北與半拉江流域接壤,東南與鴨綠江干流毗鄰,以南約 70 km 為黃海,流域北高南低。
           
          2、地層巖性、地質構造:
              區內出露地層主要有下元古界遼河群變質巖系( Ptlh) ,早元古代混合花崗巖( Mγ2) 和混合巖( M2) ,后期有元古代和晚侏羅世侵入巖及巖脈,上覆新生界第四系松散堆積層。在地質構造上,本區位于綏中—寬甸構造帶與暖和子—丹東斷裂帶的交接復合部位,區內新構造運動主要表現為整體抬升隆起,區內褶皺、斷裂較發育。
           
          3、泥石流發育特征、規模:
              小孤山村楊柳溝泥石流是典型的溝谷型泥石流,楊柳溝匯水面積為 1. 75 km2 ,流域呈桃葉形分布,泥石流的形成區域與流通區域的分界線較為明顯,在桃葉頂端有 24 處 30 m2 ~ 50 m2 左右的裸露山體存在大量的松散物質,形成泥石流通道的河道長約3 km ~ 4 km,2010 年 8 月 19 日寬甸縣遭遇 60 年一遇的強降雨襲擊,出現 574 mm 強降水,強降雨引發了泥石流地質災害的發生,造成溝內堆積物遍布,堆積物面積 90 000 m2 ,山上沖下來的堆積物約 90 000 m3 。沖毀林地及農田約100 畝,道路約 3 500 m,小橋涵 5 座,沖毀房屋 15 間,造成直接損失近千萬元,屬于特大型地質災害。遼寧將重大氣象災害Ⅲ級應急響應提升為Ⅱ級,國家防總21 號增派工作組趕赴遼寧指導抗洪救災。
           
          4、工程治理原則及措施:
           
          4 . 1 、以攔為主,攔排結合的治理原則:

              采用“以攔為主,攔排結合”的綜合治理措施,小孤山村楊柳樹溝的泥石流的來源物質地勢較高,在強降雨沖刷后沖擊力大,需設置攔擋壩抵消其沖擊力,由于在泥石流形成后原有的河道已經堵塞,河床被整體抬高近 3 m,需要清理河床,以方便疏導。

          4. 2、泥石流災害等級劃分:
              根據長甸鎮小孤山村楊樹溝內居民情況、死亡人數、直接經濟損失、期望經濟損失和防治工程投資等五個因素,參考《泥石流災害防治工程設計規范 3,該工程安全等級為三級( 見表
            表 1 本項目泥石流防治工程設計標準  
                       
          防治工程 降雨強度   攔擋壩抗滑安全系數 攔擋壩抗傾覆安全系數
          安全等級              
              基本荷載組合 特殊荷載組合 基本荷載組合 特殊荷載組合
                         
          三級 30 年一遇   1. 15   1. 06 1. 40 1. 12


          4.3、設計參數選取及計算
             泥石流流體重度 γc 。根據以往泥石流設計經驗及現場實際測定,本次治理設計取 17 kN /m3 ; 泥石流流速,經計算 Vc  =3. 07 m/s。泥石流流量計算采用雨洪計算法,經計算泥石流流量Qc = 60 1 m3 /s。攔擋壩抗滑移、抗傾覆穩定性計算結果見表 2,表 3。
            表 2   攔擋壩抗滑移穩定性計算結果  
                       
                  抗滑移穩定性系數  
                       
          名稱   滿庫過流 半庫過流
                     
            一般工況   特殊工況 一般工況 特殊工況
                       
          攔擋壩 1. 432     1. 15 2. 54 1. 705


            表 3   攔擋壩抗傾覆穩定性計算結果  
                       
                  抗傾覆穩定性系數  
          名稱            
            滿庫過流   半庫過流
                       
            一般工況   特殊工況   一般工況 特殊工況
                         
          攔擋壩 2. 63     1. 90   4. 80 3. 05
          導流渠斷面流量驗算: 根據流通段溝道的特征,用類比法來
          計算導流渠的橫斷面積,經計算,導流渠設計泥石流厚度 HX  =
          1. 26 m,取 1. 3 m; 導流渠安全超高 H = 0. 7 m,則導流渠深度 H =
           
          HX + H = 2 m。

          4. 4、治理措施:

          1) 泥石流攔擋壩工程。本次治理中根據場地實際情況在溝谷上游設置了攔擋壩以抑制泥砂產生,阻滯泥砂輸移,也拓寬了河床的寬度,調緩了河床的比降,降低了水流的速度,同時也削減了泥石流的沖擊力。攔擋壩尺寸為 35 m 長,寬度 2. 2 m ~ 4. 8 m,壩地面以上高度 3. 3 m,壩埋深 2. 5 m,設溢流口,溢流口上寬21 m,下寬 20 m,高度 1 m,溢流段下部設置 1 000 mm × 800 mm孔洞 4 個,孔洞中心距 5 000 mm。2) 擋土墻工程。攔擋壩前后臨道路一側坡高 3 m ~ 4 m,為了保證壩前后的匯排水量及道路側的安全,在緊臨道路側修筑擋土墻,按墻高的不同擋土墻采用漸變形式。擋土墻頂部高出地面 0. 3 m,并砌筑成長城狀,以便道路上的水排至渠內。3) 導流渠工程。為了在泥石流發生時有效的將泥石流進行疏導,本次治理中修建了兩種類型導流渠。導流渠1 布設在攔擋壩至居民密集區,采用 MU30 毛石砌筑。導流渠1 頂部寬度 700 mm,且高出路面 300 mm,導流渠 1 底部寬度為1 830 mm,埋入渠底深度均不小于 1 000 mm。導流渠 2 布設在居民稀疏區至溝口,采用石籠護堤,外部采用格賓網做成網籠,網籠內填筑毛石,石籠為梯形結構,頂寬 400 mm,底寬 1 900 mm。4)清淤工程。泥石流攜帶了大量的泥砂、塊石等大量的松散物質堵塞了河道。為了導流渠區段內河道暢通,對河道進行清理,一方面保證導流渠渠底標高達到設計標高以便排水暢通,另一方面將清理出的塊石就近鋪墊至道路及地面低洼處。

          5、結語:
             該工程對于泥石流地質災害的治理著眼于攔擋與疏導結合,側重于平時疏導上游來水和泥砂以減少泥石流形成的物源物質,在大規模危險性泥石流災害發生時泥石流攔擋壩能夠起到消能攔蓄作用。消除了泥石流地質災害對當地 50 多戶村民的危害,顯著地改善了當地居民的生存環境條件,提高了生活質量。該工程的治理對遼東地區乃至整個東北地區的溝谷型泥石流的研究具有非常重要的借鑒意義。




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