地質災害防治理論及技術泥石流篇2提綱一、

概況二、泥石流災害防治理念三、泥石流災害防治技術四、青海尼隴庫泥石流防治一、

概況泥石流：泥石流是發生在山區的一種含有大量泥砂、石塊的暫時性湍急水流。由于它具有強大的破壞力，往往在很短的時間內造成工程設施、農田和生命財產的嚴重損失，是嚴重威脅山區居民生存和工程建設的一種地質災害。泥石流災害：由泥石流造成的災害，包括人員傷亡、財產損失、生態環境和資源破壞，稱為泥石流災害。3

一、

概況1、國內泥石流的分布2021年1-9月地質災害類型構成452021年全國共發生地質災害10482起，其中滑坡7846起、崩塌1795起、泥石流528起、地面塌陷255起、地裂縫50起和地面沉降8起。分別占地質災害總數的74.9%、17.1%、5.0%、2.4%、0.5%和0.1%，共造成299人死亡、51人失蹤、205人受傷，直接經濟損失51.0億元。一、

概況以遼西山地、冀北山地、華北太行山、陜西華山、四川龍門山和云南烏蒙山一線為界，該線以西的華北山地、黃土高原、川滇山地和西藏高原東南部山地，是泥石流的主要發育地區，泥石流呈帶狀或片狀分布；此線以東的遼東、華東、中南山地以及臺灣和海南島等山地，泥石流呈零星分布。1、國內泥石流的分布6一、

概況目前，世界泥石流多發地帶為環太平洋褶皺帶(山系)、阿爾卑斯-喜馬拉雅褶皺帶、歐亞大陸內部的一些褶皺山區。據統計，近50多個國家存在泥石流的潛在威脅，其中比較嚴重的有哥倫比亞、秘魯、瑞士、中國、日本等。其中日本的泥石流溝有62000條之多，春夏兩季經常爆發泥石流。進入20世紀，全球泥石流爆發頻率急劇增加。僅2021年，就先后在烏干達、秘魯、加拿大等多個國家發生嚴重的泥石流災害。2、世界泥石流的分布7世界泥石流多發地分布示意圖82006年2月17日，位于菲律賓南萊特省圣伯納德鎮的山體豁開一道巨大缺口，泥漿裹著巖石向山腳下的吉恩薩貢村傾瀉，方圓5至7公里的土地剎那間變成一個巨大泥潭，300多座房屋被埋沒。截至2月19日晚，仍有近1400人被埋在泥潭中，生還希望非常渺茫，吉恩薩貢村可能會變成“永遠的墳場〞。9泥石流形成條件必備條件豐富的松散固體物質陡峻的地形足夠的突發性水源

一、概況10松散固體物質〔地質條件〕形成區內有大量易于被水流侵蝕沖刷的疏松土石堆積物，是泥石流形成的最重要的條件。地形條件典型的泥石流流域可劃分為形成區、流通區和沉積區三個區段。11該區多為三面環山、一面出口的半圓形寬闊地段，周圍山坡陡峻，溝谷縱坡降可達30°以上。斜坡常被沖溝切割，且崩塌、滑坡發育；坡體光禿，無植被覆蓋，這樣的地形，有利于聚集周圍山坡上的水流的固體物質。形成區又可分為匯水動力區和物質供給區。形成區1217

該區多為狹窄而深切的峽谷或沖溝，谷壁陡峻而縱坡降較大，常出現陡坎和跌水，泥石流進入本區后極具沖刷能力。流通區形似頸狀或喇叭狀。非典型的泥石流溝，可能沒有明顯的流通區。流通區

一般位于山口外或山間盆地的邊緣，地形較平緩。泥石流至此速度急劇變小，最終堆積下來，形成扇形、錐狀堆積體，有的堆積區還直接為河漫灘或階地。沉積區1415水源條件泥石流形成必須有強烈的地表徑流，地表徑流是爆發泥石流的動力條件。人為因素人類工程活動的不當可促進泥石流的發生、開展、復活或加重其危害程度。〔一〕按流體性質分類1.粘性泥流；2.粘性泥石流；3.稀性泥流；4.稀性泥石流；5.水石流〔二〕按泥石流規模大小分類1.小型；2.中型；3.大型；4.特大型〔三〕泥石流按發育階段分期1.發育初期；2.旺盛期；3.間歇期

一、概況泥石流的分類16泥石流水石流泥

流〔四〕按所含固體物質成分分為：1722〔五〕按地貌特征分類1、溝谷型19〔五〕按地貌特征分類2、山坡型

二、

泥石流災害防治理念減輕泥石流災害的方法和措施可分為軟性防治和硬性防治兩類。1、軟性防治：調查與掌握泥石流形成主導因素對災害發生的直接作用,據主導因素的動態變化預測災害發育過程,并及時采取行政管理措施,將危險區內的人畜和重要財產疏散撤離,使其避開泥石流流路或遷出泥石流危險區,以減少人員傷亡和財產損失。這是一種積極的、以防避為特點的減災途徑。20

二、

泥石流災害防治理念2、硬性防治：采取人為工程措施〔生態工程、土木工程〕和管理措施,構成防御泥石流災害的設施體系,對泥石流形成與活動施加影響和限制,以到達抑制泥石流發生,降低泥石流爆發頻率,減小泥石流規模和危害,減輕泥石流災害的目的。這是一種主動的,以抗災和治災為特點,對泥石流發生發育過程有控制作用的防御措施。21

二、

泥石流災害防治理念軟性防治泥石流防治硬性防治土木工程措施生態工程措施行政管理措施法制管理措施預測預報和報警系統各級防災管理機構建筑物維修養護搶險救災及災后救援系統防災宣傳教育與經驗普及推廣泥石流防治分類圖22

三、

泥石流災害防治技術〔一〕泥石流防治的原那么及措施-根本原那么全面規劃，重點突出。根據泥石流發生條件、活動特點及危害狀況，全面綜合地制定防治規劃。堅持以防為主，防、治結合，除害興利的方針。在具體實施泥石流的防治時，宜采取坡面、溝道兼顧，上下游統籌的綜合治理方案。一般在溝谷上游以治水為主，中游以治土為主，下游以排導為主。在實施泥石流防治的工程措施的同時，還應與生物措施和其他措施〔如行政法令措施等〕相結合，這樣才能保證其防治效益的有效發揮。23工程措施蓄水、引水工程：調洪水庫、截水溝、引水渠〔一〕泥石流防治的原那么及措施-工程措施24支擋工程：擋土墻、護坡攔擋工程：谷坊壩排導工程：排導溝、渡槽、急流槽、導流堤儲淤工程：攔淤庫、儲淤場

三、

泥石流災害防治技術25調洪水庫截水溝引水渠26擋土墻護坡

三、

泥石流災害防治技術27攔淤庫儲淤場生物措施林業工程農業工程〔一〕泥石流防治的原那么及措施-生物措施28

三、

泥石流災害防治技術〔二〕溝坡整治工程泥石流溝坡整治工程，主要是對泥石流溝道及岸坡的不穩定地段進行整治。通過修建相應的工程措施，防止或減輕溝床及岸坡遭受嚴重侵蝕，使溝床及岸坡上的松散土體能保持穩定平衡狀態，從而阻止或減少泥石流的發生與規模。對于流路不順、變化大的溝谷段進行調治，使泥石流能沿規定的流路順暢排泄。29

三、

泥石流災害防治技術〔二〕溝坡整治工程-谷坊工程谷坊是在山溪溝道上橫向修建的5m以下的低壩，又名閘山溝、沙土壩、攔沙堰等。其作用是為防治溝底下切、溝頭上延，還可攔蓄泥沙，使溝底坡度平緩，河床固定，到達減小水流流速和洪水流量保護溝道。石谷坊溢水口可直接設在谷坊頂部的中間或靠近地質條件好的巖坡一側，過水局部可用漿砌。土谷坊一般不允許洪水漫頂，土谷坊的溢洪口是一項重要設施，一般布設在壩址一側的山坳處或坡度平緩的實土上。如果設在谷坊上但應做好防沖處理。30

三、

泥石流災害防治技術〔二〕溝坡整治工程-谷坊工程土石谷坊施工要按小型水利工程施工方法進行。坊溢洪口下游與土質溝床連接處，應設消能防沖設施。谷坊淤滿后要充分利用淤成的土地，種植防沖林木，維護好溢水口，防止形成新的沖溝。31

三、

泥石流災害防治技術柳編谷坊32柔性谷坊33〔二〕溝坡整治工程-護坡工程護坡工程主要是防止坡腳被沖刷及岸坡的坍塌等，一般采用水泥砂漿砌石護坡，或用鉛絲籠、木籠及干砌石護坡等。對于崩滑體岸坡，可采用水泥砂漿砌石或混凝土擋墻支擋，按水工擋土墻要求進行設計。假設崩滑體系由坡腳被沖刷侵蝕所引起，那么在地形條件允許情況下，可將流水溝道改線，使流水溝道避開崩滑坡體，那么崩滑體很快就會穩定下來。采用削坡減載或采用坡地改梯地及植樹造林等水土保持措施，對岸坡加以保護。利用坡面排水〔溝〕工程及等高線壕溝工程等攔排地表雨水，使坡體保持穩定。34

三、

泥石流災害防治技術〔二〕溝坡整治工程-調治工程一是通過疏浚、截彎取直、丁壩導流等工程措施，規整泥石流的流路，改善其排泄條件，使泥石流對溝岸坡腳不產生大的局部沖刷。二是充分利用上游或鄰近區內的清水流量，將支溝注入的泥石流稀釋、并排泄至保護區以外。三是在上游清水區設置調節水庫，并用人工渠道將水逐漸排入下游，使水土分家，減輕或免除對中下游溝床及岸坡崩滑體坡腳的沖刷，防止泥石流的形成與危害。對于流路不順、變化大的溝谷段進行調治，使泥石流能沿規定的流路順暢排泄。35

三、

泥石流災害防治技術〔2〕攔沙壩類型漿砌石重力壩：漿砌石重力壩是我國泥石流防治中最常用的一種壩型。實用于各種類型及規模的泥石流防治，壩高不受限制；在石料充足的地區，可就地取材，施工技術條件簡單，工程投資較少。干砌石壩：干砌石壩適用于規模較小的泥石流防治，要求斷面尺寸大，壩前應填土防滲及減緩沖擊，過流局部應采用一定厚度〔﹥1m米〕的漿砌塊石護面。壩頂最好不過流，而另外設置排導槽〔溢洪道〕過流。混凝土及漿砌石拱壩：當地缺少石料、兩側溝壁地質條件又較好時，可采用節省材料的拱壩攔截泥石流。壩的高度及跨度不宜太大，并常用同心等半徑圓周拱。此類壩的缺點是抗沖擊及震動較差，因此不適宜含巨大漂礫的泥石流溝防治。〔三〕攔擋工程-實體攔沙壩工程36

三、

泥石流災害防治技術土壩：土壩多適用于泥流或含漂礫很小、規模又不很大的泥石流溝防治。優點是能就地取材、結構簡單，施工方便。缺點是不能過流，需另行設置溢洪道，而且需要經常維護。格柵壩：主要適用于稀性泥石流及水石流防治，目前已修建的有鋼結構或鋼筋混凝土結構兩大類，壩高多為3-10米的中小型壩。具有節省建筑材料、施工快速〔可裝配施工〕，使用期長等優點。鋼筋混凝土板支墩壩：適用于無石料來源、泥石流的規模較小、漂礫含量很少的泥石流地區。壩頂可以溢流，壩體兩側的鋼筋混凝土板與支墩的連接為自由式，壩體內可用溝道內的沙礫土回填，并可根據需要設置一定數量的排水孔。〔三〕攔擋工程-實體攔沙壩工程〔2〕攔沙壩類型37

三、

泥石流災害防治技術〔3〕攔沙壩的平面布置攔沙壩最好布置在泥石流形成區的下部，或置于泥石流形成－流通區的銜接部位。從地形上講，攔沙壩應設置于溝床的頸部〔峽谷入口處〕。壩址處兩岸坡體穩定，無危巖、崩滑坡體存在，溝床及岸坡基巖出露、鞏固完整，具有很強的承載能力。在基巖窄口或跌坎處建壩，可節省工程投資，對排泄和消能都十分有利。攔沙壩應設置在能較好控制主、支溝泥石流活動的溝谷地段。攔沙壩應設置在靠近溝岸崩塌滑坡活動的下游地段，應能使攔沙壩在崩滑體坡腳的回淤厚度滿足穩定崩塌滑坡的要求。〔三〕攔擋工程-實體攔沙壩工程38

三、

泥石流災害防治技術從溝床沖刷下切段下游開始，逐級向上游設置攔沙壩，使壩上游溝床被淤積抬高及展寬，從而到達防止溝床繼續被沖刷，進而阻止溝岸崩滑活動的開展。攔沙壩應設置在有大量漂礫分布及活動的溝谷下游，攔沙壩高度應滿足回淤后長度能覆蓋所有漂礫，使漂礫能穩定在攔沙壩庫內。攔沙壩在平面布置上，壩軸線盡可能按直線布置，并與流體主流線方向垂直。假設攔沙壩本身不過流時，應在壩的一側設置排洪道工程。〔三〕攔擋工程-實體攔沙壩工程〔3〕攔沙壩的平面布置39

三、

泥石流災害防治技術〔4〕攔沙壩的壩高與間距攔沙壩的高度除受控于壩址段的地形、地質條件外，還與攔沙效益、施工期限、壩下消能等多種因素有關。當單個壩庫不能滿足防治泥石流的要求時，那么可采用梯級壩系。在布置中，各單個壩體之間應相互協調配合，使梯級壩系能構成有機的整體。攔沙壩的間距由壩高及回淤坡度有關。〔三〕攔擋工程-實體攔沙壩工程40

三、

泥石流災害防治技術以混凝土、鋼筋混凝土、漿砌石、型鋼等為材料，將壩體做成橫向或豎向格柵，或做成平面、立體網格，或做成整體格架結構的透水型攔沙壩，稱為格柵攔沙壩。格柵壩不僅能攔蓄大量的泥沙、石塊，而且能起到調節泥沙的效果，因此，亦有人稱此類壩為泥沙調節壩。〔三〕攔擋工程-柵格壩〔1〕什么是柵格壩41

三、

泥石流災害防治技術與實體壩比較，格柵壩具有受力條件好，攔沙及排水效果突出；大局部構件可由工廠予制后裝配，既縮短了工期，又保證了工程質量，節省材料，節約投資，有利于壩體維護管理。具備攔大〔漂石、巨石等〕排小〔挾沙水流及礫石等〕功能，能到達調節攔排泥沙比例的目的，這是實體重力攔沙壩不可能到達的。〔三〕攔擋工程-柵格壩〔2〕柵格壩的特點42

三、

泥石流災害防治技術格柵壩主要適用于水及沙石易于別離的水石流、稀性泥石流，以及粘性泥石流與洪水交錯出現的溝谷。對含粗顆粒較多的頻發性粘性泥石流及攔擋滑坡體的效果較差，但當溝谷較寬時，由于格柵壩有透水功能，攔沙庫內的地下水位被降低，那么同樣具備較好的效果。〔三〕攔擋工程-柵格壩〔3〕柵格壩的適用條件43

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程排導工程的主要作用是將泥石流通過排導槽等順暢地排入下游非危害區，控制泥石流對通過區或堆積區的危害。排導工程可以人為地調整泥石流流路，限制泥石流漫流。改善溝槽縱坡，調整過流斷面，提高或控制泥石流流速及輸沙能力，制約泥石流的沖淤變化與危害。－主要作用44

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程具有一定寬度的長條形地段，滿足排導工程過流斷面的需要，使泥石流在流動過程中不產生漫溢。排導工程布設區應有足夠的地形坡度，或采取一定的工程措施后，能創造足夠的縱坡，使泥石流在運行過程中不產生危害建筑物平安的淤積或沖刷破壞。排導工程布設場地順直，或通過截彎取直后能到達比較順直，利于泥石流排泄。排導工程的尾部應有充足的停淤場所，或被排泄的泥沙、石塊能較快地由大河等水流所挾帶至下游。－適用條件45

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－排導槽工程〔1〕平面布置46

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－排導槽工程〔2〕縱斷面布置縱坡應大于該溝泥石流運動的最小坡度。縱坡應與泥石流溝流通段的溝床縱坡根本保持一致，不宜過于偏大或偏小，這樣就能到達有效泄洪防淤或防沖刷的目的。按照選擇的縱坡及其對應的斷面寬深比，根據泥石流的不同規模驗算排導槽內產生的流速，該值應小于或等于排導槽所能允許的防沖刷流速。按照溝床沖淤根本平衡的原那么進行類比，選擇縱坡；或借用已經過實際運行證明是合理的排導槽縱坡進行選擇。47粘性泥石流:tgθm>(Υs-Υy)tgφm/Υs+τ0/CvHcΥscosθm稀性泥石流：tgθm>[(Υs-Υy)CvHccosθmtgφm+τ0]/ΥcHccosθm

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－排導槽工程〔3〕橫斷面布置排導槽橫斷面應滿足不同規模泥石流的過流能力及具有最正確的水力特性，當規定的最大流量通過時，應是平安的。急流槽橫斷面設計，就是選擇一組寬深比和縱坡組合，既能滿足排導槽長期不淤的要求，又能到達工程造價最經濟。急流槽寬深比一般采用1:1-1:1.5。48

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－排導槽工程〔4〕排導槽結構排導槽的結構要既能保證槽內停淤量很少，又能不至于產生較大的沖刷破壞，從而保證排導槽運行的平安。整體式圬工結構：兩槽壁及槽底多用鋼筋混凝土或水泥沙漿砌石筑成空間整體結構。適用于泥石流規模不大，槽寬小于5米的排導槽。別離式圬工結構：側墻與槽底護砌分開，槽的側墻可由混凝土或漿砌石擋土墻或護坡組成，槽底可用混凝土、漿砌石全面護砌，或間隔布設防沖肋檻而成。此類結構多適用于河床根底較好，泥石流爆發規模大，槽底亦寬的排導槽。49

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－排導槽工程具有側向刺檻〔丁壩〕的防護結構：當槽底為較寬的天然溝床，并設有防沖肋檻時，為防止山洪泥石流對排導槽導流堤產生沖刷，而在靠堤身一側沿水流方向設置多道刺檻，約束山洪泥石流按規定的方向流動。〔4〕排導槽結構50

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－渡槽工程渡槽是泥石流導流工程的一個特殊類型，其長度遠比排導槽短，而縱坡那么又大得很多。渡槽通常建于泥石流溝的流通段或流通－堆積段，與山區鐵路、公路、水渠、管道及其它線形設施形成立體交叉。泥石流以急流的形式在被保護設施上空的渡槽內排泄，其流速與輸移能力較高，是防治小型泥石流危害的一種常用排導措施。51

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－渡槽工程〔1〕適用條件渡槽系架設在被保護設施的上空，故在地形上要求有足夠的高差。渡槽的進出口位置能布設順暢，地基有足夠的承載力及抗沖刷能力。渡槽適用于坡度很陡的山坡型稀性泥石流溝，泥石流規模不宜過大，應屬中小型，或具備山洪泥石流能交替出現的泥石流溝。對于溝道變化急劇，泥石流規模、容重及含巨礫很大的粘性泥石流溝和含巨礫很多的水石流溝，那么不宜采用或應慎用渡槽排泄。52

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－渡槽工程〔2〕特點及要求泥石流渡槽長度一般較短，但槽底縱坡那么要求很大；渡槽的跨度一般只需略大于線路寬度即可。由于渡槽的過流寬度一般都大于3米，并為開敞式斷面，為免除泥石流體中所含巨礫及漂浮物撞擊，一般不在槽壁上部設置橫向拉桿。渡槽受力荷載很大。槽壁：泥石流體的水平荷載、泥石流體內巨礫之間橫向擠壓推力及流體的沖擊力等。槽體底部：垂直重力及拖洩力。泥石流在渡槽內的流動速度很高，故對槽底、槽壁均會產生較大的磨損，故除應選擇好耐磨材料外，還需相應增大構件的厚度。53

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－渡槽工程〔3〕平面布置渡槽與泥石流溝應順直、平滑地連接。槽身局部應為等斷面直線段，其長度應包括跨越建筑物的橫向寬度及相應的延伸長度〔約為1-2倍槽寬〕。渡槽出口段應與槽身連接成直線，要防止在槽尾附近就地散流停淤成新的堆積扇。渡槽的出流口最好能與地面或大河水面之間有一定的高差。渡槽的出口段假設緊靠大河沖刷岸坡，為防止河水進一步加大沖刷對渡槽平安構成威脅，應采用相應的護岸措施。54

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－渡槽工程〔4〕縱橫斷面為了減少渡槽內的淤積，要求渡槽的縱坡一般均應等于或大于原溝床的坡度，并用豎曲線與原溝平順連接，或者不小于泥石流運動的最小坡度。渡槽下凈空不夠，需提高渡槽底部標高時，應采取對應措施提高上游溝床，不在渡槽附近形成突變。在堆積扇上修建渡槽時，可以適當地提高溝床底部標高。按設計最大流量計算的橫斷面面積是渡槽的有效過流面積，加上平安超高及相應的擴大寬度，才為設計的橫斷面尺寸。55

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－渡槽工程〔5〕泥石流渡槽的結構56

三、

泥石流災害防治技術〔四〕泥石流排導工程－渡槽工程〔5〕泥石流渡槽的結構根底：一般應采用整體連續式條形根底，或支承墩、柱及排架等支承形式。根底應對稱布設，埋設深度應滿足抗沖刷、抗凍融要求，應置于新鮮基巖或密實堅硬的石質土層上，否那么應另作加固處理。渡槽進出口段與槽身之間應設置沉陷縫和伸縮縫，并對縫隙作防滲處理〔如灌注瀝青麻絲等〕。渡槽進出口段的邊跨支墩，承受很大的推力，故應采用重力式結構，并設置槽底止推裝置。泥石流對渡槽的過流面產生很大的沖擊和磨損作用，故需增加5－10厘米厚的耐磨保護層。57

三、

泥石流災害防治技術〔五〕泥石流停淤場工程泥石流停淤場工程，主要是在一定時間內，根據泥石流的運動與堆積原理，通過采取相應的措施后，將流動的泥石流體引入預定的平坦開闊洼地或鄰近流域內的低洼地，促使泥石流固體物質自然減速停淤。其作用是削減下泄流體中的固體物質總量及洪峰流量，減少下游排導工程及溝槽內的淤積量。58

三、

泥石流災害防治技術〔五〕泥石流停淤場工程〔1〕停淤場的類型溝道停淤場堆積扇停淤場跨流域停淤場圍堰式停淤場停淤場的類型〔平面位置〕59

三、

泥石流災害防治技術〔五〕泥石流停淤場工程〔2〕停淤場的工程結構物60

三、

泥石流災害防治技術〔五〕泥石流停淤場工程〔3〕停淤場的布置停淤場應布置在有足夠停淤面積和停淤厚度的荒廢洼地，在停淤場使用期間，泥石流體應能保持自流方式，逐漸在場面上停淤。新停淤場應避開已建的公共設施，少占或不占農用耕地及草場。停淤場停止使用后，應具備綜合開發利用價值。停淤場需保證有足夠的平安性，