丹东市宽甸县小孤山村泥石流治理防治工程分析

乔 云 航

(1.辽宁有色勘察研究院，辽宁 沈阳 110013； 2.深部岩土力学与地下工程国家重点实验室东北中心(辽宁省有色地质局勘察研究院)，辽宁 沈阳 110013)



丹东市宽甸县小孤山村泥石流治理防治工程分析

乔 云 航1，2

(1.辽宁有色勘察研究院，辽宁 沈阳 110013； 2.深部岩土力学与地下工程国家重点实验室东北中心(辽宁省有色地质局勘察研究院)，辽宁 沈阳 110013)

结合宽甸县长甸镇小孤山村的水文地质勘查资料，分析了该地区泥石流的成因，并提出了采用拦挡与疏导相结合的治理措施，达到了消除泥石流地质灾害，保护人民生命财产安全的目的。

泥石流，拦挡坝，格宾笼，导流渠

泥石流是一种特殊的，对人类及其生存环境的危害极大，特别是在山区尤为严重[1，2]。辽宁省宽甸县为地质灾害高易发区，其中长甸镇为大、中型泥石流易发区。区内多为低山区，地形切割较深，冲沟发育，沟谷密集，松散物分布广泛，是典型的沟谷型泥石流，对它的成因及治理进行深入的分析对辽东地区乃至整个东北地区的沟谷型泥石流的研究具有非常重要的借鉴意义。

1 自然环境概况

1.1 灾害发生点地理位置

泥石流灾害发生地点长甸镇位于宽甸县南部距丹东约60 km，距宽甸县城33 km与朝鲜毗邻，长甸镇小孤山村柳树沟泥石流治理项目中心点地理坐标为北纬40°25′45″，东经124°38′21″。距朝鲜的直线距离仅约5 km，且本治理区所在的柳树沟紧邻亚洲第一大抽水蓄能电站蒲石河水电站下游电站，一旦有重大的泥石流灾害发生将直接影响下游蒲石河水电站的安危，进而对鸭绿江对岸的朝鲜新义州市和下游的丹东市受到威胁。

1.2 气候条件

长甸镇小孤山村地处辽宁省东部，黄海岸以北约70 km，属温带湿润东亚季风型气候区。6月份～9月份本地区处于热带海洋气团和极地大陆气团交替控制地带，气候湿热多雨，特别是7月份、8月份，西风环流呈经向型东移，当本地区处于冷低压槽前、副热带高压后部或有北上台风影响时，极易发生大暴雨。

1.3 水文

长甸镇小孤山村柳树杨沟沟口有蒲石河通过，该区段为蒲石河下游，蒲石河蓄水电站在此修建。蒲石河为鸭绿江下游右岸一条一级支流，蒲石河全长121.8 km，流域面积1 212 km2，为南北向狭长形流域。该流域西北与叆河流域相邻，东北与半拉江流域接壤，东南与鸭绿江干流毗邻，以南约70 km为黄海，流域北高南低。

2 地层岩性、地质构造

区内出露地层主要有下元古界辽河群变质岩系(Ptlh),早元古代混合花岗岩(Mγ2)和混合岩(M2)，后期有元古代和晚侏罗世侵入岩及岩脉，上覆新生界第四系松散堆积层。在地质构造上，本区位于绥中—宽甸构造带与暖和子—丹东断裂带的交接复合部位，区内新构造运动主要表现为整体抬升隆起，区内褶皱、断裂较发育。

3 泥石流发育特征、规模

小孤山村杨柳沟泥石流是典型的沟谷型泥石流，杨柳沟汇水面积为1.75 km2，流域呈桃叶形分布，泥石流的形成区域与流通区域的分界线较为明显，在桃叶顶端有24处30 m2～50 m2左右的裸露山体存在大量的松散物质，形成泥石流通道的河道长约3 km～4 km，2010年8月19日宽甸县遭遇60年一遇的强降雨袭击，出现574 mm强降水，强降雨引发了泥石流地质灾害的发生，造成沟内堆积物遍布，堆积物面积90 000 m2,山上冲下来的堆积物约90 000 m3。冲毁林地及农田约100亩，道路约3 500 m，小桥涵5座，冲毁房屋15间，造成直接损失近千万元，属于特大型地质灾害。辽宁将重大气象灾害Ⅲ级应急响应提升为Ⅱ级，国家防总21号增派工作组赶赴辽宁指导抗洪救灾。

4 工程治理原则及措施

4.1 以拦为主，拦排结合的治理原则

采用“以拦为主，拦排结合”的综合治理措施，小孤山村杨柳树沟的泥石流的来源物质地势较高，在强降雨冲刷后冲击力大，需设置拦挡坝抵消其冲击力，由于在泥石流形成后原有的河道已经堵塞，河床被整体抬高近3 m，需要清理河床，以方便疏导。

4.2 泥石流灾害等级划分

根据长甸镇小孤山村杨树沟内居民情况、死亡人数、直接经济损失、期望经济损失和防治工程投资等五个因素，参考《泥石流灾害防治工程设计规范》[3]，该工程安全等级为三级(见表1)。

表1 本项目泥石流防治工程设计标准

4.3 设计参数选取及计算

泥石流流体重度γc。根据以往泥石流设计经验及现场实际测定，本次治理设计取17 kN/m3；泥石流流速，经计算Vc=3.07 m/s。泥石流流量计算采用雨洪计算法，经计算泥石流流量Qc=60.1 m3/s。拦挡坝抗滑移、抗倾覆稳定性计算结果见表2,表3。

表2 拦挡坝抗滑移稳定性计算结果

表3 拦挡坝抗倾覆稳定性计算结果

导流渠断面流量验算:根据流通段沟道的特征，用类比法来计算导流渠的横断面积，经计算，导流渠设计泥石流厚度HX=1.26 m，取1.3 m；导流渠安全超高ΔH=0.7 m，则导流渠深度H=HX+ΔH=2 m。

4.4 治理措施

1)泥石流拦挡坝工程。本次治理中根据场地实际情况在沟谷上游设置了拦挡坝以抑制泥砂产生，阻滞泥砂输移，也拓宽了河床的宽度，调缓了河床的比降，降低了水流的速度，同时也削减了泥石流的冲击力。拦挡坝尺寸为35 m长，宽度2.2 m～4.8 m，坝地面以上高度3.3 m，坝埋深2.5 m，设溢流口，溢流口上宽21 m，下宽20 m，高度1 m，溢流段下部设置1 000 mm×800 mm孔洞4个,孔洞中心距5 000 mm。2)挡土墙工程。拦挡坝前后临道路一侧坡高3 m～4 m，为了保证坝前后的汇排水量及道路侧的安全，在紧临道路侧修筑挡土墙，按墙高的不同挡土墙采用渐变形式。挡土墙顶部高出地面0.3 m,并砌筑成长城状，以便道路上的水排至渠内。3)导流渠工程。为了在泥石流发生时有效的将泥石流进行疏导，本次治理中修建了两种类型导流渠。导流渠1布设在拦挡坝至居民密集区，采用MU30毛石砌筑。导流渠1顶部宽度700 mm，且高出路面300 mm，导流渠1底部宽度为1 830 mm，埋入渠底深度均不小于1 000 mm。导流渠2布设在居民稀疏区至沟口，采用石笼护堤，外部采用格宾网做成网笼，网笼内填筑毛石，石笼为梯形结构，顶宽400 mm，底宽1 900 mm。4)清淤工程。泥石流携带了大量的泥砂、块石等大量的松散物质堵塞了河道。为了导流渠区段内河道畅通，对河道进行清理，一方面保证导流渠渠底标高达到设计标高以便排水畅通，另一方面将清理出的块石就近铺垫至道路及地面低洼处。

5 结语

该工程对于泥石流地质灾害的治理着眼于拦挡与疏导结合，侧重于平时疏导上游来水和泥砂以减少泥石流形成的物源物质，在大规模危险性泥石流灾害发生时泥石流拦挡坝能够起到消能拦蓄作用。消除了泥石流地质灾害对当地50多户村民的危害，显著地改善了当地居民的生存环境条件，提高了生活质量。该工程的治理对辽东地区乃至整个东北地区的沟谷型泥石流的研究具有非常重要的借鉴意义。

[1] 陈宁生.西南山区泥石流防治工程效益浅析[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2014,40(1)：50-58.

[2] 孟兴民.白龙江流域滑坡泥石流灾害研究进展与展望[J].海洋地质与第四系地质，2013,33(4)：1-15.

[3] DZT 0239—2004，泥石流灾害防治工程设计规范[S].

Analysis of prevention and cure objection of debris flow in Xiaogushan Village, Kuandian County, Dandong City

Qiao Yunhang1，2

(1.GeologicalExplorationandResearchInstituteofLNYS,Shenyang110013,China; 2.StateKeyLaboratoryforGeomechanics&DeepUndergroundEngineeringinNortheastCenter(TheBureauofNon-ferrousGeologyofLiaoningProvince),Shenyang110013,China)

Combining with the hydrology, geological prospecting and other information of Xiaogushan Village, Changdian Town, Kuandian County, it analyzes the causes of debris flow, proposes the method of the combination of blocking and grooming to eliminate the geological disaster of debris flow and protect people’s life and property security.

dris flow, retaining dam, penn’s cage, division canal

1009-6825(2016)18-0075-02

2016-04-12

乔云航(1984- )，男，工程师

P642.23

A