茂县“6·24”特大山体高位垮塌堵塞河道应急处置设计

(四川省水利水电勘测设计研究院，成都，610072)

茂县“6·24”特大山体高位垮塌堵塞河道应急处置设计

高明军

(四川省水利水电勘测设计研究院，成都，610072)

2017年6月24日，四川茂县叠溪镇新磨村松坪沟左岸发生了特大山体高位垮塌灾害，虽未形成明显的堰塞湖，但垮塌堆积体堵塞了松坪沟河道，对河道汛期安全行洪造成严重影响，为消除隐患，本着安全快速高效的原则，对河道进行了应急处置方案设计。

山体垮塌 堵塞河道 应急抢险

1 概况

2017年6月24日5时45分，四川省阿坝州茂县叠溪镇新磨村发生特大山体高位垮塌灾害，灾害点位于岷江右岸一级支流松坪沟左岸，距松坪沟沟口约1.5km，垮塌堆积体约800万m3，位于松坪沟景区游客集散中心与芳草海之间，造成村舍被埋多名群众失联。垮塌堆积物在平面上呈扇形分布，影响松坪沟主沟河段长度约1.8km，垮塌堆积物上缘已进入芳草海湿地，下缘至松坪沟景区游客集散中心上游约200m。垮塌体影像见图1所示。

图1 “6·24”特大山体垮塌影像

2 水文、气象特征

2.1 流域概况

松坪沟为岷江右岸一级支流，位于茂县西北部，沟口距离县城约52km，主要位于叠溪镇境内。流域面积507km2，河长41km，比降58.3‰。松坪沟沟口多年平均流量6.10m3/s，多年平均径流量1.48亿m3。根据茂县气象站近30年的资料统计，多年平均降雨462mm，多年平均气温11.2℃，极端最高气温32.2℃，极端最低气温-11.5℃，平均相对湿度74%，极大风速21.7m/s。

2.2 设计洪水

松坪沟流域洪水主要由暴雨形成。由于该流域无水文实测资料，灾害点河段设计洪水采用推理公式法及水文比拟法两种方法进行计算，因松坪沟上有1933年叠溪大地震形成的6个大小不同的海子，其调洪能力较强，且该流域暴雨强度不大，四川省水利水电勘测设计研究院和四川省水文局均认为水文比拟法计算成果更符合该流域洪水特点。本次设计采用四川省水文局提供的洪水计算成果。其成果见表1所示。

表1 松坪沟设计洪水成果

3 地质条件

3.1 区域地质概况

该垮塌体所在区域属于岷江山脉南部，区域地貌以侵蚀构造高中山为主，区域地形切割强烈，地震频繁，物理地质现象十分发育，主要有崩塌、滑坡及岩体风化卸荷、倾倒松动等。区内出露地层除第四系外，主要为志留系至三迭系的浅变质岩系，为一套浅变质海相砂板岩。

区域大地构造上位于松潘～甘孜褶皱带之较场弧形构造带内，褶皱及断裂构造发育。主要断裂构造有：松坪沟断裂、叠溪断裂、干海子断裂、棺材沟断裂、茶花沟断裂、石大关断裂等。垮塌所在区域处于“中国南北地震带”之松潘——较场地震带内，1933年叠溪地震时本处也发生了1000万m3级垮塌，本次为该处山体时隔84年后第二次垮塌，1933年叠溪地震震中距本次垮塌处直线距离小于5km，2008年汶川“5·12”特大地震茂县也是重灾区之一。根据《中国地震动参数区划图》该区域地震基本烈度为Ⅷ度。

3.2 新磨村垮塌体的基本特征

据相关资料，垮塌处原山顶高程约3400m，距受灾村庄高差约1250m，现垮塌后壁可见明显光滑层面高达200m以上，倾角50°～60°。该垮塌属特大型顺层基岩滑坡。滑坡体主要物质来源于山坡上部，并冲击中下部堆积物向松坪沟滑动。根据四川茂县灾害抢险指挥部6月25日第六次会议发布的信息，体积约800万m3，见图2。

图2 新磨村特大型垮塌堆积体全貌

滑坡在高位启动后加载斜坡中下部坡积层及基岩，引起基岩顺层滑动，堆积于滑坡前部的松坪沟河道内，所引发的气浪在松坪沟右岸爬升高度约45m。由于滑坡体组成物质松散，该段河床水力坡度较大，河床中堆积物很快被水流冲走。6月24日5时45分山体下滑后，滑坡体前缘伸入原河床中，滑舌前缘堵塞了芳草海子沟口河段，松坪沟的芳草海子水位抬高约1.3m，当天8时左右，河道被冲开，由于堵塞河道时间短，水流小，未形成明显的堰塞湖。

3.3 堰塞体稳定性现状评估

松坪沟堰塞体已经自然过流，目前泄槽流量16.4m3/s，造成上游水位的小幅度壅高，对上游居民生活基本无影响。堰塞体下游侧，自然过流断面处水流湍急，坡降大，堰塞体瞬间垮塌、水流集中下泄的可能性小。堰塞体基本稳定，渗透性好，堰塞湖风险程度低。短期内形成大面积垮塌和冲刷破坏的可能性很小。

4 应急处理方案

4.1 堰塞体安全性分析

叠溪镇新磨村富贵山山体高位垮塌堆积物在平面上呈扇形分布，部分物质进入松坪沟河段内，垮塌体堵塞松坪沟河道长约1300m，堰塞体属堆石型堰塞，主要由块石及碎石土混合体组成，块石岩性主要为千枚岩、变质砂岩、石英岩，土体为残坡积层及原松坪沟冲积层；堰塞体下游为深泓沟槽，两岸边坡陡峻。形成堰塞体后约2h，堰塞体上部整体开始过流，上游略有雍水但未形成明显的堰塞湖，从堆积体组成物质和已过流72h的情况看，堰塞体整体基本稳定。按《堰塞湖风险等级划分标准》，本堰塞体属低危险等级。

4.2 应急处理的必要性

堰塞体上游集雨面积约507km2，目前上游来水量约16.4m3/s，堰塞体上游芳草海子水位约2254.80m，由于堰塞体前沿抬高松坪沟河底高度较小，目前堰塞体已过流，虽未形成有效的堰塞湖，但对堰塞体上游芳草海子水位抬高约1.3m，已影响上游两河口村村内部分生活便道及耕园地。为确保松坪沟安全度汛，防止汛期堰塞体阻洪对其上游两河口村产生淹没影响及过洪泥石流对下游河道淤积，需对堰塞体采取有效的应急处理措施。

4.3 应急处理标准及目标

堰塞体上游约500m两河口村的房屋、道路及耕园地分布在松坪沟芳草海两岸，同时芳草海库尾有一座跨沟桥梁。根据《防洪标准》并结合有关规划，确定松坪沟应急抢险工程设计洪水标准为10年一遇，相应流量为92.8m3/s。对松坪沟堰塞体现有过流槽进水口高程的确定以不改变芳草海子原有的常年水位为标准，过流槽进水口宽度应能满足安全度汛要求，即在10年一遇洪水标准下对两河口村房屋、道路、耕园地及桥梁不产生淹没影响。

4.4 应急处理方案拟定

堰塞体沿着松坪沟曲折分布，堰塞体组成物质以现在过流槽为边界，左侧部分主要由巨块石组成，来源于滑坡体上部基岩；右侧部分主要由碎石土组成。国家防总办公室、国家防总工作组、四川省水利厅、四川省水文局、阿坝州水务局等有关单位的领导及代表组成的现场专家组，根据松坪沟堰塞体过流槽现状、物质组成等实际情况，遵循应急抢险安全、快速、高效的原则，充分利用现有基本稳定的河道，因势利导、顺势而为，确定采取对堰塞体现有过流槽进行清挖、拓宽和降水的应急处置方案。即进口段以清除堆积物，恢复河道原状为主；中段以扩宽消除卡口，顺直河道为主；尾段采用陡槽方式衔接，以水流平顺归槽为主。经设计计算，中部泄水道底宽不窄于40m，尾部陡槽底宽不窄于15m。总的开挖砂石方量约为68700m3。

5 施工组织设计

5.1 施工期防洪

为尽快完成河道应急整治，同时也确保应急期间的施工安全；考虑到灾情发生后，气象、水文部门在灾害所在地能提供及时、有效的服务，其应急整治施工期间的防洪标准确定为2年一遇重现期洪水，相应流量为57.7m3/s。

5.2 施工方案及设备配置

5.2.1 施工方案

河道应急整治期间正处于主汛期，应急整治应本着“安全、快速、高效”的原则进行，而河道沿岸遍布大石，施工道路修建也不符合应急整治的原则，开挖渣料外运也无法在应急整治期间实施。因此，结合垮塌体堆积物中大块石含量高的特点，采用反铲接力开挖，辅以大孤块石破碎的施工方案。

根据现场应急抢险设备情况，参与应急抢险的反铲斗容大多在1.6m3～2.4m3，根据施工机械特性，反铲在固定点的作业半径为8.0m～10.0m，开挖弃渣最多经3次接力开挖后，可弃于开挖作业面后方20.0m～30.0m。

5.2.2 设备配置

堵塞河段治理长度约1.3km，可以布置的设备数量较多，按照最大容积布置后反而不利于现场作业以及管理，因此，根据施工经验及考虑应急抢险的特殊性，在河道应急整治期间，共需挖掘机约25～30台。

5.3 施工道路布置

根据现场踏勘，在堵塞体中下游附近，存在一浅滩，可利用该地形条件，适当抛填大块石形成简易道路，反铲经此道路过河到达右岸，而该道路是河道整治方案的一个关键点，待右岸应急整治完成后，采用后退法开挖，挖除该道路。

5.4 施工工期

本次应急处置方案共需开挖砂石68700m3，初拟的施工工期为6d，即6月26日～7月1日。

6 结语

(1)该应急方案编制完成后国家防总现场专家组在茂县主持召开了审核会，审核认为方案的内容和深度满足了应急处置要求，由武警水电三总队组织实施，于2017年7月1日顺利安全地按期完成了应急抢险任务；

(2)施工期应加强垮塌影响区监测，制定紧急情况下人员撤离预案，确保施工人员安全。做好发生超标洪水及发生二次垮塌的应急预案；

(3)在交通部门制定了公路改建计划和村镇灾后重建方案落实后，及时制定该河段永久治理方案。

TV87∶TV511

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2095-1809(2017)05-0001-03

高明军(1965-)，男，四川眉山人，教授级高工，硕士，从事水利水电勘测设计工作。

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