泥石流防治工程设计的相关问题探讨

李琦山

摘 要 泥石流作为山区中比较常见的一种自然地质灾害，其是因为降水而产生的一种带有泥沙、石块的特殊洪流，其产生比较突然，历时短，影响大，具有较强的破坏性。泥石流防治工程设计作为长时间以来相关部门重点探究的防灾减灾工程，本文就结合泥石流流体的“设计容重”，重点探讨泥石流防治工程设计的相关问题，具体内容如下。

关键词 泥石流;防治工程;设计;问题

在泥石流中，含有大量泥沙、石块等物体，其形成基本条件有以下几点：足够的可以补给水流的固体物质;足够的具有携带功能的水动力条件;在侵蚀和动力区域具有充足陡峻特点的地质地貌环境。上述三项条件和其他因素的变化，形成不同类型的泥石流。在进行泥石流防治工程建设设计过程中，需要提前对所有河流地质情况进行勘查，明确泥石流活动趋势，从而实现防治工程的合理设计。

1泥石流流体的“设计容重”

1.1 “设计容重”的定义

在防治工程设计中，应科学计算出泥石流流体容重，也就是该工程流体设计容重。对于泥石流流体容重来说，其设计意义在于，设计容重应展现出泥石流所固有的流体属性;设计容重应该是在历史泥石流活动中出现过，或者在今后一段时间内可能出现的对防治工程有不利影响的流体容重值，其中，最不利的容重值不一定是流体容重的最大值。一个完整的泥石流防治工程体系，可以由多个单项工程组合而成，而各单项工程在整个体系中发挥着重要防治效果。因为流体属性各不相同，在防治工程设计过程中可能会发生各单项工程最不利的不同属性流体容重值[1]。在这种情况下，导致各防治工程所依据的不同属性流体设计容重值的采用成为可能。所以，在设计过程中可以认为，沟谷可以是一个，也可以为多个，其数值各不相同。为了保证容重设计的合理性，应结合防治工程实际情况和性质来确定。

1.2 设计容重值的确定

在确定设计容重值过程中，主要采用的方法是根据历史和当前泥石流活动数据信息，了解流体容重变化，注意不可遗漏不同属性流体的历史数据;对流体整体情况进行考察，了解不同物质供给区域中物理化学属性、补给方式等，正确掌握泥石流变化及给未来流体容重带来的影响，以正确确定在防治工程设计期限内可能出现的最不利的各不同属性的流体容重值，提供不同设计要求的泥石流防治工程数据。

2设计流速的采用

2.1 冲刷流速的采用

对于基础性工程，在进行泥石流冲刷流速设计时，一般采取和稀性泥石流设计容重相对应的流速，并将其当作冲刷设计流速。根据每个防治工程所处地质环境和位置，部分工程采取断面平均流速设计方式，如具有单式沟床断面的护岸基础工程、桥梁墩台基础工程。对于弯道外侧的护岸基础工程，或者处于主流区域内的桥梁墩台基础工程，一般采用主流区部位平均流速。采取这种方法的主要原因在于，只有在稀性泥石流过程时段及最大平均流速局部断面部位，才能对防止工程基础带来不良的冲刷影响[2]。

2.2 冲撞流速的采用

要想计算出泥石流流体对工程整体冲压作用及冲击力，需要采取和黏性泥石流设计容重相对应的流速当作设计流速。在具体操作中，需要在对应位置，特别是沟床断面高流速区位置，如果中上部流层位置含有诸多大石块，则会给防治工程造成严重破坏。而针对具有一定受力面的防治工程，如墩台、梁跨等，需要综合考虑冲击和碰撞带来的双重影响。

3过流床面与调查床面

3.1 过流床面

在属性变异流体影响下，泥石流过流时沟床床面形态将会发生一定改变。针对稀性泥石流，因为床面时常受到冲刷等因素影响而变化，其过流床面平整度较低，展现出较大的沟床运动阻力。而黏性泥石流在流动过程中则会伴有铺床润滑功能，让过流床面比较平整，不会出现凹凸不平的状况，其沟床运动阻力也会随之降低[3]。

3.2 调查床面

在对泥石流沟床床面形态进行现场勘查过程中，大部分已经过流结束，与各种类型过流床面形式各不相同。前者是经过过流高峰期后形成的产物，而终了阶段的流体通常和高峰阶段的流体在属性上有所不同。所以，通过调查可以了解床面在终了阶段中受到的影响，更接近于过流终了阶段时沟床实际情况。

4泥位线设计问题

在进行泥石流泥位线设计过程中，设计效果将会给防治工程设计结果带来一定影响。泥位位置确定应综合考虑流体属性变化情况，沟床主流区变动、沟槽弯道演变、流量速度变化等，都会给泥石流沟床床面形态带来影响。基于此，在防治工程设计中，需要结合实际情况，确定设计泥位线，如果泥石流沟床断面中任何一个位置存在最不利的设计泥位点，必将制约防治工程的正常运行和其功能的有效发挥。所以，相关部门应及时找出泥位线设计问题，根据设计要求，在沟床断面上设计泥石流整体过流泥面线。在实际设计中，其可以在泥位线中任何一个位置出现，但是不一定在相同场次或者时间段内出现，展现出设计泥位线不同特点[4]。

例如，在设计过程中，可能会出现弯道或者主流易位的泥石流沟床，在泥位线设计中，需要综合考虑沟槽主流易位情况，以高泥位包络线为根本，这样可以同时兼顾沟床弯道主流易位变迁情况，即便沟槽不可同时出现在两岸主流壅高的弯道位置，但是能夠保证泥位线设计的合理性和规范性，减少不必要问题出现。

5结束语

总而言之，在泥石流防治工程设计过程中，不可过于关注已经出现或者正在发生的泥石流事件，而是通过找出泥石流发生特征和条件，采取有效的防治对策，降低泥石流给群众及当地政府带来的影响，预防泥石流灾害的发生，真正做到防患于未然，给当地政府发展提供良好的条件。

参考文献

[1] 魏学利，陈宝成，李宾.山区公路泥石流工程防治原则与模式探讨[J].灾害学，2019，34（S1）：26-33，43.

[2] 刘平，张丽荣.通城县北港某泥石流防治工程设计方案[J].资源环境与工程，2019，33（2）：220-223.

[3] 甘柯.门头沟区斋堂镇东河沟泥石流发育特征及防治工程[J].城市地质，2019，14（2）：48-53.

[4] 周顺文，相昆山，张永清，杨玉川.叶巴滩水电站俄德西沟泥石流防护工程设计[J].四川水力发电，2019，38（1）：48-51.