松桃县永安乡沙堡村半沟泥石流发育特征及工程治理措施

摘要：泥石流是自然斜坡中常见的一种地质灾害，特别是砂泥岩互层的地层中，在我国西南地区分布较为广泛。以松桃县永安乡沙堡村半沟泥石流为研究对象，在地质调查的基础上，通过对泥石流岩土体特征的研究，利用钻孔侧斜的方式对泥石流运动进行监测，深入分析泥石流发育特征。通过对泥石流发育特征及工程治理措施进行研究，为泥石流防治工程治理措施提供数据支撑。

关键词：泥石流发育特征地质灾害工程治理

中图分类号：P642

DevelopmentCharacteristicsandEngineeringGovernanceMeasuresofBangouDebrisFlowinBangou，ShabaoVillage，Yong’anTownship，SongtaoCounty

JINGShuyuan

115thGeologicalBrigade，BureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopmentGuizhouProvince，Qingzhen，GuizhouProvince，551400China

Abstract：Debrisflowisacommongeologicalhazardinnaturalslopes，especiallyintheinterbeddedlayersofsandandmudstone，whichiswidelydistributedinthesouthwesternregionofChina.TakingthedebrisflowinBangou，ShabaoVillage，Yong'anTownship，SongtaoCountyastheresearchobject，basedongeologicalinvestigation，thecharacteristicsoftherockandsoilmassofthedebrisflowarestudied，andthemovementofthedebrisflowismonitoredusingboreholeinclinationmeasurement，deeplyanalyzingthedevelopmentcharacteristicsofthedebrisflow.Bystudyingthedevelopmentcharacteristicsandengineeringgovernancemeasuresofdebrisflows，datasupportisprovidedfortheengineeringgovernancemeasuresofdebrisflowpreventionandcontrol.

KeyWords：Debrisflow;Developmentcharacteristics;Influencingfactors;Engineeringgovernance

通过对永安乡沙堡村半沟组地质构造条件、地形地貌、地层结构特征的分析研究，本文总结出了泥石流发育特征。根据发育特征及稳定性评价分析结果为泥石流防治方案提供技术依据[1]，最终确定泥石流防治综合方案，以达到消除地质灾害隐患，确保人民群众的生命财产安全的目的。

1泥石流区概况

1.1地理位置

研究区位于贵州省松桃县西部的永安乡沙堡村半沟组，距永安乡驻地仅4.8km，距松桃县距离约112km。交通以公路为主，有乡村道路Y012从勘查区旁边经过，可连接省道S314通往县城及省会等地，交通基本便利。

1.2泥石流概况

2014年7月10—18日，贵州省松桃县永安乡普降连续大雨，导致永安乡沙堡村半沟-中茶岭-白果树等村寨所在的沟谷发生泥石流地质灾害（以下称“半沟泥石流”），致使10余户村民的房屋被泥石流掩埋、损毁，同时淹没农田、毁坏道路等，严重威胁沙堡村几个村民组共计289户1011人的生命财产安全，同时威胁永安乡沙堡村白岩完小15名教师，106名学生及教学楼、宿舍楼、食堂等，总威胁人数达1132人[2]。

1.3地层岩性

调查区出露的地层主要有第四系残坡积层（Q4el+dl）、泥石流堆积层（Q4df）以及寒武系中统平井组（Є2p）、高台组（Є2g）、下统清虚洞组（Є1q）、明心寺-金顶山组（Є1m-j），现分述如下。

1.3.1第四系残坡积层（Q4el+dl）

残坡堆积物主要分布在冲沟两侧斜坡上，岩性为黏土及碎石土等，该层最大厚度为3.5m，最小厚度为0.5m，结构较为松散，透水性强。

1.3.2寒武系中统平井组（Є2p）

该层主要出露于泥石流沟道的堆积区域，岩性为灰、深灰色厚层至块状条带状灰岩、白云质灰岩及白云岩。

1.3.3寒武系中统高台组（Є2g）

该层主要出露于泥石流沟道的堆积区域，岩性为浅灰、深灰色薄层及片状白云岩、泥质白云岩。

1.3.4寒武系下统清虚洞组（Є1q）

该层主要出露于泥石流沟道的堆积区域，岩性上部为灰色薄层状白云岩及泥质白云岩，中下部为灰色厚层状灰岩，岩层产状：300°∠56°。

1.3.5寒武系下统明心寺-金顶山组（Є1m-j）

该层主要分布于物源区，岩性上部为黄绿色、灰绿色中至厚层砂岩、砂质页岩及页岩，夹扁豆体灰岩，中部为黄绿色页岩夹砂岩，下部为深灰色薄至厚层灰岩。主要属软质岩类岩组，岩体表层呈强风化至中风化状，较为破碎，大部分呈碎裂状，局部呈块体状或层状结构，力学强度低，工程力学性质差[3]。根据现场勘查结果结合室内试验，提出岩土体物理、力学指标及承载力特征值见表1。

1.4地质构造

在区域构造上，松桃县地处扬子准地台与华南皱褶带交会部位，其主体西部位于扬子准地台之黔北台隆遵义断拱凤冈北北东向构造变形区，东部位于扬子准地台之黔北台隆遵义断拱贵阳复杂变形区。永安乡处于凤冈北北东向构造变形区，区内地质构造较为复杂，褶皱、断裂呈北、北东向展布。

2泥石流发育特征

半沟泥石流沟域形态为“勺型”，沟域纵向长度2.46km，平均宽度0.61km，沟域汇水面积2.31km2。勘查区内属侵蚀低中山沟谷地貌，地形切割深，起伏大，沟谷发育（特别是季节性冲沟发育），

半沟泥石流主要物源包括岸坡冲刷侵蚀物源和沟道堆积物源等两类[4]，物源总量估计为46.53×104m3，可参与泥石流活动的动储量为8.03×104m3。

泥石流形成区可以分为清水区和物源区：泥石流形成区（清水区）分布于半沟上游，位于海拔1230～1540m，面积约0.85km2，泥石流形成区地形地貌为高陡斜坡，坡度较大。斜坡上植被发育，第四系覆盖较薄不会形成泥石流物源成分。

泥石流流通区总体上为“V”型谷地貌，局部为“U”型谷地貌沟谷上窄下宽，宽度约5～15m，由于坡降大、土层厚，从而导致主沟下蚀及侧蚀作用强烈。

泥石流固体物质主要堆积在半沟下半段的地形稍缓的沟道内，该段沟道长约1.5km，地形坡降约600‰～120‰，堆积宽约10～25m，面积约2.5×104m2，堆积厚度约0.5～2.0m，泥石流堆积物总量约3.3×104m3。堆积物由碎、块石和砂砾石土组成，一般呈次棱角状～次圆状，粒径2～20cm居多，块石所占比例约20%～30%，分选性差。颗粒粒径变化范围较大，最大块径为0.8m×0.5m×0.5m。

3泥石流成因及影响因素分析

3.1丰富的松散固体物质条件

半沟主沟所处的第四系松散层分布范围广且厚度较大，且物源区地层为软质岩组及软硬相间岩组，岩土体风化严重，结构松散，可能参加泥石流活动的松散固体物质储量约46.53×104m3，这为泥石流的发生提供了充足的物源。

3.2适宜的地形条件

半沟上游地形较陡，平均纵坡降353.6‰，特别是陡坡区纵比降高达465‰，较陡的沟道为泥石流的形成提供了较好的势能条件。

3.3充足的水源条件

半主沟流域降雨量丰富，年均降雨量1383mm，最大年降水量2295mm，降水量年内分配不均，全年降水量最多是4—8月，为868.22mm，占年总量的62.78%；9—10月降水量为218.83mm，占比15.82%。并且降水量随地形增高而加大，为泥石流暴发提供了充足的水源条件。

以上3个因素相辅相成，必将促进泥石流的形成发生。根据现场调查，现沟内可参与泥石流活动的固体物源动储量达8.03×104m3，储量相对较大，而且由于2014年发生泥石流后，沟内固体物源结构松散，下一次启动暴发泥石流的临界降雨量相对减小，因此预计未来还可能发生3～4次较大规模泥石流。

4泥石流防治措施

根据现场勘查结果结合室内试验，提出岩土体物理、力学指标及承载力特征值见表2。

综合上述方法以及防洪标准要求，根据半沟泥石流的特点，该泥石流治理工程均按照100年一遇暴雨（p=1%）标准进行设计。

据现场调查，由于半沟主要诱发因素为暴雨，因此要做好排水工程[5]。

对具体治理方案提出如下建议：拦挡坝+短排导槽+截排水+生物加固。

4.1拦挡坝

在半沟流通区域设置3座拦挡坝，设置于半沟村民组房屋上游，地形具有“卡扣”作用的位置，主要作用是拦截泥石流中固体物质，使水流通过该处，到达下面的排导槽。

4.2排导槽

由于泥石流暴发的因素主要是暴雨，因此建议沿沟道修筑排导槽，主要布置于拦挡坝下游的沟道内，通过控制水流方向和流速，防止对半沟村民住房等生命财产构成威胁。与方案二不同的是，排导槽延伸至村民房屋下游200m处，沟谷下游作为泥石流停於场所。

4.3截排水

由于泥石流物源物质主要为暴雨作用下坡面松散堆积物的冲刷形成，因此，采用治水的方法减少泥石流物源的启动规模，减少泥石流危害。在物源区坡体上布置截排水沟疏导地表水，并导入排导槽中，减少松散物源的启动规模。

4.4生物加固

泥石流沟物源主要来源于坡体松散的堆积体，人类工程活动造成坡体表面植被减少，坡体表层土体松散，易于发生泥石流。因此，对坡体采取退耕还林，采用种植乔木、灌木等方式稳固坡体，达到治理泥石流的目的。

5结语

勘查表明，流域内具有泥石流发育的良好条件。从地形地貌上看，半沟流域内相对高差大，地形陡峻，沟谷纵坡较大，有利于泥石流物质的汇集和成灾；从物源条件上看，沟内泥石流固体物源丰富，可提供泥石流的固体物源总量46.53×104m3，可参与泥石流活动的动储量8.03×104m3，其中坡面侵蚀物源约6.29×104m3，占总物源量的78%；从水源条件上看，半沟降雨充沛，清水区地形陡峻，水源条件丰富。因此半沟具备发生泥石流的基本条件，如果遭受大的暴雨作用，可能发生中等规模的泥石流灾害。

参考文献

[1] 白永健，王运生，葛华，等.金沙江深切河谷百胜滑坡演化过程及成因机制[J].吉林大学学报（地球科学版），2019，49（6）：1680-1688.

[2] 方波，李仁江，冷先伦，等.金沙江库岸牛滚凼堆积体滑坡稳定性分析[J].勘察科学技术，202（6）：25-30，48.

[3] 杨校辉，周廷昱，刁显锋，等.江水冲刷与降雨耦合作用下堆积体滑坡模型试验[J].兰州大学学报（自然科学版），2022，58（4）：483-491.

[4] 王立朝，温铭生，冯振，等.中国西藏金沙江白格滑坡灾害研究[J].中国地质灾害与防治学报，2019，30（1）：1-9.

[5] 杨校辉，张志伟，郭楠，等.持续降雨作用下折线型滑裂面堆积体滑坡稳定性分析[J].岩土工程学报，2022，44（Z1）：195-200.