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分析探討泥石流對工程的影響

2023年10月16日 - txt下載
導讀:這篇論文主要從泥石流的形成條件等方面分析泥石流對工程的影響,提出了防治措施的建議。本論文由畢業論文中心土木論文頻道整理推薦。
分析探討泥石流對工程的影響
摘要:泥石流是發生在山區及山前地區的一種含有大量泥砂和石塊的暫時性急水流。它的發生受很多條件的制約,是山地常發地質災害之一。本文對泥石流的形成條件、對工程的的影響以及防治措施進行了闡述。
關鍵詞:泥石流 形成條件 防治措施
一、引言
泥石流是一種突然暴發的含有大量泥砂、石塊等固、液體兩相混合介質的特殊洪流,呈黏性層流或稀性紊流。泥石流常常具有突然暴發、來勢兇猛、運動快速、歷時短暫之特點,併兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用,其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更為廣泛和嚴重。近年來,我國泥石流有漸趨加重的趨勢。鑒於泥石流的嚴重危害性,了解泥石流的形成條件及其防治措施是有必要的。2010年8月7日22時許,甘南藏族自治州舟曲縣突降強降雨,縣城北面的羅家峪、三眼峪泥石流下泄,由北向南沖向縣城,造成沿河房屋被沖毀,泥石流阻斷白龍江、形成了堰塞湖。截至28日,山洪泥石流災害造成1463人遇難,失蹤302人,已解救1243人。此次特大山洪地質災害災情之大,傷亡人數之多、損失之嚴重在甘肅乃至全國也都是少見的。下面讓我來進一步了解泥石流,
二、泥石流的形成條件
1、地質條件  
(1)構造:地質構造複雜,斷層皺褶發育,新構造活動強烈,地震烈度較高的地區,一般對泥石流的形成有利。由於這些因素導致地表岩層破碎、滑坡、崩塌、錯落等不良地質現象發育,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源。  
(2)岩性:結構疏鬆軟弱、易於風化、節理髮育的岩層,或軟硬相間成層的岩層易遭受破壞,碎屑物質來源豐富。
2、地形條件  
(1)山高溝深,地勢陡峻,溝床縱坡大,流域的形狀便於水流的彙集。  
(2)上游形成區的地形多為三面出口的瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊,周圍山高坡陡,山體破碎,植被生長不良。這樣的地形有利於水和碎屑物質的集中。  
(3)中游流通區的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡大,使泥石流得以迅猛直瀉。  
(4)下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使碎屑物質有堆積的場所。  
3、水文氣象條件  
(1)水是泥石流的組成部分,又是搬運介質的基本動力。泥石流的形成與短時間內突然的大量流水密切相關。突然大量來水有:①強度較大的暴雨;②冰川、積雪的強烈消融;③沖川湖、高山湖、水庫等的突然潰決。  
(2)水的作用:浸潤飽和山坡鬆散物質的側蝕掏挖作用產生滑坡、崩塌等,增加了物質來源。  
4、人類活動的影響人為濫伐山林,造成山坡水土流失;開山採礦、採石棄渣堆積等,往往提供大量物質來源。開挖隧道時破壞地下的地質平衡條件時等,也會形成泥石流。上述條件概括起來為:
(1)流域內有豐富的固體物質補給來源;  
(2)有陡峭的地形和較大的溝床縱坡;
(3)流域的中、上流有強大的暴雨或冰雪強烈消融等形成充沛水源。此三者缺一便不能形成泥石流。三、泥石流的危害 2010年8月13日夜間至14日凌晨,汶川突降暴雨,多個鄉鎮多處發生泥石流,造成國道213線汶川段多處阻斷——這是汶川地震後,“震中生命線”第5次中斷。截至15日,共有13人因災死亡、59人失蹤,受強降雨影響,都汶高速映秀段側山體突發泥石流,岷江改道衝進映秀鎮,還有上面所說的舟曲泥石流災害,這些種種都說明了泥石流的危害之大。下面籠統的概括下:  1、由於泥石流中泥、沙、石塊等土粒物質含量高,流體濃稠,粘性強,因而致使泥石流具有結構性、慣性強、搬運力大、破壞力強和分選性差等特徵。  
2、根據泥石流規模、性質、地形條件和受害對象不同,泥石流危害表現為多種形式,主要有:①淤埋。在泥石流活動區內的平緩地帶,泥石流停止運動,大量泥沙淤埋各種目標。泥石流規模愈大,淤埋愈嚴重。②沖刷。泥石流發生和流通區域內,大量坡面土體和溝床泥沙被帶走,山坡土層被沖刷減薄甚至被剝光,成為難以利用的荒坡;河床被沖刷,岸坡垮塌,使沿岸設施、交通和水利工程等遭破壞。③撞擊。快速運動的泥石流,尤其是其中的巨石具有很大的動能,能撞毀橋樑、堤壩、房屋、車輛、電桿等與之遭遇的固定設施和活動目標。④堵塞。泥石流堵塞自身流路或匯入的主河,形成堵塞壩,上游水位增高,使沿河兩岸各種目標遭淹沒;一旦堵塞壩潰決,又形成大規模泥石流或洪水,對下游造成危害。⑤漫流改道。泥石流中的固體物質堵塞其流路,造成漫流改道,沖毀或淹沒下游各種設施。⑥磨蝕。泥石流含有大量泥沙,在運動中對各種保護目標及其防治工程的表面造成嚴重的磨蝕。⑦彎道超高與爬高。高重度泥石流運動的直進性很強,在彎道處流動或遇阻時其超高或爬高的能力大,有時甚至能爬脊越岸淤埋各種目標。⑧擠壓主河道。泥石流衝出的大量泥砂使堆積扇不斷擴大,形成通航河道的險灘,有礙通航,並將主河逼向對岸,使對岸遭受嚴重沖刷,造成山坡失穩,危害各種目標,而且由於流路改變,使沿岸各種設施遭受危害。四、泥石流的防治措施【1】  
1、防治原則  
泥石流是一種較大規模的自然災害,其形成原因是自然界多種因素作用的結果,因素比較複雜,根治極為困難。因此對泥石流的防治應遵循以下原則:以防為主,防治結合,避強制弱,重點治理;溝谷的上、中、下游全面規劃,山、水、林、田綜合治理;工程方案應中小結合,以小為主,因地制宜,就地取材。
 
2、預防措施  
禁止在流域內進行濫砍濫伐,保護植被。嚴禁在坡度大於25°的地區進行墾荒種地。在山坡上修建工程時,要保持邊坡的穩定,並且對施工的棄土、棄渣採取水保措施,不能人為造成水土流失、崩滑等固體物質來源。 
 
3、生物措施  
在城區後山流域的水源區,採用封山護林育草,涵養水源,以減少暴雨徑流,保持水土。在泥石流形成區,通過營造不同類型的森林,保護、發展灌木林和草本植被,提高地表覆蓋率,輔以沖溝溝頭防護,溝內建生物谷坊群,坡地改梯地,陡坡地退耕還林,發展水平埝地,打地邊埂,修集水溝、排水溝等農業土壤改良措施,建立較為完善的山地農業工程與泥石流生物防禦體系,既保障農業生產,又改善山區生態環境,提高防治區的經濟效益(發展用材林、薪炭林、經濟林等)。通過有計劃、有措施的組織活動,變泥石流防治工作為群眾的自覺行動,進行長期治理。
4、工程措施
泥石流防治的工程措施是在泥石流的形成、流通和堆積區內,相應採集蓄水、引水工程,攔擋、支護工程,排導、引渡工程,停淤工程及改土護坡工程等措施,以控制泥石流的發生與危害。
(1)防護工程:針對泥石流地區的橋樑、隧道、路基、泥石流集中的山區變遷河流的沿河線路或其他重要工程設施,採用護坡、擋牆、順壩和丁壩等措施,作一定的防護。
(2)排導工程:其目的是改善泥石流流勢,增大橋樑等建築物的泄洪能力,使泥石流按設計意圖順利排泄。主要包括導流堤、急流槽和束流堤三種類型。
(3)攔擋工程:它是用以控制組成泥石流的固體物質和雨洪徑流,削弱泥石流的流量、下泄總量和能量,減少泥石流對下游建設工程的沖刷、撞擊和淤積等危害的工程設施。
(4)此外,在泥石流地區,一些工程設施還可以採取下列兩種措施防禦泥石流的危害: 跨越工程:是指修建橋樑、涵洞等。 穿過工程:穿過工程師指修建隧道、明洞等,從泥石流下方穿過,泥石流在其上方排泄。
5、危險度區劃和預測預報措施  
泥石流的預防和治理措施開展泥石流危險度區劃和預測預報,在泥石流易發山區劃分出危險區與安全區,避開在危險區建設;建立泥石流預警站(點),開展監測和預警工作;危險地段設置警示牌,提醒過往行人、車輛注意安全;建立反應快速、機動靈活、保障有力的救災搶險系統,泥石流災害發生後及時開展緊急救援。五、結束語 泥石流作為一種自然地質災害,雖然我們不可能完全阻此它的發生,但我們可以預防它的發生,同時應該加大在預測這一塊的投入。
參考文獻:戴文亭, 土木工程地質, 武漢,華中科技大學出版社,2008.
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