泥石流冲沟型弃渣场防护方案研究—以金沙水电站石家沟弃渣场为例

在泥石流冲沟内布置弃渣场,堆渣将不可避免的占压泥石流的行洪通道,若不采取措施,可能会对弃渣场上游泥石流冲沟的安全运行造成影响,进而危及周边人员、居民房屋和设施的安全;同时,冲沟内堆填的弃渣,若不加以妥善防护,堆渣可能崩塌、滑落,从而形成新的泥石流物源,可能会对弃渣场下游的泥石流冲沟的安全运行造成影响,并对周边居民和设施的安全造成威胁。本文以金沙水电站石家沟弃渣场为例,对泥石流冲沟型弃渣场防护方案进行研究。     

西部水利水电工程拦沟型弃渣场泥石流的危害及防护

水利水电工程的工程特性决定其大多位于地质环境复杂区,西部许多水利水电工程面临泥石流等地质灾害的威胁。造成泥石流的因素是极为复杂的,按其诱发因素划分可分为2大类:(1)地质、地貌、气候、土壤水分状况等自然因素形成的脆弱背景是泥石流诱发的自然因素;(2)人类不合理的行为和人类工程活动是泥石流诱发的人为因素。本文通过对人工弃渣诱发泥石流的初步总结,结合卡拉、杨房沟、苗尾等工程拦沟型弃渣场泥石流的防护研究,对西部水利水电工程弃渣场泥石流防护原则和防护措施进行了探讨。     

金沙水电站肖家沟泥石流危险性评价

采用现场地质调查与现场测试分析相结合的方法,介绍了肖家沟泥石流的沟谷特征和形成区、 流通区、堆积区特征,并从危险度、危害性两方面做出了危险性评价。结果表明:泥石流砾石含量高,冲 击能量高,可判断该泥石流属于滚动推移搬运为主的泥石流。肖家沟泥石流属轻度危险,泥石流重度为 １．７５ｋＮ／ｍ３,肖家沟泥石流在清香坪堆渣之后,暴发泥石流的流速为１３．６９ｍ／ｓ,泥石流冲击力４４．５６ ｋＰａ,对于整个堆渣体来说,此冲击力较小,不会对弃渣场的稳定性造成破坏性的影响。     

弃渣型泥石流起动机理水槽试验研究

以西安市长安区航天基地建筑垃圾消纳场地的泥石流隐患为背景,从地形地貌、固体物源、水动力条件三个因素分析了泥石流的成因,并依据以上三个因素基于室内水槽物理试验,探究了弃渣型泥石流的起动机理。结果表明:当沟床坡度较大时,固体物源在较小的水动力条件下即可起动,反之亦然;物体物质储量越大时,弃渣型泥石流的启动越困难,弃渣堆积高度越大,越容易启动。为后期的工程设计及防治提供一定的思路,也为弃渣场地的合理规划布局有一定的参考价值。     

云南东川区烧房沟“7·31”弃渣型泥石流成灾机理

2008年7月31日晚持续强降雨导致云南省东川区舍块乡烧房沟爆发泥石流灾害,造成了人员伤亡、公路、民房以及大量公共基础设施受损。这次泥石流发生在地质环境较为脆弱的工矿区,该泥石流的爆发是弃渣的不合理堆放与强降雨共同作用的结果。通过现场实地调查与试验等方法,分析了泥石流形成的降雨条件、地形条件、物源条件,研究了烧房沟泥石流启动、流通以及堆积过程。研究结果表明:集中的松散弃渣物源以及强降雨是烧房沟发生泥石流的主要原因。从发展趋势上看,烧房沟泥石流处于发展期,仍存在爆发泥石流的可能性。根据泥石流特征提出如下治理措施:拦、护为主,结合潜坝消能;及时清淤,恢复植被;实时监测,临灾预警。     

弃渣型泥石流输沙速率模型试验研究

近年来,弃渣型泥石流灾害时有发生。为了探索弃渣型泥石流输沙速率,以陕西省小秦岭金矿区的大西岔沟为研究背景,对大西岔沟泥石流的孕灾条件和成灾特征进行了详细的野外调查,发现该区域地形陡峻,弃渣总储量丰富,具备良好的泥石流孕灾条件。同时,泥石流在沿程运动和演化过程中,将具有明显的沿程放大和链生特征。结合野外调查资料,理论推导了弃渣型泥石流输沙速率的计算方法,并根据相似准则设计了水槽模型试验,对计算理论中的冲刷系数进行了率定。试验数据表明冲刷系数的取值范围在3.2×10^-5~7.1×10^-5 m·s/kg之间。这些率定参数将用于后续的小流域泥石流产汇流过程研究之中,同时也为该区域其他相关研究以及泥石流监测预警提供科学参考。     

兰州市主城区人工弃渣型泥石流研究

兰州市地域狭长,向南北两侧拓展空间有限。因此,很多工程都无法避免的要挖山填沟或穿山而过,在这个过程中就形成了大量的人工弃渣,而这些弃渣只能就近选沟而弃。近几年,随着兰州市人类工程活动的频繁加剧,由大量弃渣引发的人工弃渣型泥石流的发生也越来越多,其潜在危害也愈来愈严重。就兰州市主城区人工弃渣型泥石流进行了系统研究,并就其特征及起动机理进行了深入分析,在此基础上提出了相应的防治措施。     

大型弃渣场阻断下泥石流动力过程数值模拟研究

以金沙江上游旭龙水电站茂顶河大型弃渣场条件下泥石流为例,基于OpenLISEM软件探讨了不同工况下泥石流的运动—堆积动态演进规律。不同控制工况条件下泥石流的坝后堆积高度各不相同,同时预测泥石流停淤后排导槽内泥石流的性质及运动参数,综合评估泥石流防治工程合理性和综合防治方案,为大型弃渣场阻断下泥石流防治提供借鉴与参考。     

生产建设项目弃渣场潜在危险性快速评价方法研究——以新建重庆至万州铁路为例

弃渣场是生产建设项目存放大量弃土、弃石等固体废弃物的场地,是一种高势能的人造泥石流源,一旦发生事故将会严重威胁到下游人民生命和财产安全。采用层次分析法,以新建重庆至万州铁路为例,选取弃渣场类型、渣体性质、距重要设施距离、坡度、堆高、汇水面积、弃渣量、拦挡设施、截排水设施、密实度等10个指标进行研究,建立起新建重庆至万州铁路的弃渣场潜在危险性快速评价模型,通过实例验证,评价结果与实际情况有较好的一致性。     

万安水电站弃渣场水土保持措施设计

水利水电工程在开发建设过程中必然涉及较大的土石方量施工和弃渣量,弃渣场作为工程水土保持的重要组成部分也自然而言成为水土流失防治的重点领域,弃渣场水土保持设计直接关系到水利水电工程水土流失防治的成败。文章以万安水电站宋家沟村弃渣场为例,在分析弃渣场区地形地质条件、气象条件和水文条件的基础上,提出了弃渣场防护标准与等级,并进行了弃渣场水土保持工程措施设计,具体包括泥石流防治措施和截水排洪沟设置。     

川藏铁路宋家沟泥石流发育特征及危险性分析

宋家沟为一条活跃的泥石流沟,该沟历史上曾爆发过较大规模泥石流灾害,对沟口新建川藏铁路升航大桥构成潜在威胁。通过区域资料收集、遥感解译技术、野外地质调查、室内实验分析与参数计算等综合手段,在研究泥石流的发育特征及形成条件的基础上,评价其危险性,针对泥石流对铁路工程的影响,给出防治建议。研究结果表明:宋家沟流域内泥石流的松散固体物质来源的类型主要包括坡面及冲沟物源、崩塌物源、工程弃渣物源和沟道物源;宋家沟泥石流活动处于发展期,泥石流的危险度属于中度危险,与实际调查结果一致。研究成果可为新建川藏铁路类似工程的防灾减灾提供借鉴。     

杨房沟水电站上铺子沟泥石流治理工程设计

上铺子沟位于杨房沟水电站坝址下游约2.6 km,为沟谷降雨型低频大型黏性泥石流沟。沟水及泥石流发育规模均较大,沟内布置有弃渣场,总量达1 150万m3,该沟的泥石流防治对电站的建设运行有重要影响。根据该工程地形地质及泥石流特点,确定"以排为主,拦粗排细"的设计理念,采用沟水截排处理和泥石流防护相结合的防护方案,布设格栅拦挡坝、挡水坝以及排导槽等设施,简化了施工难度,确保了上铺子沟弃渣场在施工期及运行期的安全。     

洛湛铁路岑溪至茂名段工程弃渣场特征研究

对弃渣场特征进行研究,有助于提高弃渣场防护设计水平,控制水土流失。以洛湛路岑溪至茂名段工程为例,对铁路弃渣场的选址、面积、弃渣量、防治措施等进行研究。结果表明:山丘区铁路弃渣场密度大,且多数弃渣场位置较水土保持方案发生变更;全线以小型弃渣场为主,但部分弃渣场堆渣超高,给防护带来困难;布设合理的挡渣墙是最有效的防治措施,可控制弃渣场造成的主要水土流失;水土保持方案和后续设计的防治措施如何落实是弃渣场水土流失防治的一个难点。     

川藏高速公路喇叭嘴泥石流、滑坡、崩塌、弃渣、高填综合处治

通过对川藏高速公路雅康段喇叭嘴泥石流、滑坡、崩塌、弃渣、高填路堤的复杂地质灾害体的工程地质分析、灾害机理研究和综合处治方案优化得出:多类型复杂地质灾害体的处治,应充分掌握地质资料,在对各地质灾害体进行针对性处治的基础上,贯彻兼顾关联地质灾害体的综合处治理念;复杂地质环境下的高速公路通过形式应有利于提高地质灾害的安全防护等级,并综合考虑工程建设管理风险,适当提高安全冗余;喇叭嘴段泥石流的有效处治为合理采用“桥改路”反压滑坡,结合柔性明洞提高线路的崩塌落石抗灾能力,以及弃渣、高填的分隔治理奠定了基础;复杂地质环境下的工程建设应加强工程地质深度,有效控制工程风险和加强环境保护。     

四川省雅江县恶古泥石流沟作为某水电站堆渣场地的研究

四川省雅江县恶古沟为雅砻江一级支流,流域水系复杂,支沟发育,沟口向里约1km处的狭长地带拟选定为某水电站堆渣场。恶古沟为衰退期的泥石流沟,在暴雨情况下可能暴发小~中等规模泥石流,对于沟口水电站堆渣区构成危害。本文通过对恶古沟沟谷特征、泥石流形成条件、发展趋势及对于沟口渣场的危害等方面综合分析后认为,在采取适当的防护措施后,沟口渣场具备堆放条件。     

矿区3种弃土弃渣体侵蚀及水动力学差异研究

人为因素影响使得矿区扰动地表范围广,形成的弃土弃渣物质组成复杂,且堆积坡度较大,在降雨作用下容易产生严重水土流失。在野外调查基础上,通过选取、修筑径流小区并建立野外人工模拟降雨场,研究弃土体、沙多石少弃渣体和沙少石多弃渣体3种下垫面的侵蚀及水动力特征的差异性。结果表明:①弃土弃渣体平均径流率随雨强增大1.5~3.0倍,递增幅度是33.7%~276.2%。②沙多石少弃渣体的平均流速较弃土体及沙少石多弃渣体大,随雨强增大,3种弃土弃渣体的平均流速递增13.6%~43.3%;同雨强下,沙多石少弃渣体平均侵蚀速率分别是弃土体和沙少石多弃渣体的1.8倍和11.2倍。③弃土弃渣体次降雨下的平均雷诺数以过渡流为主,水流呈缓流。平均径流率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.8;弃土体及沙少石多弃渣体平均侵蚀速率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.9,而沙多石少弃渣体呈幂函数关系,决定系数在0.5左右。     

窄陡型泥石流沟特征研究

汶川震区分布着大量的窄陡型泥石流沟,在强降雨作用下易形成突发性泥石流灾害。在实地调查的基础上,通过对169条泥石流沟地形参数统计分析,从窄陡型泥石流沟的"窄"、"陡"基本特征出发,重点研究流通区沟道宽度、流通区及形成区沟床平均纵比降,获得窄陡泥石流沟具体参数为:形成区和流通区平均纵比降大于250‰;流通区最大宽度不超过40 m且流通区最小宽度不超过10 m,当不满足这两个宽度条件时,若其流通区平均宽度小于20 m,也确定为窄陡型沟道;在此基础上总结窄陡型泥石流沟降雨特征及物源特征,可为泥石流类型认识及窄陡型泥石流灾害研究提供参考。     

引洮供水二期工程弃渣场复垦措施技术研究

依据甘肃省引洮供水二期工程弃渣场复垦的实际,结合黄土高原区气候、地形条件,弃渣及弃渣场表层土壤物理特性,研究了弃渣场复垦的目标和技术标准,总结了水利水电工程弃渣场复垦在预防控制、工程复垦技术措施的内容和要求,对同类项目弃渣场复垦具有一定的借鉴和参考作用。     

西营水库清淤工程弃渣场设计及抗滑稳定性分析

针对西营水库清淤弃渣量大、生态环保要求高、弃渣流失导致泥石流等,可能危及下游居民安全和严重污染周围环境的问题,经现场勘探,综合考虑水库弃渣自然方量、弃渣高度要求、挡土墙基础最小埋深等因素,结合SL575-2012《水利水电工程水土保持技术规范》,对弃渣场容量、堆渣高度、堆渣综合坡比等特性参数进行了设计计算。并对弃渣场整体抗滑稳定性进行了分析,论证结果表明:不同运行工况下,边坡稳定安全系数均大于规范允许指标,弃渣场整体应力状态良好。     

山洪灾害特性及其防治对策

本文通过山洪及泥石流灾害实例调查,分析了山洪及泥石流灾害的特性,总结了从降雨到灾害形成的5种途径:(1)集中暴雨诱发滑坡体的高速滑动,滑坡体堵塞溪流形成溃决泥石流;(2)集中暴雨诱发陡坡崩塌,崩塌土流动化形成泥石流;(3)溪流河床累积性淤积,水位抬高山洪漫溢;(4)长历时暴雨形成山洪,两岸崩塌后退;(5)人为弃渣或前期松散堆积物在暴雨过程中形成泥石流。由于山洪灾害形成过程不同,成灾范围及其严重性相差较大,必须采取与之对应的防治措施,才能达到预期的效果。