泥石流治理工程设计要点.ppt

泥石流治理工程设计要点,中铁二院蒋忠信,1.参数计算区分松散固体物源的静储量、动储量和一次冲出量。动储量包括可入沟的崩塌滑坡体、坡面侵蚀物、可起动的沟床堆积物等。流量、流速可据弯道泥痕反算。据弯道超高值Δh计算流速v{Rg[Δh/B–tanФ-c/Hγcos2θ]}1/2,2.震区参数调整根据地震后松散固体物源大增的新情况，调整泥石流的重度（稀性增多）、峰值流量（堵塞系数加大）与暴发频率（临界雨强变小）。如2008-9-24泥石流一次冲出量北川魏家沟达100万方，唐家山支沟达30万方，大大超过预计值。,3.确定拦排数量根据工程有效期（乡镇20年，城镇50年），计算拦排泥石流固体物质总量。根据主河输沙能力与既有桥涵过流能力，以不导致主河、公路次生灾害为度，确定拦（及停）-排结合方案中拦与排的比例。进行主河堵溃二次灾害（壅水淹没与溃决洪水）预测。尽量与公路改扩建协调。,4.拦砂工程类型3类拦砂坝、缝隙坝和谷坊群。拦砂坝和谷坊群均为重力式圬工实体坝。拦砂坝功能以拦砂为主，较高大；谷坊群由多座谷坊坝组成（前谷坊回淤直至后谷坊脚），较低矮，功能以回淤防冲压脚为主。缝隙坝为拦粗排细的透过式坝，有格栅坝、梳齿坝、网格坝等，高强被动柔性防护网可用拦截地震崩入陡沟中的巨石。,5.拦砂工程设计按地形地质条件选择好坝位，尽量选上游纵坡缓的基岩锁口处，使坝短、库容大、坝基浅；计算回淤坡度（多小于沟纵坡0.5-1.5）与库容以及防揭底和侧蚀的物量。有条件时可加固地震堰塞体作坝。按坝高初拟坝顶宽度（最小1m），坝面坡陡（甚至直立），背坡缓（10.4-10.6），坝肩伸进坡体，坝基应力不高；按最危险工况（空库一次泥石流满库）进行抗滑、抗倾和坝身强度检算。,确定溢流段高度与截面，排水孔不要过大过密（孔面积0.4-0.8m2，总面积5-8）；在坝下0.5-1.0H段设护坦或潜坝防冲。缝隙坝要据最大粒径D进行缝隙设计，缝宽1.5-2.0D，缝的总宽度为0.2-0.4溢流段宽B。确定其拦砂及过流能力。根据各坝的造价与拦固物源量，得各坝的效益比（拦固单位物源的费用），取消或降低低效益比的坝，增高高效益比的坝。,6.排导槽设计平面尽量顺直并避免拆迁工程；断面按过坝后泥石流流量控制，与纵坡组合与过流能力匹配，选择合理纵坡（稀性3-7，粘性7-18），必要时分段变坡以避免冲、淤和大填大挖。做好进、出口段和变坡处、过既有桥涵的处理，进口段与坝衔接或做八字堤，出口向主河下游交汇（30-60）；变纵坡处作好消能处理；过既有桥涵可采用加大流速的措施，避免改扩建。,边墙按挡土墙检算，当槽底有圬工时偏于安全；正确计算弯道凹岸加高（水山高久公式ΔhaBV2/Rg，a取2.0），按实际调查和计算流速确定防冲、防淤措施。防冲可铺底或设防冲肋（间距10-25m，高1.5-2.5m），V形槽心铺厚0.6-1.0m。防淤可加大流速，加大流速可加高变窄槽的断面以增大泥深，甚至作成V型槽（IVI纵2I横21/2，I横13-110）。,7.其它工程措施1固坡工程一般不直接加固崩塌滑坡，必要时前缘以墙、堤防冲。2跨流域分流与筑库储水如大洪沟中游用隧洞将水排向相邻非泥石流沟，黑沙河筑库将百年一遇洪峰流量由110m3/s削减为33.9m3/s。,3停淤场用于出沟口后有平缓开阔地时。要在引流口设圬工拦挡坝，拦淤堤可为土质并可多级，溢流口后接集流沟。如蒋家沟停淤场1972-1982年共停淤805万方。4导流-护岸堤用于有保护对象的沟岸，按重力式墙设计与检算，突出防冲计算与基础埋深。,5桩林用于固体物质巨大且无筑坝条件者，可筑钢管桩（或人字撑）、钢筋砼桩林拦石，至少两排，桩距b1.5-2.0D，外露桩高2-4b。震区可试用。6渡槽用于有条件从上方绕避道路等线性工程者，有梁式、拱式，加强底板与出口导墙。7生物工程流域植树造林，水土保持。作用近来被低估，如日本一树不伐而泥石流频发。,