【doc】太原市西山虎峪沟泥石流形成条件及防治

【doc】太原市西山虎峪沟泥石流形成条件及防治 太原市西山虎峪沟泥石流形成条件及防治 第3l卷第l4期 2005年7月 山西建筑 SHANXlARCHIFEC'I,URE VO1.3lNO.14 Ju1.2005?89? 文章编号:1009—6825(2005)14—0089—02 太原市西山虎峪沟泥石流形成条件及防治 高艳玲李斌昌杨继荣 摘要:通过对太厚市西山虎峪沟泥石流形成的地形,地理,地层,构造及人工堆积及 植被等关系的,对虎峪沟的形 成原因及特征进行了详细的阐述,并提出了虎峪沟泥石流的防治及预防对策. 关键词:西山,虎峪沟,泥石流 中图分类号:TU478 引言 虎峪河是位于太原西山中部的一条较大的季节性河流,发源 于庙前山东北侧,石干峰东南侧,由西南向北东流出山后折向东 穿越西城区汇入汾河,是汾河的一级支流.虎峪沟是一条老泥石 流沟,历史上多有记载,均为山洪暴发引起. 太原地区连续降水,以庙前山,石干峰为中 1996年8月上旬, 心降了特大暴雨.8月4Et虎峪河发生了特大泥石流.据初步统 计,灾害造成直接经济损失累计达8.16亿元.这次泥石流是历 史上危害最大,损失最重的一次.为此,研究泥石流形成的条件 并制定合理的治理措施显得至关重要. 降.二层模量法的计算理论也比较符合水泥土搅拌桩复合地基 的工作特性.提出的公式也比较简单,但桩土体的弹塑性工作区 的划分,计算的表达式等问题有待进一步完善: 3基础沉降控制 水泥土搅拌桩对控制沉降的作用主要表现在两个方面:一是 由于桩体的存在使加固区刚度提高,使压缩区沉降s减少;二是 由于加固区中的桩土协调变形如同一复合体,起到了双层地基上 覆硬层对下卧层扩散应力和均匀应力的作用,使下卧层变形s, 减少.对于这两个方面应该综合考虑. 因此,在水泥土搅拌桩的设计中,从控制沉降的角度出发应 注意以下几点: 1)在加固软土中夹有硬层的地基时,有可能的前提下,首先 使桩长达到相对硬层,然后再选择合理的置换率,一般情况下,当 有相对硬层存在,则桩长达到硬层时复合地基的承载力最大,变 形最小,短于或长于此桩长,加固效果均不佳. 2)对于深厚软土的地基处理,合理选择桩身强度至关重要 因为在置换率相同时,桩身强度越大,则桩土应力比也越大,复合 地基越接近于桩基础,应力扩散越不明显,桩端产生高应力区,下 卧层受到较大的附加应力,使下卧层沉降有增大的可能.某工程 实例采用粉喷桩加固,其实测桩土应力比"=34,尽管加固层本 文献标识码:A 1泥石流形成条件 太原西山地势陡峭,主峰庙前山,石干峰海拔分别为1865.6m 和1776m,虎峪河源头海拔高度多在1430m左右,沟口海拔898m, 高差532m,山坡坡度一般20.,30.,局部达40.以上.源头沟床比 降为14‰左右,上游段主沟宽10m,30m,沟床比降为56‰,中上 游沟谷宽约30m,50m,沟床比降37‰;中下游,下游段沟谷宽 50m,350m,沟床比降20‰.虎峪沟深而长,主沟至出山口长 12.3km,流域面积39.1km,沟床平均比降27‰,支沟深长不 一 ,均很陡,为泥石流的运动提供了良好的地形条件. 虎峪河断裂构造发育,两条规模较大的断层(鸦崖底断层,杜 身减少压缩量的效果很明显,但实测总沉降只减少了30%,说明 由于应力扩散不明显,下卧层沉降仍然很大.另外在深厚软土中 一 般采用"短而密"的布桩方式比"长而稀"的加固效果好,沉降小. 3)目前对于深层搅拌桩刺入式破坏的变形研究不多,也没有 相应较好的沉降,而且在这种情况下一般沉降较大,加 固的效果不明显,因此在设计过程中应严格控制桩体刚度,避免 桩体刚度过大而引起刺入式破坏. 4)对于深厚软土的地基加固,采用水泥土搅拌桩复合地基 时,建议采用下列设计思路:以沉降计算来确定加固深度;计算单 桩和复合地基承载力时桩长取有效桩长;选取有效桩长时以桩身 强度来控制;桩身强度以土质条件和固化剂掺量来控制. 4结语 实际上,在具体工程设计时遇到的情况是各种各样,千变万 化的,为了保证工程的长期安全性,沉降计算是十分必要的.设 计时应结合每一个工程的具体情况,具体分析这两种方法的利 弊,经过权衡后选择一种适合的方法. 参考文献: [1]龚晓南.地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1999. [2]深层搅拌法设计及施工[M].北京:中国铁道出版社,1993. [3]GB50007—2002,建筑地基基础设计[S]. Calculationofsettlementforconcretemixingpile LIPei-yuanWANGXian-fengHEGuo-hui Abstract:Itintroducesthemeritsofconcretemixingpile,thedeformationcountingwaysofita reincludingdouble—foundationandthree-ply foundation,researchGsthecountingwayandputsforwardtheproblemsshouldbenoticedins ettlementcontroloffoundation. Keywords:concretemixingpile,settlement,foundationdesign 收稿日期:2005—04—12 作者简介:高艳玲(1971一),女,1990年毕业于长春地质学校水文工程专业,助工,山 西省第三地质工程勘察院,山西晋中030620 李斌昌(1968),男,2005年毕业于中国地质大学资源勘察专业,助工,山西省第三地 质工程勘察院,山西晋中030620 杨继荣(1963一),女;1983年毕业于长春地质学校水文工程专业,工程师,山西省第 三地质工程勘察院,山西晋中030620 第31卷第14期 ' 90'2005年7月山西建筑 儿坪断层)走向与主沟方向一致,并分布沟谷两侧,受其影响断裂 带岩石破碎,两侧岩石常理裂隙发育.岩体多被切割成块状:而 山前晋祠,交城大断裂又为一条活动性断裂,新构造运动十分强 烈,地震活动比较频繁. 沟域内分布地层主要为石炭,二叠系碎屑岩,其上覆盖有黄 土及厚度不等的残坡积物.碎屑岩以砂岩和泥页岩为主,岩石强 度低,石炭系下部夹少量灰岩,硬质砂岩,灰岩和软质泥页岩比例 各占50t}6左右,相问分布,易风化产生大量的松散物质,遇降水 易产生泥石流 2泥石流活动特征 虎峪沟泥白流属偏稀性水石(渣)流,容重大约为1589t/n 左右,南于主沟道沟口河龙湾以上纵坡大于临界坡度,水流处于 急流状态,搬运,侵蚀,淘蚀能力很强,沿途不断有固体散物汇入. 携带的大量漂砾,大树,机械设备翻滚而下,在多处桥梁处造成堵 塞,再加上河道堆放垃圾流通不畅使水位抬高,形成了杜儿坪矿 一 河龙湾,西局实验小学一运渣路,前进路桥一下元村砖碹三孔 桥三个漫溢区.漫溢堆积物厚达04m,2m,多为泥砂,含有卵 砾石,主沟河床内堆积物多为块石,漂石,卵砾,向下游颗粒越来 越细,本次最大洪峰流量为39156m3/s,一次泥石流输移总量为 587.81万rnj.推算沟口河龙湾以上固体径流应为834万t,约折 合体积491万nT_;(容重以1.7t/n1j计),侵蚀模数为2.13万t/k, 这意味着此次暴雨从流域上平均冲刷掉125nllTl厚的表土层. 据历史资料分析,虎峪沟是一条低频率泥石流沟,但由于人 类工程活动远比自然因素产生的泥石流物源数量大,以至于形成 泥石流的暴发周期缩短,激发泥石流的暴雨强度降低的趋势. 3虎峪沟泥石流防治 虎峪沟形成区矿山地质灾害十分发育,导致泥石流固体物源 相当丰富,而流通区及流通堆积区又处于人类活动密集区,所以 虎峪沟治理需工程措施,生物措施,管理措施相结合. 3.1工程措施 根据虎峪沟泥石流规模大,暴发不很频繁,松散固体物质补 给及水动力相对集中,保护对象重要等特点,采取以下主要防治 工程: 1)排导工程:虎峪沟泥石流灾害损失惨重的主要原因是由于 流通堆积区的座桥梁泄洪断面堵塞,造成涌水灌井和漫溢.因 此,在鸦崖底一汾河入口要修建主沟排导槽.全长l2.5km,按 50年一遇泥石流设计,为矩形断面,宽l0m,50m,深2.5m , 3m. 2)拦挡工程:主要起拦渣,滞流,固坡,控制泥石流固体物质 供给和雨洪径流.所以在虎峪沟上游牛头咀西500nl处,支沟神 底沟中部修建两座重力式拦砂坝,坝体用混凝土浇筑,坝体中部 设1排,2排4200nllll的泄洪洞,另外在主沟排导槽进口处布置 格栅式拦砂坝一座,以拦截山洪泥石流可能带下的大树,灌丛等 漂浮物及大漂砾,防止桥涵堵塞. 3)谷坊工程:主要布置在虎峪沟的上游及支沟神底沟上游, 呈阶梯状分布,坝体长度愈向卜游愈短.其作用不仅能稳沟固 坡,而且能拦截固体颗粒,减少主沟泥砂来源. 4)护岸排水工程:虎胜街西有一不稳定大型滑坡.往滑坡前 缘布置300m,400m护岸程,可采用MIO浆砌条石梯形重力 式挡土墙.在滑坡后缘下方,布置一条环形截水沟,截水沟均用 M7.5水泥砂浆砌筑,对已有排水河进行修复,以防止地表水进入 滑坡体.同时结合挡土墙,谷坊坝等工程,使滑坡保持稳定. 3.2生物措施 对该流域实行封1fJ育林,营造水土保持林,经济林,防护林 等,改善流域汇流条件,减少水土流失. 1)封山育林:在虎峪沟两岸划定封山育林区,建立哨所,配备 专职护林员,实行严格封禁,3年以后使大部分裸露的荒山变成草 地和灌丛. 2)营造水土保持林:在海拔900m,1200m地带,选择土地条件 较好的小区,营造水土保持林,如油松林,侧柏林等;在海拔1200m 以上地带主要种植桦木林,山杨林,榆林.以保持水土,涵养水 源,调节径流功能. 3.3管理措施 1)成立地质灾害防治办公机构,由行政主管部门亲自牵头, 统一规划,综合治理,并制定相应的矿山地质灾害管理防治条例. 2)建立群测群防网络,具体实施县(市),乡,村网络,责任落 实到个体,并进行专业化培训. 3)建设群专结合的预报预警系统,监测范围包括:水文,气 象,固体物源区,流通区,堆积区.汛期有特大暴雨或较长时间大 强度的降雨时应加密监测. 4)禁止在泥石流治理区内开荒,砍伐树木,开山炸石等可能 引起水土流失或影响山体稳定的生产活动.禁止在泥石流沟倾 倒煤矸,煤渣,生活垃圾. 5)/m强工程管理,禁止在泥石流危险区内兴建永久性建筑 物,已影响泥石流流通的勒令拆除,禁止任意侵占沟道和盖沟建 房等. 4结语 1)虎峪沟泥石流固体物质来源于采空区疏松岩体,风化层, 残坡积物及大规模的滑落体,滑坡,崩塌;主,支沟纵坡坡降较大; 大面积长时间的高强度降水都是导致这次泥石流形成的重要条 件.2)根据虎峪沟泥石流形成特征,在主沟采取上游拦挡,中下 游排导措施,流域内采取生物措施进行综合治理,建立虎峪沟泥 石流预警预报体系,制定相应的工程治理管理条例和矿山地质灾 害管理防治条例.3)开展对虎峪沟泥石流的治理,可引导农民调 整产业结构,发展以花椒,枸杞为代表的经济林.4)开展对虎峪 沟泥石流的综合防治,可减少矿山地质灾害的危害,大幅度地提 高森林覆盖率,减少流域内水土流失,使生态环境向良性循环方 向发展,有效控制大规模滑坡泥石流的发生. Theformationconditionandprevention&cureof XimountHuyufurrowmud.rockflowinTaiyuancity GAOYan?lingLIBin?changYANGJi?tong Abstract:Itanalyzedtherelationof[andfom~.geography,stratum,fabric,manpowerdumpi ngandvegetationandsOonoftheformationof XimountHu,,ufurrOwmud—rockflowinTaiyuancity,expoundedthereasonandfeatureofHuyufurrowformationindetail ,broughtforward preventionandprecautioncountermeasureofHuyufurrowmud—rockflow. Keywords:Ximount,Huyufurrow,mud—rockflow