梁家山溝泥石流勘查報告

重慶市高新工程勘察設(shè)計院有限公司提交日期：二0一0年四月內(nèi)審意見2010年4月18日 6 60.2地質(zhì)災(zāi)害的危害程度 60.3工作目的、任務(wù) 60.4前人地質(zhì)工作研究程度 70.5勘查工作的依據(jù) 70.6勘查工作概況及工作質(zhì)量評述 70.6.1勘查工作概況 70.6.2工作質(zhì)量評述 81勘查區(qū)自然地理條件 91.1位置與交通 9 2區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件 2.1地形地貌 2.2地層巖性 2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震 2.3.1地質(zhì)構(gòu)造 2.4水文地質(zhì)條件 2.5人類工程活動 3泥石流形成條件分析 3.1地形地貌及溝道條件 3.1.1形成區(qū)地形地貌條件 3.1.2流通堆積區(qū)地形地貌條件 3.2物源條件 3.2.3坡面侵蝕物源 3.2.4滑坡堆積物源 3.2.5泥石流物源的轉(zhuǎn)化關(guān)系 4.1泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情、危害性分析 4.1.1泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情 4.1.3泥石流堵潰下游河道的可能性 4.2泥石流各區(qū)段沖淤特征 204.2.1形成區(qū)沖淤特征 204.2.2流通堆積區(qū)沖淤特征 204.3泥石流堆積物特征 214.3.1泥石流堆積物顆粒特征 214.3.2泥石流堆積物疊置關(guān)系及成因分析 21 21 224.5.1泥石流成因 225泥石流基本特征值的計算 5.1泥石流流體重度 235.1.1現(xiàn)場配漿法 23 23 5.1.4泥石流固體物質(zhì)比重 235.2泥石流流量 5.2.1雨洪法 24 24 245.3泥石流流速計算 25 5.5一次泥石流固體沖出物 255.6泥石流整體沖壓力 26 265.8泥石流彎道超高 266泥石流發(fā)展趨勢分析 276.2泥石流的發(fā)生機(jī)率和發(fā)展階段 276.3泥石流發(fā)展趨勢預(yù)測 287既有防治工程評述及泥石流防治方案建議 7.1既有防治工程評述 287.2防治工程方案布置原則 7.3防治工程設(shè)計參數(shù)建議 7.4防治方案建議 7.5各類建筑材分析與評價 298地質(zhì)災(zāi)害防治效益評估 8.1經(jīng)濟(jì)效益評估 8.2社會效益評估 298.3環(huán)境效益評估 30 9.1結(jié)論 30平面圖1:5000;2、四川省地震災(zāi)區(qū)第五批重大地質(zhì)災(zāi)害崇州市梁家山溝泥石流擬設(shè)工程區(qū)平面圖1:1000;3、崇州市梁家山溝泥石流溝主溝縱剖面圖1:1000;4、崇州市梁家山溝泥石流溝橫斷面圖1:500(9張);5、崇州市梁家山溝鉆孔柱狀圖(4張);6、崇州市梁家山溝槽探展布圖(8張)。近來來主要發(fā)生一次泥石流為2008年5月16日～18日發(fā)生的泥石流一次性沖出物6月)。設(shè)計書》(2010年3月24日通過審核，3月29日通過復(fù)審);2010年3月24日勘查設(shè)計書通過成都市國土局組織的專家勘查項目GPS控制測量(E級)點63帶狀地形圖測量(1:500)地形圖修測(1:5000)2繪1:5000工程地質(zhì)測繪3工程勘探m37個4組2組44組225組74組43組440.6.2工作質(zhì)量評述1)工程測量年北京坐標(biāo)系及1956年黃海高程系統(tǒng)恢復(fù)后，再對勘查區(qū)獨立坐標(biāo)系統(tǒng)2)工程地質(zhì)水文地質(zhì)測繪工程地質(zhì)測繪范圍為整個泥石流流域。整個流域野外地質(zhì)測繪填圖采用1:5000工程地質(zhì)縱剖(斷)面圖按1:500比例尺實測，工程地質(zhì)橫剖(斷)面圖按1:200比3)鉆探控制回次進(jìn)尺和循環(huán)用水水量鉆進(jìn)，巖芯采取率：泥石流堆積層大于65%,下部基巖大于80%,鉆孔巖芯照相后保留至治理工程竣工驗收，鉆孔終孔驗收后土層用粘土、基巖用水泥砂漿進(jìn)行了封孔。鉆孔質(zhì)量合格率100%,優(yōu)質(zhì)率達(dá)到90%以上。4)槽(坑)探探槽(坑)施工及地質(zhì)編錄滿足勘查設(shè)計要求，了解泥石流堆積體及擬設(shè)治理工則取消了槽探工作。探槽(坑)合格率100%,達(dá)到了預(yù)期目的。(寬)×50cm(深),取出其全部土、砂、石，按不同粒6)室內(nèi)試驗1勘查區(qū)自然地理條件1.2氣象、水文1.2.1氣象雨量充沛，日照偏少，無霜期較長。年平均氣溫15.9℃,最熱月7月平均氣溫為25℃,最冷月1月平均氣溫為5.4℃,溫差為19.7℃。年平均日照春季為176.1mm,夏季為588.0mm,秋季218.4mm,冬季為29.9mm。風(fēng)向頻率以靜風(fēng)最多，占全年的37%;其次是北風(fēng)，占9%。年平均風(fēng)速為1.3m/s。平均霜日19天，平均無霜期為285天。年平均雪日3天，且雪量較小。主要災(zāi)害性天氣根據(jù)崇州市氣象局提供的降水資料，1959年至2009年期間，各降雨強度值如下表所示。10年一遇最大小時降雨量為58.5mm,20年和50年一遇的最大小時降雨量時間時間年平均降雨量(mm)年最大降雨量(mm)年最小降雨量(mm)最大小時降水量(mm/h)最大30分鐘降水量(mm)最大10分鐘降水量(mm)最大6小時降水量(mm)1.2.2水文縣境。全長109公里，市境內(nèi)長96.8公里，流經(jīng)14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為全市最長河流，主溝工區(qū)段鞍子河自東向西從梁家山溝口前緣流過，沖溝寬度15～30.0m,本段河床縱比降約230.3%,年均逕流量0.11～0.15m3/s。流域內(nèi)洪水主要由暴雨形成，年最大洪水發(fā)生時間以5～9月居多，其余月次之。洪水匯流速度快，河槽調(diào)蓄能力小，具有山區(qū)河流共有的急漲快落的特征，每次洪水一般經(jīng)歷1～3天左右。梁家山溝常2區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件2.1地形地貌2.2地層巖性(5)泥盆系中統(tǒng)觀霧山組(D?g):分布2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震2.3.1地質(zhì)構(gòu)造斷層走向北東30°~60°,一般為45°,斷面傾向310°~330°,傾角40°~53°,為壓扭性斷層?？辈閰^(qū)內(nèi)基巖多處出露，除在斷層破碎帶附近產(chǎn)狀凌亂多邊之外，其他地方產(chǎn)狀較穩(wěn)定，為286°~330°∠30°~L1:110°~135°∠40°~46°,間距0.2～0.8m,延伸1～5m,微L2:210°~230°∠65°~80°,間距0.5～2m,延伸0.5～4m,可2.3.2地震活動汶川一北川強震帶的波及影響區(qū)，地震基本烈度為動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)國家標(biāo)準(zhǔn)第1號修改單及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001),該區(qū)地震動峰值加速度為0.15g,地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s。圖2-1構(gòu)造地質(zhì)圖2.4水文地質(zhì)條件1、松散堆積巖類(Q)孔隙水由三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組和銅街子組(T?f+t)薄～中厚層狀鈣質(zhì)泥質(zhì)2.5人類工程活動所產(chǎn)生的邊坡僅有一段采用了防治措施(見圖2-3),長約20m,高約4m,進(jìn)水口將梁家山溝中的大部分水源引入地下通道中(見圖2-4),穿過梁家山溝泥石流流域東側(cè)山陵，最終進(jìn)入電廠發(fā)電，詳細(xì)分布見平面圖(1:1000)。進(jìn)水口位于3泥石流形成條件分析3.1.1形成區(qū)地形地貌條件形成區(qū)由兩溝開叉處至北側(cè)山脊，縱長約1.8km,橫寬約1.8km,流域面積約且地勢陡峻，中部及南部低，高程1470～2900m,相對高差1430m。梁家山溝平面形圖3-1形成區(qū)照片及南部低。溝內(nèi)分布高程為975~1435m,相對高差460m;溝西側(cè)山坡分一般采用小涵洞通過，小涵洞一般高約1～2m,直接影響了泥石流沖積物3.2物源條件3.2.1崩滑堆積物源主溝內(nèi)以中間山脊為界分為2處，支溝內(nèi)定位1處。圖3-22"物源和3"物源遠(yuǎn)景照圖3-32#物源和3#物源遠(yuǎn)景照圖3-44"物源遠(yuǎn)景照圖3-54"物源遠(yuǎn)景照2#物源分布長度約800m,分布寬度約700m,分布區(qū)域面積約56×10'm2,坡面分布厚度0～4m,平均厚度考慮為1m,其靜儲量為56×10'm3。3#物源分布長度約800m,分布寬度約800m,分布區(qū)域面積約64×10m2,坡面分布厚度0～5m,平均厚度考慮為1m,其靜儲量為64×10°m3。4#物源分布長度約700m,分布寬度約400m,分布區(qū)域面積約28×104m2,坡面分布厚度0～5m,平均厚度考慮地震已過兩年，經(jīng)過兩年的降雨等風(fēng)化作用，大部分可能發(fā)生崩滑的塊體已經(jīng)掉落；儲量約為128×10m33.2.2溝道堆積物源積形成。堆積物主要分布于山脊下方坡腳至鉆孔ZK1段，分查以及群眾走訪，泥石流溝堆積物厚度平均約3m,溝道平均寬度約3m,則溝道堆積3.2.3坡面侵蝕物源由于梁家山溝流通區(qū)及堆積區(qū)溝道兩側(cè)岸坡植被發(fā)育，未受強震破3.2.4滑坡堆積物源梁家山溝泥石流滑坡堆積物源僅1處位于擬建1#疏齒壩和1#谷坊壩之間有一滑坡，該滑坡長約400m,寬約200m,滑體平均厚度約10m,松散堆積于其前緣的溝道中，堵塞泥石流溝，堵塞段長約20m,堆積高度2～4m,但泥石流爆發(fā)時將此段直接沖開。根據(jù)滑坡對面的居民反映，該圖3-71#物源近照3.2.5泥石流物源的轉(zhuǎn)化關(guān)系大。綜合考慮約為其靜態(tài)儲量的50%,約為11.7×10m3。3.3水源條件4泥石流基本特征沖積物堆積物厚度一般為3～4m,沖毀公路約1.2km,淹沒房屋500m2,沖毀電線桿4圖4-1原始泥石流沖積物4.1.2泥石流危險區(qū)及范圍根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》的表5,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，將梁家山溝泥石流危險區(qū)劃分為4個區(qū)，分別為極危極危險區(qū)包括泥石流、洪水能直接到達(dá)的地區(qū)以及歷史上最高泥位 (見圖4-1)或水位線及泛濫線的以下地區(qū)，梁家山溝泥石流極危險區(qū)為4.1.3泥石流堵潰下游河道的可能性根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，梁家山溝現(xiàn)階段無明顯的堆積區(qū)積區(qū)長約1.3km,僅堆積至ZK1附近，未至鞍子河溝口，而ZK1至鞍子河入口處無泥石流沖積物(見圖4-4),鞍子河電廠在ZK2附近的進(jìn)水口將溝較緩，為天然停淤場地(見圖4-3),其下方溝道狹窄且坡降較緩，不利于4.2泥石流各區(qū)段沖淤特征平面圖(1:5000)所示。形成區(qū)又可分匯水動力區(qū)(清水區(qū))和固體物質(zhì)補給區(qū)(物源區(qū)),由于梁家山溝泥石流形成區(qū)的物源區(qū)與清水區(qū)基本4.2.1形成區(qū)沖淤特征脊以及支溝東部山脊，方量約為128×104m3,占梁家山溝泥石流物源的82%。匯水面積占整個泥石流的55%。形成區(qū)內(nèi)泥石流物源主要為塊石，泥石流堆積物分布特征(如圖4-5)一般是溝兩側(cè)岸坡大，最大粒徑約2m,溝中4.2.2流通堆積區(qū)沖淤特征如圖4-6中所示，流通區(qū)內(nèi)大粒徑塊石較多，粒徑一般為200～500mm,主要分布于其中粘土含量約為總量的10%～15%,碎石粒徑一般為20～200mm,塊石圖4-7泥石流堆積區(qū)堆積物分布特征大型泥石流(見表4-1)。中型小型泥石流一次堆積總量(10'm1)泥石流洪峰量(m3/s)4.5.1泥石流成因2912m,溝口高程1000m,相對高差1912m,平均縱坡降391%。梁家山坡降為100%～300%、溝坡坡度一般為30～60°,周邊山峰林立，岸坡5泥石流基本特征值的計算5.1.1現(xiàn)場配漿法125.1.2查表法文中表6-1,,可知N=84,則泥石流重度γe=1.579t/m3。5.1.3綜合取值 比重(t/m3)平均值(t/m2)頻率為P的暴雨洪峰值流量(m3/s);P降雨數(shù)量堵塞系數(shù)流量m3/iF5.2.2形態(tài)調(diào)查法序號發(fā)生時間(m)(m)高度(m)斷面面積(m2)25.2.3綜合取值雨洪法峰值泥石流流量Q.(m3/s5.3泥石流流速計算性泥石流的流速計算公式有西南地區(qū)(鐵二院)公式、北京市政設(shè)計院推薦的北京地區(qū)經(jīng)驗公式、鐵三院經(jīng)驗公式以及鐵一院(西北地區(qū))經(jīng)驗公式等計算公式，由于崇州市位于西南地區(qū)，所以本報告選擇西南地區(qū)(鐵二院)公式：1/n:清水河床糙率系數(shù)，查水文手冊，本報告中取10.0;R:水力半徑(m),一般可用平均水深H(m)代替；I:泥石流水力坡度(%),采用溝床縱坡坡降代替(%)。速m/s固體重度φRI5-5剖面6-6剖面5.4一次泥石流過流總量式中：K值的變化隨流域面積(F)的大小而時，K=0.0378,本報告中所取兩個斷面流域面積均小于5km2,所以取0.202.T—泥石流持續(xù)時間(s),梁家山溝泥石流爆發(fā)時持續(xù)了約3PK5-5剖面6-6剖面5.5一次泥石流固體沖出物P1111g—重力加速度(m/s2),取g=9.8m/s2λ—建筑物形狀系數(shù)，方形為1.47,矩形為1.33,圓形、尖流速m/s沖擊方向角8入ga典型彎道選擇擬建1#疏齒壩(5-5′剖面)處彎道，彎道內(nèi)外半徑根據(jù)圖測確凹岸曲率半徑凸岸曲率半徑mmm6泥石流發(fā)展趨勢分析極易發(fā)(A)中等易發(fā)(B)輕度易發(fā)(C)1水土流失(自度發(fā)育無崩坍、123度時不偏形變化，1412°~6(21.3%~6°~3°615區(qū)域構(gòu)造影響程度75沉降區(qū)，響697578486軟硬相間519541度32°~25525°~15°4中谷435430.2km2~5km255km2~10km10km2~100km3差32度中等32無6是易發(fā)非于形成期(青年期)。6.3泥石流發(fā)展趨勢預(yù)測窄階段，正處于形成期(