2泥石流防治設(shè)計規(guī)范

泥石流設(shè)計規(guī)范解讀泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計的依據(jù)和基礎(chǔ)資料泥石流防治工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)泥石流的設(shè)計參數(shù)計算泥石流防治方案設(shè)計防治工程監(jiān)測設(shè)計泥石流防治工程優(yōu)化設(shè)計技術(shù)泥石流防治工程實例1.泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計依據(jù)與基礎(chǔ)資料法定依據(jù)：可行性研究報告、設(shè)計任務(wù)書、工程勘察報告基礎(chǔ)資料：1.地形、氣象、水文2.防治工程勘察資料：巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地震相關(guān)參數(shù)、巖土工程性質(zhì)、自然或人為不良地質(zhì)現(xiàn)象等3.其它資料：施工場地水、電、交通條件、排水排污條件、防治工程地方經(jīng)驗、地方材料勞務(wù)價格等地質(zhì)災(zāi)害防

治

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程

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等級

一

級

二

級

三

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四受災(zāi)對象省會級城市地、市級城市縣級城市鄉(xiāng)、鎮(zhèn)及重要居民點(diǎn)鐵道、國道、航道主干線及大型橋梁隧道鐵道、國道、航道及中型橋梁、隧道鐵道、省道及小型橋梁、隧道鄉(xiāng)、鎮(zhèn)間的道路橋梁大型的能源、水利、通訊、郵電、礦山、國防工程等專項設(shè)施中型的能源、水利、通訊、郵電、礦山、國防工程等專項設(shè)施小型的能源、水利、通訊、郵電、礦山、國防工程等專項設(shè)施鄉(xiāng)、鎮(zhèn)級的能源、水利、通訊、郵電、礦山等專項設(shè)施一級建筑物二級建筑物三級建筑物普通建筑物死亡人數(shù)＞10001000～100100～10＜10直接經(jīng)濟(jì)損失(104元)＞10001000～500500～100＜期望經(jīng)濟(jì)損失(104元／年)＞10001000～500500～100＜防治工程投資(104元)＞10001000～500500～100＜泥石流災(zāi)害防治工程安全等級標(biāo)準(zhǔn)﹡表中的一、二、三級建筑物是指GBJ7—89規(guī)范中一、二、三級建筑物2.泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)防治工程安全等級降雨強(qiáng)度攔擋壩抗滑安全系數(shù)欄擋壩抗傾覆安全系數(shù)基本荷載組合特殊荷載組合基本荷載組合特殊荷載組合一級100年一遇1.251.081.601.15二級50年一遇1.201.071.501.14三級30年一遇1.151.061.401.12四級10年一遇1.101.051.301.10泥石流災(zāi)害防治主體工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)3.泥石流設(shè)計參數(shù)計算容重流速流量彎道超高沖擊力實測獲得沿程泥砂級配3.1泥石流容重可采用實測法、稱重法及基于粘粒含量的泥石流容重計算法確定。實測法:泥石流暴發(fā)時采集泥石流樣品，稱重量其體積。rc=Wc/VcWc泥石流的重量（g）；Vc泥石流體積(cm3

)；rc泥石流容重（g/cm3）基于粘粒含量的泥石流容重：rc=-1.32*103x7-5.13*102x6+8.91*102x5-55x4+34.6x3-67x2+12.5x+1.55

rc為容重（g/cm3），x為泥石流中的粘粒含量泥石流流速計算泥石流流量計算防治工程設(shè)計參數(shù)確定:粘性泥石流：Um=(1/nc)·HC2/3·IC1/2稀性泥石流：Vc=(Mc/a)·R2/3·Ic1/2配方法（雨洪計算法）：QC=KqQbDu形態(tài)調(diào)查法：QC=WC·VC泥石流沖擊力F=Kcna2/34.泥石流防治方案設(shè)計基本要求：1、應(yīng)以少的投資、短的工期，達(dá)到設(shè)計服務(wù)(使用)期內(nèi)安全運(yùn)行，并滿足所有預(yù)定功能。2、應(yīng)在室內(nèi)和野外試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行統(tǒng)計分析，算出各項參數(shù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，確定其標(biāo)準(zhǔn)值。3、應(yīng)定性和定量分析相結(jié)合。4、應(yīng)注意與當(dāng)?shù)厣鐣⒔?jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展相適應(yīng)，與市政規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、土地管理和開發(fā)相結(jié)合，并在安全、經(jīng)濟(jì)、適用的前提下盡量做到美觀。防治方法要點(diǎn)：1、以流域為單元進(jìn)行生物措施與工程治理相結(jié)合的綜合治理。2、在形成區(qū)以抑制泥砂產(chǎn)生為主，阻滯泥沙輸移。3、在流通區(qū)和泥石流通過地段以疏導(dǎo)為主，保證流路通暢。4、對規(guī)模巨大、勢能大的泥石流，宜采取避讓措施或防沖措施。5、利用停淤、分流化解泥石流水、沙集中的矛盾。6、改建或遷移防護(hù)設(shè)施。7、視地形條件，在堆積區(qū)停淤減沙或停淤束水攻沙，增大搬運(yùn)能力，使泥沙順利直接排入大河。8、匯入大河段，應(yīng)加大大河排沙能力，穩(wěn)定主流切割扇緣，降低泥石流溝侵蝕基準(zhǔn)面。泥石流綜合防災(zāi)系統(tǒng)工程防治攔導(dǎo)：包括排導(dǎo)槽、導(dǎo)流堤、渡槽和改道攔擋：攔擋壩停淤：停淤場、沉砂池溝道治理：谷坊、固庫堤、護(hù)岸調(diào)水：調(diào)洪水庫、截流溝、導(dǎo)洪溝防護(hù)：防沖墻、防沖墩坡面工程：削坡工程、擋土工程、排水工程、等高線壕溝工程、水平臺階攔擋壩種類重力式實體攔擋和格柵壩（剛性和柔性）。攔擋壩的布置原則：

1.地質(zhì)條件：壩址附近無大斷裂通過，壩址兩山坡穩(wěn)定，無滑坡、崩塌、沖溝等不良地質(zhì)現(xiàn)象和泉水出露，溝床有基巖出露或基巖埋深較淺，壩基為基巖或密實的沉積物。2.地形條件：壩址處溝谷狹窄，而上游開闊，溝床縱坡較緩，溝谷對稱，兩肩高度能滿足壩高與庫容要求。3.建筑材料與施工條件：附近有充足的石料，靠近水源，交通便利。

攔擋壩的功能：攔截泥沙、排水，水土分離固定溝床、穩(wěn)定溝坡降低河床坡降，減緩流速，抑制上游河段縱、橫向侵蝕調(diào)節(jié)泥石流流向注：在同一個河段內(nèi)攔擋壩不應(yīng)少于3座，每座壩的調(diào)節(jié)能力不宜大于1/3.

攔擋壩的設(shè)計溢流壩段居中，盡量使非溢流壩段成對稱結(jié)構(gòu)。寬度取決于設(shè)計下泄流量的大小。壩體上游邊坡比1:0.5~0.7壩體上游邊坡比1:0.5~0.7壩體上設(shè)有排水孔一般不專門設(shè)溢洪道排泄孔尺寸排泄孔盡可能成排布置在溢流壩段，孔數(shù)不少于2個，多排布設(shè)時應(yīng)用品字形交錯排列。排泄道進(jìn)口軸向與主河流向一致或取銳角相交，交角小于30°，引水段上寬下窄，底坡比降大于50-80‰.非溢流壩壩頂高于溢流口底的安全高度h確定排布設(shè)時hs是根據(jù)壩的不同等級設(shè)計所需的安全超高，一般取0.5-1.0m；Hc為溢流壩段的泥深。壩頂高b的確定低壩不小于1.5m高壩不小于3m當(dāng)有交通及防災(zāi)搶險等特殊要求時，應(yīng)大于4.5m壩底寬度Bd按實際斷面型式通過穩(wěn)定性計算確定。見下圖壩的設(shè)計需進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算包括：抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定、壩基應(yīng)力和壩體應(yīng)力計算壩下消能包括：副壩、護(hù)壩。多采用副壩消能其與主壩重疊高度H’按以下公式確定：A副壩消能；B潛壩消能；C拱基型、橋式拱型；D護(hù)壩消能

式中：

Hdl為攔擋壩壩頂?shù)經(jīng)_刷坑底的高度；Hc為溢流口上泥深主、副壩間的距離L若副壩高出河底較高，在下游還應(yīng)再設(shè)第二道副壩重力式攔砂壩的剖面尺寸格柵壩格攔間距及孔口尺寸受以下幾個條件控制：1.過壩的設(shè)計流量2.過壩的允許石塊粒徑分為剛性和柔性。剛性分為平面型和立體型，主要材料有鋼管、鋼軌、鋼筋混凝土構(gòu)件。柔性主要材料為高彈性鋼絲網(wǎng)。不適用于細(xì)顆粒的泥流、水沙流等泥石流河溝。切口壩切口深度h通常取h/b=1~2。切口的密度范圍：Dm1為中小洪水可挾帶的最大粒徑；Dm2為大洪水可挾帶的最大粒徑；切口壩采用窄深的梯形斷面、矩形斷面或三角形斷面。切口寬度滿足：鋼索網(wǎng)格壩網(wǎng)口大?。篐m為泥石流最大龍頭高；△H為泥石流的沖起高度；HL為泥石流的淤積百度宜設(shè)在流通區(qū)減速區(qū)，高度按下式計算：鋼索在河床上的敷設(shè)長度L：網(wǎng)格體鋼絲索的設(shè)計按泥石流作用于格柵壩的沖擊力計算。樁林布置在間歇發(fā)生、暴發(fā)頻率較低的泥石流溝道中、下游。一般沿垂直向布置兩排或多排樁，縱向交錯成三角或梅花形，基間距為：樁高h(yuǎn)為：h=（2~4）b，且3m≤h≤8m。樁基應(yīng)埋在沖刷線以下，且埋置深度不應(yīng)小于總長度的1/3.樁體采用鋼軌、鋼管或組合鋼構(gòu)件或鋼混樁體。渡槽適用于泥石流暴發(fā)較頻繁，高含沙水流、洪水或常流水交替出現(xiàn)，有沖刷條件的溝道。設(shè)置渡槽處應(yīng)有足夠的高差，進(jìn)、出口順暢，基礎(chǔ)有足夠的承載力并具有較高的抗沖刷能力。進(jìn)口不得布置在急彎上且進(jìn)口以上需有10~20倍于槽寬的直線引流段排導(dǎo)槽作用：既可以提高輸沙能力、增大輸沙粒徑，又可防止河溝縱、橫向的變形，將泥石流在控制條件下安全地排泄到指定區(qū)域。布置要求：排導(dǎo)槽縱向軸線布置力求順直與河溝主流中心線一致，盡可能利用天然溝道隨彎就勢；寬度與原河溝寬度收束比應(yīng)在1/3以下，出口段與主河應(yīng)銳角相交，出口端溝底標(biāo)高宜在大河高洪水位上。坡度設(shè)計：采用等寬度地坡到底。必須設(shè)計變坡、變寬的槽段，兩段縱坡的變化幅度不應(yīng)太大，并應(yīng)做水力檢算。排導(dǎo)槽橫斷面形狀主要有梯形、矩形和V型排導(dǎo)槽深度滿足：H:排導(dǎo)槽深度；Hc設(shè)計泥深；△H安全超高附排導(dǎo)槽圖片分離式排導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)渡槽進(jìn)口段采用上寬下窄的梯形或圓弧形狀的喇叭口型，連續(xù)漸變。漸變段長L≥(5~10)Bf(Bf為槽寬)，且大于20m，漸變段擴(kuò)散角α≤8°~15°斷面采用豎墻式矩形或陡墻（邊坡比小于0.5）窄深式梯形，槽底做成圓弧形。寬深比：Bc為底寬；Hc為流深；n為梯形或矩形的邊坡坡長，矩形斷面時，n=0渡槽槽底縱坡計算公式：1、水石流2、泥石流和泥流排導(dǎo)槽縱坡設(shè)置受上、下游地形條件所限制，其縱坡可采用等于或略大于相應(yīng)溝段的縱坡值。護(hù)坡工程一般采用不低于M7.5的水泥砂漿砌石沿槽沖刷，坡腳進(jìn)行表面護(hù)砌，高度不低于設(shè)計最高泥位。內(nèi)壁坡度一般與巖坡平行，護(hù)砌厚度在頂部一般不小于50cm，底部不小于100cm，埋入基礎(chǔ)深度應(yīng)大于沖刷深度，且不小于100cm.年限在10年以下的臨時性護(hù)坡可采用石籠護(hù)坡。護(hù)坡工程護(hù)底鋪砌多采用水泥砂漿砌塊石鋪砌。削坡工程：削坡后上部坡比1：1，下部1：1.5排水工程：主要形式為排水溝，應(yīng)沿溝谷兩側(cè)與溝谷走向一致，設(shè)防滲。坡降0.5%，不超過1%，溝槽流速2m/s，溝槽陡緩交界處應(yīng)用消能、水躍處理。等高線壕溝：足以容納壕溝間坡面流出的雨水量。水平臺階：主要為梯田。坡面整治一般在泥石流溝的全流域?qū)嵤┒鄻浞N、多層次的立體保護(hù)。對淺層土體的不穩(wěn)定性和侵蝕有較好的防治效果，而對于深層滑坡應(yīng)當(dāng)采取植被工程與土木工程相結(jié)合進(jìn)行綜合治理。植被工程目的：形成立體監(jiān)測網(wǎng)監(jiān)測災(zāi)害體的變動動態(tài)，對變形發(fā)展趨勢作出預(yù)測施工中跟蹤監(jiān)測，超前預(yù)報，確保安全反饋設(shè)計、指導(dǎo)施工檢測防治效果5防治工程監(jiān)測設(shè)計采用群眾性監(jiān)測與專業(yè)性監(jiān)測相結(jié)合監(jiān)測內(nèi)容：泥石流頻率、流量、河水流量、降雨量6.泥石流防治工程優(yōu)化設(shè)計技術(shù)谷坊群攔砂壩排導(dǎo)槽道路集中溝泥石流防治

灣壩河一級水電站位于石棉縣境內(nèi)，是松林河主要支流--灣壩河規(guī)劃的梯級水電站之一。工程區(qū)外圍新構(gòu)造運(yùn)動較強(qiáng)烈，地震活動頻繁；工程區(qū)周圍發(fā)育有較多災(zāi)害性泥石流溝，其中石棉縣蟹螺鄉(xiāng)集中村的集中溝對電站廠房威脅最大。2003年8月28日晚，集中溝暴發(fā)大型泥石流，造成2名民工死亡，毀壞房屋3幢；灣壩河被集中溝泥石流堵斷數(shù)分鐘，使灣壩河沿線道路水毀200多米。7.泥石流防治工程實例集中溝