云南省二道河泥石流治理工程效果分析及改进

杨在月，王邦阳

(1.云南师范大学旅游与地理科学学院，昆明　650500；2.昆明理工大学国土资源工程学院，昆明　650093)



云南省二道河泥石流治理工程效果分析及改进

杨在月1，王邦阳2

(1.云南师范大学旅游与地理科学学院，昆明650500；2.昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093)

摘要：维西县城区地质灾害长期以来均以二道河泥石流最为突出，自二道河暴发大规模泥石流灾害以后，泥石流的治理就一直未间断过，但泥石流灾害危险并没有根除，依然威胁着沟口居民的安全。通过对泥石流已有治理工程进行调查，分析其治理效果及存在的问题，并在此基础上，提出新的治理措施，消除泥石流危害。

关键词：地质灾害；泥石流；治理措施

泥石流是我国山区中一种常见的突发性地质灾害。由于它具有分布广、发生频繁、成灾快、破坏力强等特点，常在瞬间就能淹没农田村庄、冲毁道路桥梁等建筑物，给山区的经济发展造成极大危害。另外，随着人类社会经济活动的不断加强，人们对自然资源的过度索取和对环境的持续破坏，使泥石流等地质灾害更趋严重[1-2]。因此，泥石流灾害已经成为山区防灾减灾工作中一个非常重要的方面，泥石流的研究也越来越引起人们的重视。通过前人的研究使人们从根本上对泥石流形成特征和防治方面有了基本的认识，但由于泥石流的形成是一个复杂过程，具有典型的区域性，这些研究方法的推广应用还有待深入研究。因此，对泥石流进行更深入的研究，及时实施科学有效的防治措施，有利于促进人地环境的和谐，具有重要的研究价值和理论意义[3-5]。

维西县城区地处横断山区与云贵高原衔接部位，地质地貌条件复杂，多年来泥石流地质灾害频发(表1)，被列为云南省除德钦县城外地质灾害最危险的县城。维西县城区地质灾害长期以来均以二道河泥石流最为突出，自1990年8月二道河暴发大规模泥石流灾害以后，二道河泥石流的治理就一直未间断过，造成1 606万元经济损失，至2010年治理工程实施了三次，虽然经过近20 a的治理，但泥石流灾害危险并没有根除，依然威胁着沟口两岸居民、单位共计2 970人，潜在经济损失59 476万元。

表1　维西县二道河泥石流灾害成灾典型事例表

1泥石流区地质背景

二道河流域在行政区划上属于迪庆州维西县，属于澜沧江水系，地处横断山区，地形起伏较大，流域最高点高程3 584 m，最低点高程2 160 m，相对高差1 424 m，平均纵坡167.5%；流域内出露的地层岩性主要为第四系、第三系、三叠系、二叠系的千枚岩、片岩、片麻岩为主，岩石破碎，裂隙发育，力学强度低，风化强烈[6](图1)。

图1　二道河流域概况图

2二道河泥石流治理历史

二道河泥石流前后共进行了三次治理，前两次工程设计全部完成，工程起到了明显的防灾减灾效果，拦蓄了大量固体物质，稳定了局部沟岸、沟床，但未能有效稳固物源，坝淤满后泥石流仍然直泻而下。第三次治理从2005年开始，共设计拦沙坝7座(即4#、5#、7#、8#、9#、10#、11#拦渣坝)、固床坝1座、抗滑挡墙42 m(县一中岸边滑坡)、护岸墙180 m(县城区河堤)，但原计划的部分治理工程由于资金等原因未能实施，其中4#拦渣坝在施工过程中遭遇泥石流暴发，施工未完成就被冲毁，至今未完成；5#拦渣坝由于消能池损毁，坝底悬空，存在倒塌的危险，于2014年10月进行修复；7#拦渣坝未实施，8#拦渣坝已完全淹没，11#拦渣坝坝底悬空，存在倒塌的危险；其余工程运行正常，拦渣坝已全部淤满。

3已有治理工程效果分析

前期已建工程起到了明显的防灾减灾效果，拦挡工程拦蓄了大量固体物质，并稳定了局部沟岸、沟床；排导槽工程较好地引流了泥石流，有效缓解了二道河泥石流成灾程度，但物源区的滑坡、坍塌未能得到有效控制，泥石流灾害依然存在。随着经济的发展，下游河段自维西一中至永春河口两侧河岸及永春河河口对岸已大部布满建筑，泥石流危害对象进一步增加，泥石流风险也在增大。

经过对二道河泥石流流域内的主要固体物源(滑坡、崩塌、沟岸坍塌)、泥石流汇水条件、流通条件及堆积情况等进行了现场调查了解。同时，对已实施防治工程的现状、防治效果进行了详细调查。调查分析认为，泥石流灾害根源主要为上游片俄底滑坡及沟岸坍塌群，上游河段河道不断侵蚀下切，滑坡、沟岸坍塌规模不断扩大，为泥石流提供源源不断的固体物源；近两年暴发的泥石流松散物质基本全部堆积于2010至2011年新建的拦渣坝内，对泥石流起缓冲、拦截作用，治理效果良好。

4已有治理工程存在的问题

(1) 从沟床内分布的松散固体物源分布和发展变化以及泥石流活动情况看，目前在中下游河段已施工的拦挡工程已经全部淤满失效，远不能控制住泥石流的危害，下次泥石流暴发将直接冲至下游沟口地带，目前沟谷内存在的拦沙坝、谷坊坝和固床坝等已十分密集，中下游河段沟床纵坡已经较为平缓，可增设拦沙坝或谷坊坝的位置已不多。

(2) 二道河历史上设置修建的拦沙坝工程已将河床高程大幅抬高，尤其在水厂厂区南东段。二道河两侧分水岭十分单薄，若再建拦沙坝抬高河床，存在大规模泥石流暴发时造成改道冲向其它沟谷的风险。

(3) 二道河上游河段沟岸坍塌滑坡、源头的片俄底滑坡区及后部地层由于受望香台断裂(F2断层)影响，岩体十分破碎，沟道下切速度较快，残积层厚度较大，滑坡、崩塌范围向后牵引式发展十分快，固体物源储量巨大。若不从源头控制，单从沟谷内拦挡达不到消除灾害隐患的目的。

(4) 二道河入永春河处与永春河呈正交，永春河在此段纵坡平缓，泥石流淤积物难以排走，很容易造成永春河堵塞引发洪水漫堤造成更大范围灾害。

(5) 二道河泥石流经过20余年的防治，防治工程起到良好的防灾减灾的效果，但由于部分工程年久失修，存在损毁。目前河道内前期修建的拦渣坝共13座(不含副坝及已淹没坝)，分布于中下游河道内，其中有4座完好，其余多数表现为坝顶溢水口磨蚀严重(图2)，部分坝体坝肩漏水、坝基露底(图3)，需修复或在下游适当位置重建；下游河道排导槽(肋坎槽)内肋砍槽磨损严重，均侵蚀到底部，严重影响排导槽边墙的稳定，须修复或进行铺底处理。

图2　LB11溢水口及副坝损毁

图3　消能池露底的拦渣坝

5改进治理措施

对二道河泥石流的治理，应该考虑到二道河泥石流最大固体物源——片俄底滑坡。以往治理工程均将重点放在沟床内拦挡，但泥石流固体物源量大，坝建成后均在1～3 a内淤满，有的甚至全埋。因此，对二道河泥石流的治理应该从控制物源着手，对源头处特大型滑坡进行控制；其次在原有停淤场处考虑停淤场完善，建采砂场采砂消耗下泄砂、石，中下游有建坝条件的地段增加拦挡工程。

5.1片俄底滑坡治理工程

片俄底滑坡为二道河泥石流首要松散固体物源，滑体及滑坡前缘堆积物是泥石流最主要物源，总量达267.94×104m3，阻止这些物源下泄是首要考虑的治理措施。勘察发现，经过2 a的冲蚀，片俄底滑坡前缘沟口河道加深约5 m，沟底滑坡堆积体坍塌加剧。为控制沟床侵蚀、稳固岸坡考虑，设计4道拦渣坝到达控制沟床侵蚀、稳固岸坡，遏制滑坡发展。

5.1.1桩板式拦渣坝

滑坡H33-3、H33-4滑块剪出口下方槽谷内布置2道桩板式拦渣坝，即拟建1#、2#坝设计抗滑桩A、B两种型号。A型抗滑桩规格2.0 m×2.5 m，桩长28～33 m，共27颗；B型抗滑桩规格1.5 m×2.0 m，桩长16～26 m，共23棵。 A型、B型桩设计桩身砼强度C30，配筋见抗滑桩钢筋结构图(图4)，设计锁口、护壁砼强度C20，桩间设挡土板，挡土板底部设M7.5浆砌Mu30块石垫层，规格长×宽×厚为：4.5 m×0.5 m×0.5 m。坝体溢流口下方15 m×15 m范围内采用干块石堆砌，起护坝作用，收集槽谷内块石和抗滑桩基础开挖出的块石作为原料即可。

图4　A型抗滑桩布置平面图

5.1.2重力式拦渣坝

布设于滑坡堆积体前缘近“葫芦口”处，该处沟道狭窄，岸坡陡峻，沟底及岸坡基岩出露，上游为沟道内滑坡松散堆积体，在该处建两座重力式拦渣坝，以稳固沟床，遏制河床侵蚀，达到稳固沟床内滑坡松散堆积体和稳固两岸岸坡。两座坝(3#、4#坝)设计坝高15 m，顶宽3 m，坝体采用砼强度C20混凝土浇筑，坝下10 m处设副坝。

5.2上游沟岸坍塌群治理工程

通过调查发现，沟道较2 a前有所加深，沟岸坍塌加剧，成为二道河泥石流的次物源区。为最上游拦渣坝(LB12)至片俄大底滑坡下游跌水坎河段，根据该段河道地质灾害发育情况及工程地质特征，该段河道治理的主要目标为稳固沟床，阻止沟道下切，其次通过抬升河床反压两岸坍塌、滑坡坡脚，使两岸坍塌逐步稳定，等到植被自然恢复即可达到稳固沟床岸坡的目的。主要工程布置为在沟道内布置高8～10 m的拦砂坝5座，设计的5#～9#坝，坝体采用砼强度C20混凝土浇筑，主坝下游10 m处设副坝，河道较宽处设消能池。

5.3上游左岸支沟防治工程措施

上游左岸支沟沟口地带沟床，阻止沟床侵蚀，同时稳固上游沟岸，在支沟口上游约100 m和250 m处设置两道谷坊坝，即拟建14#、15#谷坊坝，坝体采用混凝土强度C20混凝土浇筑。

5.4中下游河道防治工程设计

5.4.1拦挡工程

中下游河道内松散堆积物丰富，河道侵蚀强烈，为稳固沟床，同时拦蓄一定量的泥石流物质，使泥石流有所缓冲，在LB9拦渣坝至LB11拦渣坝之间建2座拦渣坝，即拟建10#、11#坝，坝体采用砼强度C20混凝土浇筑，10#坝坝下10 m处设副坝，11#坝坝下10 m处设消能池。

5.4.2前期设计未实施工程补建

在未能实施的7#坝位置上游河道至LB9(原设计5#坝)内泥石流松散堆积物较丰富，河漫滩高出河道约3～4 m，为稳固河道内松散堆积体，须补建该道拦渣坝，设计12#拦渣坝，设计坝高8 m，顶宽2 m，坝体采用砼强度C20混凝土浇筑，坝下10 m处设消能池。

5.5下游防治工程设计

5.5.1下游排导槽空缺段补建

原二道河设计排导槽时在兴维大桥下方排导槽拐弯段留下一段长约60 m的缓冲带，设计在该段临时停淤、清淤，以缓解下游清淤压力。现在由于上游拦渣坝的修建，下游淤积有所缓解，需把该段排导槽修补上。

5.5.2损毁拦渣坝修补

二道河泥石流经过20余年的防治，防治工程起到良好的防灾减灾的效果，但由于部分工程年久失修，存在损毁。目前河道内前期实施拦渣坝共13座(不含副坝及已淹没坝)，分布于中下游河道内，其中有4座完好，其余多数表现为坝顶溢水口磨蚀严重，部分坝体坝肩漏水，需修复或在下游适当位置重建。较为严重的是LB9坝(2010年施工图设计中的5#坝)，坝底临空，消能池失效，水从消能池底部通过，须修复或重建副坝消能池，确保拦渣坝安全。

(1) LB1拦渣坝修复

LB1拦渣坝位于维西一中下方河段，拦渣坝设主坝和副坝，目前主坝副坝均已露底，存在倒塌的风险，一旦倒塌，坝内存储的松散堆积物顺沟而下，给下游排导槽造成堵塞。同时，由于沟道侵蚀加深，影响上游拦渣坝的稳定，须进行修补处理。处理措施为在下游距离副坝20 m的位置新建一道拦渣坝，使其淹埋副坝, 回淤到主坝坝脚，从而达到稳固拦渣坝。设计拟建13#拦渣坝，坝体采用砼强度C20混凝土浇筑。

(2) 排导槽铺底

维西一中下游至入永春河口段已修建排导槽，由于年久失修，磨损严重，其间修建的肋坎槽多数已经冲毁，不能起到继续固床作用，局部地段河水侵蚀到排导槽边墙基础。考虑到工程运行的长久性，故对已建排导槽河段进行铺底处理。工程布置从一中下游已建排导槽段开始至入永春河口，全长1 640 m，底部采用MU30浆砌片石铺底，厚60 cm，表层采用MU60条石镶面，厚30 cm，从两侧以1∶4向中间放坡，见图5、图6。

图5排导槽纵剖面图(mm)

图6排导槽横剖面图(mm)

5.6停淤场工程

为确保永春河不受二道河泥石流影响，在维西一中上游河段已建拦渣坝LB6、LB5(2010年设计中的9#、10#拦渣坝)两处及沟口设3个停淤场，依托拦渣坝库容进行清淤，每年雨季前将场内淤积物清除，保证泥石流暴发时有足够的接纳空间。

5.6.1已建拦渣坝LB6停淤场(1#停淤场)

依托已建拦渣坝LB6库容建停淤场，面积1.04×104m2，库容2.96×104m3，须清淤量3.67×104m3。设计开挖底界纵坡和回淤为4°，入口段开挖纵坡按1∶5放坡，边界设界桩，开挖边坡离界桩1 m，离沟床岸坡至少5 m，按1∶1放坡，从两侧向河道中心以1∶20放坡开挖，下游离拦渣坝LB6坝顶10 m，开挖按1∶1放坡。边界拐点设界桩，界桩长1.5 m，入土1.0 m，底部设清淤标志桩，桩长1.0 m，全部埋入地下，仅桩顶出露地表，清淤深度不得超过桩顶。

5.6.2已建拦渣坝LB5停淤场(2#停淤场)

依托已建拦渣坝LB6库容建停淤场，面积1.92×104m2，库容6.17×104m3，须清淤量6.24×104m3。设计开挖底界纵坡和回淤为4°，入口段开挖纵坡按1∶5放坡，边界设界桩，开挖边坡离界桩1 m，离沟床岸坡至少5 m，按1∶1放坡，从两侧向河道中心以1∶20放坡开挖，下游离拦渣坝LB6坝顶10 m，开挖按1∶1放坡。边界拐点设界桩，界桩长1.5 m，入土1.0 m，底部设清淤标志桩，桩长1.0 m，全部埋入地下，仅桩顶出露地表，清淤深度不得超过桩顶。

5.6.3入永春河口停淤场

位于二道河入永春河口处，由于受已建工程限制，停淤场范围较小，库容量小，仅作为1#、2#停淤场淤满情况下的补充应急之需。设计面积0.33×104m2，库容0.48×104m3。上游边界离滨河路二道河桥2.0 m，下游以永春河左岸为界，两岸以二道河桥为界。前缘设挡墙，墙高3.0 m，两岸设边墙，墙4.4 m，挡墙、边墙基础设0.6 m高的墙脖，清淤时以墙脖线为底界。设计开挖底界纵坡和回淤为4°，入口段开挖纵坡按1∶5放坡，底部设清淤标志桩，桩长1.0 m，全部埋入地下，仅桩顶出露地表，清淤深度不得超过桩顶。由于污水处理厂排污管道横穿停淤场，设开挖底面在排污管顶界以上至少1.0 m，中部设标志桩。

参考文献

[1]谢修齐，魏鸿，石胜国，等．成昆铁路山坡泥石流活动危险度区划[J].中国铁道科学，1999，20(2)：42-52．

[2]刘希林.泥石流危险度判定的研究[J].灾害学，1988，3(3)：10-15.

[3]梁培金.锦屏一级水电站普斯罗沟泥石流发育特征及其对工程危险性评价[D].成都：西南交通大学，2008.

[4]贺自勇.沙坪二级水电站干河沟弃渣场稳定性评价与潜在影响预测[D].成都：成都理工大学，2011.

[5]董招胜.西藏大古水电站工程区泥石流发育特征及工程影响研究[D].成都：成都理工大学，2011.

[6]杨明，徐世光，彭淑惠.云南省维西县二道河泥石流灾害防治技术应用及研究[J].地质灾害与环境保护，2000，11(2)：163-167.

ANALYSIS EFFECTS OF PREVENT PROJECT AND IMPROVE OF ERDAO RIVER DEBRIS FLOW IN WEI

XI YANG Zai-yue1，WANG Bang-yang2

(1.School oh Tourism and Geography, Yunnan Normal University, Kunming650500,China;2.Faculty of Land Resource Engineering of Kunming University，Kunming650093,China)

Abstract:Erdao river debris flows is the most prominent geological disaster in Weixi country for long time. Since erdao river outbreak large-scale debris flows, prevention of debris flows has not stopped, but risk of debris flows has been no eliminated, still threaten safety of residents. Through to investigate the existed treatment project of debris flow, analysis effects and problems, and on this basis, put forward new prevent measures to eliminate debris flow hazards.

Key words：geological hazards;debris flow;prevent measures

作者简介：杨在月(1991-)，女，云南腾冲人，硕士研究生，主要从事边疆地理学研究。E-mail：1641473071@qq.com

中图分类号：P642.23

文献标识码：A

收稿日期：2015-12-30改回日期：2016-01-20

文章编号：1006-4362(2016)01-0022-05