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川藏公路朗嘎村冲沟型泥石流形成演化机制与防治模式

2023-01-13宋亚兵胡桂胜倪化勇

关键词:冲沟汇流坡面

宋亚兵, 贺 拿, 胡桂胜, 王 涛, 倪化勇

(1.河南理工大学 土木工程学院,河南 焦作 454000;2.中国科学院 水利部 成都山地灾害与环境研究所,中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,成都 610041;3.机械工业勘察设计研究院有限公司,西安 710043;4.高原科学与可持续发展研究院,西宁 810016;5.中国地质调查局 探矿工艺研究所,成都 611734)

泥石流是沿自然坡面或压力坡流动的松散土体与水、气的混合体,常发生在山区小流域,是一种包含大量泥沙石块和巨砾的固液气三相流体,呈黏性层流或稀性紊流等运动状态[1]。在小流域内,滑坡和泥石流通常相伴而生、互为因果,具有强烈的冲击、破坏作用[2]。泥石流作为一种山区特有的具有重大危害的地质灾害现象,严重威胁着山区道路的修建及运营维护[3-6]。中国的泥石流主要发育在喜马拉雅山、念青唐古拉山、横断山、天山和祁连山等山脉的地质构造活动强烈地带,制约着区域内G318、G317、G214和G30等多条交通要道的正常运营[7]。以川藏公路(G317、G318)和天山公路为例,据统计,川藏公路沿线共有泥石流沟1 036条,坡面泥石流700余处,截至1993年,全线共发生泥石流1 300次,中断行车1 500余天,34条泥石流沟造成多次桥梁损毁,48座永久性桥梁中已有17座被毁,200多座涵洞被冲毁或堵塞,占总数的70%[8-10];天山公路是连接南北疆的交通运输线,长期遭受坡面型泥石流病害,年均中断交通15~30天[11]。由此可见,公路沿线泥石流灾害研究对于公路建设和正常运营的重要性不言而喻。

冲沟泥石流是介于沟谷泥石流和坡面泥石流之间的一种灾害性地貌过程,主要发生于斜坡上的纹沟或切沟等处于幼年期的侵蚀沟内,水系发育不完整,多无支沟,汇水区不明显,有的流域周界不明显,流域面积较小,多呈长条形,侵蚀沟深度一般不超过数米,纵比降大,沟床比降与山坡坡度接近,沟源一般距离斜坡顶部山脊线具有一定距离,因流域地貌和侵蚀特征不同于沟道与坡面,其启动机理也存在差异[12]。倪化勇[13]通过人工降雨与泥石流启动模拟实验研究了强降雨条件下冲沟泥石流形成机理及其与降雨的响应。甘建军等[14]以原位监测数据作为模型,开展了流槽试验,对冲沟泥石流演化过程进行模拟。R.M.Iverson[15]用库伦混合流方程描述了滑坡直接转化泥石流的全过程。冯自立等[16]总结了国内外滑坡转化为泥石流机理的研究,认为关于滑坡转化为沟谷型泥石流的条件、机制和预测预报模型研究是今后研究的重点。诚然,国内外学者对该类崩滑型冲沟泥石流进行了大量研究,但是考虑冲沟坡面凹槽土体汇流对坡体稳定性影响的研究较少。冲沟泥石流的坡度大,导致强降雨情况下短时间内易形成较大的汇流,冲沟汇流不仅对坡体具有强烈的冲刷作用(拖拽力),其水体自重还影响土体的稳定性,故对冲沟泥石流启动机理的研究应考虑汇流自重。

本文以尼洋河流域G318沿线的朗嘎村沟崩滑型冲沟泥石流为例,分析其运动特征与形成演化机制,考虑凹槽土体汇流对斜坡稳定性的影响,并提出崩滑型冲沟泥石流的灾害防治对策,为川藏公路及其他山区道路沿线崩滑型冲沟泥石流灾害防治提供理论和技术支撑。

1 研究区概况

研究区位于西藏自治区林芝市工布江达县境内,东侧为横断山脉,西侧为念青唐古拉山,南侧为喜马拉雅山脉,地势西高东低,呈高山峡谷地貌,平均海拔高度3.6 km。该区域地处拉萨-波密褶皱带,为东西向构造体系,即帕米尔-喜马拉雅“夕”字形构造东翼,其构造特征是一系列近东西方向的断裂和褶皱,构造单元属于冈底斯-腾冲微陆地块,新构造运动下呈现强烈的垂直隆升和块体的水平滑动[17-18]。在此复杂的地质活动和构造下,区域地震活动较为强烈,位于藏中地震带,地震峰值加速度为0.15g(g=9.8 m/s2),地震动反应谱特征周期为0.45 s,潜在震源的震级上限为6.5。该流域地表为第四纪残坡积层,主要为风化作用下的坡积黏土,含大量碎石,坡面生长着大量的高寒灌木丛;下伏基岩以断层为界,分为下二叠统-上石炭统的来姑组和下石炭统的诺错组,岩性均为灰色和灰黑色绢云板岩、千枚岩、变质石英砂岩(图1)。此外,来姑组还含有含砾板岩、夹变质石英质砂砾岩、变质含砾砂岩和大理岩等。

图1 朗嘎村沟区域位置及地质构造简图Fig.1 Location and geological structures of the Langga Village gully

朗嘎村沟位于尼洋河流域,因地质构造形成的特殊地形地貌,使得该流域受印度洋暖湿气候和大陆性干冷季风气候共同作用,形成了高原温带半湿润气候,雨量充沛。流域内极端最高气温为30.5℃,极端最低气温为-18.7℃,年平均气温为7.6℃[19],气温随着海拔升高而降低,具有明显的季节性变化。流域内多年平均降雨为658 mm,主要集中在夏秋汛期6-9月份,占年降雨量的78.4%[19],具有降雨量大、雨强小、季节性差异明显等特点。

朗嘎沟泥石流发育于坡面侵蚀冲沟,流域面积较小,为0.94 km2,沟源距山脊线453 m,沟床较浅,水系发育不完整,后端凹槽土体汇流,形状为长条形,沟床比降同山体坡度相似,平均坡度约34°,沟源和岸坡均有崩滑物源,经分析,将朗嘎沟定义为崩滑型冲沟泥石流。按其地形地貌和沟床比降可将流域划分为形成区、流通区和堆积区(图2)。形成区位于沟口上游716 m处以上段,面积约为0.49 km2,纵坡比降为775‰,坡度为42°,植被较为发育,地表为第四纪风化作用形成的残坡积物,覆盖较厚。后端凹槽汇水位于形成区,面积为0.13 km2,陡峭的地形和后端汇流为泥石流启动提供了水动力条件。流通区位于沟口至沟口上游716 m以内,沟道是泥石流物源补给的重要通道,纵比降为612‰,坡度为37°,面积约为0.31 km2,沟道较宽,泥石流具有明显的漫流改道和堆积痕迹,为泥石流提供了较大的动力条件和固体物源。堆积区位于沟口以下段,为一个较为完整的偏向下游的扇面,扩散角为94°,扇径为323 m,面积为0.15 km2,无固定沟道,土层覆盖较厚,植被生长茂盛。

图2 朗嘎村沟泥石流分区Fig.2 Debris flow division in Langga Village gully

2 泥石流运动参数

朗嘎村沟于2020年8月10日爆发泥石流,淤埋G318道路约53 m,淤埋最大厚度约1.1 m,淤埋平均厚度约0.7 m(图3)。现场勘查表明,本次泥石流具有较大冲击势能,改变了扇面原有泥石流沟道并在扇面上形成了两条泥石流沟道;堆积扇上丰富的植被减缓了泥石流的冲击力,泥石流全部冲入G318道路;G318道路下方的林拉公路因修建了明洞、排导和拦挡工程,未造成危害。结合现场勘查,暴雨是朗嘎村沟冲沟泥石流形成的主要因素。在无实测流量资料情况下,暴雨是推算设计洪峰流量和泥石流流量的最基本依据。由暴雨引发的泥石流,假设暴雨洪峰流量均转化为泥石流,计算暴雨情况下泥石流峰值流量、最大冲起高度和冲击力,为防治工程设计提供依据。

图3 朗嘎村沟泥石流堆积体Fig.3 Debris flow fan in Langga Village gully

2.1 泥石流容重

在泥石流堆积扇处取样,采用颗粒筛分试验和马尔文试验,分析泥石流的物质组成、颗粒级配及黏粒含量。颗粒级配曲线显示:样品颗粒直径范围较大,但呈台阶形,说明缺乏某一粒径的土颗粒,级配不连续,该土样为级配不良土(图4)。通过采用基于黏土颗粒含量的泥石流容重计算公式和粗颗粒含量的泥石流容重计算公式确定泥石流容重[20]。

图4 颗粒筛分曲线Fig.4 Particle screening curve

基于泥石流堆积体的黏土颗粒含量的泥石流容重计算公式为

γc=-1.32×103w7-5.13×102w6+

8.91×102w5-55w4+36.4w3-

67w2+12.5w+1.55

(1)

式中:γc为泥石流容重;w为黏粒质量占粒径<60 mm颗粒质量的百分比(质量分数)。

基于泥石流堆积体的颗粒粗细质量含量的泥石流容重计算公式为

γc=(0.175+0.743w2)(ρs-1)+1

(2)

式中:w2为直径>2 mm颗粒的质量分数;ρs为粗颗粒的相对密度,一般取2.7 kg/m3。

经计算,泥石流堆积体基于黏粒含量的容重为1.81 kg/m3,基于粗颗粒质量含量公式的容重计算结果为2.10 kg/m3,两者取平均值为1.95 kg/m3,故本次泥石流为黏性泥石流。

2.2 流速与流量

泥石流堆积物全部堆积在G318公路上,沟道内冲刷痕迹明显。选取扇面沟道典型泥痕断面,计算断面处泥石流的流速和流量。

结合泥石流容重和沟床坡度不完全相似理论,采用达西-韦斯巴赫阻力系数的流速估算公式(泥石流固体颗粒体积分数需大于0.19)计算典型断面处泥石流的流速[21]。

(3)

式中:v为断面处泥石流的速度;Ic为沟床比降;Cv为泥石流固体颗粒的体积分数;g为重力加速度,取9.8 m/s2;h为泥石流的泥痕高度。

形态调查法是基于断面面积和流速为基础的一种流量计算方法[1],采用形态调查法计算断面处泥石流流量。

Qc=Ac×v

(4)

式中:Qc为过流断面流量;Ac为过流断面面积;

v为泥石流断面平均流速。

因泥石流堆积体全部淤埋在G318公路上,故采用直接观测测量法计算泥石流一次冲出总体积。直接测量法是通过泥石流堆积体面积和平均厚度,确定固体物质的总体积;再依据泥石流容重,估算一次泥石流流体的总体积[20]。

Vs=Sd×δd

(5)

Vs=V(γc-γw)/(ρs-γw)

(6)

式中:Vs为一次泥石流固体物质冲出总体积;Sd为堆积体平面面积,约800.3 m2;δd为泥石流平均堆积厚度,约0.7 m;V为一次泥石流总体积;γw为清水容重。

经计算,泥石流一次冲出的固体物质总体积为560.2 m3,流体总体积为1 002.5 m3。由于扇面形成了两个沟道(图5),故分别测量典型断面参数并计算断面泥石流的流速和流量,计算结果如表1所示。

表1 朗嘎村沟泥石流断面流量计算结果Table 1 Calculation results of section flow of debris flow in Langga Village gully

图5 泥石流沟道典型断面示意图Fig.5 Schematic diagram of typical section of debris flow channel(断面高度即为泥痕高度,图中长度和高度的单位为“米”)

2.3 不同频次下泥石流峰值流量

2.3.1 暴雨洪峰流量

暴雨洪峰流量计算是采用中国水利科学院水文研究所的“小流域暴雨洪峰流量计算方法”,该方法适用面积广,对于无实测水文资料条件下,有很好的参考价值[22]。推理公式法计算小流域设计洪水的公式为

QP=0.278ψAs/τn

(7)

式中:τn=f(m,s,I,L);ψ=f(μ,τn);QP表示频率为P的暴雨洪水设计流量;ψ为洪峰径流系数(可查表得到);s为单位时间内的降雨量;n为暴雨指数;A为流域面积;I为平均比降;L为沟道长度;τ为流域汇流时间;μ为入渗强度;m为汇流参数。

根据《中国暴雨统计参数图集》[23]统计的多年暴雨资料,利用线性插值获得研究区各时段的最大点雨量均值和变差系数(表2),参考中国西南山区相关参数资料,计算出不同频率不同时段的设计暴雨,利用暴雨资料计算地表产流与凹槽土体汇流,得到研究区暴雨洪水峰值流量;最后校核计算结果,采用误差较小的10~60 min的洪水峰值流量。计算结果如表3所示。

表2 研究区各时段暴雨参数Table 2 Rainstorm parameters of each period in the study area

表3 研究区不同频率下暴雨洪水流量Table 3 Rainstorm flood flow at different frequencies in the study area

2.3.2 泥石流峰值流量

雨洪法是目前计算暴雨泥石流峰值流量的基本方法。该方法是泥石流与暴雨同频率且同步发生,并且假设暴雨洪水峰值流量全部转化为泥石流的前提下建立的泥石流峰值流量的计算方法[20]。该方法的计算步骤是先按水文方法计算出不同频率下小流域的暴雨洪峰流量,考虑沟道的堵塞情况,选用堵塞系数[20],按下式计算泥石流峰值流量,计算结果如表4所示。

Qc=(1+φ)QPDc

(8)

φ=(γc-γw)/(ρs-γc)

(9)

式中:Qc表示频率为P的泥石流峰值流量;φ为泥石流泥沙修正系数;Dc为泥石流堵塞系数。

表4 研究区不同频率下泥石流峰值流量Table 4 Peak flow of rainstorm debris flow at different frequencies in the study area

2.4 泥石流最大冲起高度

泥石流最大冲起高度是防治工程设计的重要依据,无实测泥痕资料下,采用公式(10)计算泥石流最大冲起高度[20]

Δhc=v2/(2g)

(10)

采用已测量计算的泥石流典型断面流速,经计算得到泥石流最大冲起高度为2.08 m。

2.5 泥石流冲击力

泥石流冲击力是设计防治工程强度的重要依据,主要包含了泥石流整体的冲击压力和块石的冲击力。采用原铁道部第二勘察设计院推荐的成昆、东川两线的经验公式计算泥石流整体冲击压力和块石对墩的冲击力公式计算大块石的冲击力[20]。

p=λv2sinθ·γc/g

(11)

(12)

式中:p为泥石流整体冲击压力;λ为建筑物形状系数,圆形建筑物取1.0,矩形建筑物取1.33,方形建筑物取1.47;θ为建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角;F为块石的冲击力;r为动能折减系数,取0.3;W为石块重量;c1、c2为石块、桥墩的弹性变形系数,两者之和为0.005 m/kN。

经计算,假设防治工程为矩形建筑且泥石流冲压力方向与建筑物受力面垂直,野外测得此次泥石流最大石块大小为0.9 m×0.7 m×0.8 m。经计算,泥石流整体冲击压力为 10 839.8 Pa,块石的冲击力为 3 135.6 kN。

3 朗嘎村沟泥石流启动机理与形成演化过程

3.1 泥石流形成条件

朗嘎村泥石流沟位于G318林芝至拉萨段道路右侧,流域面积约为0.94 km2,流域内地形起伏较大,为典型的高山峡谷地貌,降雨充沛,植被覆盖率较高,土层覆盖较厚。流域内海拔高度最大为4 332 m,最小为3 216 m,相对高差1 116 m;平均沟床比降为587‰,形成区和流通区地形更为陡峭,纵比降为600‰~1000‰。形成区沟道右侧发育一条支沟,面积为0.31 km2,沟长约750 m,纵比降为700‰,于流通区汇入主沟。流域呈狭长状,形成区具有较大的面积,纵比降较大;形成区和流通区的最大比降可达到1000‰,这不仅为泥石流启动提供了充足的水源,还为泥石流启动提供了巨大的势能条件。此外,由于较陡的山坡使斜坡体处于不稳定状态,外界环境作用下易发生滑坡和崩塌等地质灾害,可为泥石流提供丰富的物源。

朗嘎村沟具有丰富的松散固体物源,主要来源为第四纪残坡积物,分布在流域坡面和沟道。坡面虽植被覆盖良好,但下伏地层来姑组和诺错组含有大量的变质岩,加之断层作用,岩体较为破碎,易发生滑坡和崩塌。根据现场勘查,泥石流的固体物质主要来源于崩滑堆积体、沟道侵蚀和岸坡侵蚀。滑坡物源位于沟口上游992 m处,面积约3 879 m2,根据模拟计算法估算崩滑体平均厚度为20.3 m[20],体积为78 743.7 m3,为朗嘎沟泥石流物质的主要来源(图6)。沟道侵蚀与岸坡侵蚀常相伴而生,沟道侵蚀主要发生在泥石流形成区和流通区,表现为泥石流对沟床的下切侵蚀。在泥石流下切侵蚀作用下,岸坡体常处于不稳定状态,沟道下切伴随着沟道拓宽,岸坡发生不同程度的崩滑,增大了泥石流的规模。

图6 朗嘎村沟纵剖面图Fig.6 Longitudinal profile of Langa gully

降雨是朗嘎村冲沟泥石流启动的激发条件。流域内降雨量较为充沛,主要集中在夏秋汛期。根据《中国暴雨统计参数图集》(2006版)[23],研究区内10 min降雨量4~8 mm,60 min降雨量为10~15 mm, 故研究区发生短历时强降雨的概率较小。根据遥感解译和现场调访,朗嘎村沟坡面植被良好,该沟至少于10年前首次爆发泥石流,推测由概率较小的强降雨导致的泥石流发生(缺乏相关降雨资料)。由于首次泥石流爆发后,斜坡表面完整性遭到破坏,地层裸露,缺少了植被的固土截流,降雨作用下,其后多年间多次爆发泥石流。

3.2 朗嘎村沟泥石流启动机理

朗嘎村沟斜坡由于较为破碎的地层和较陡的坡度,使得斜坡处于不稳定状态。斜坡剪切力由汇流对坡面的拖拽力和土体自重沿斜面分力组成,抗剪强度由黏聚力和土体摩擦力组成。强降雨情况下,坡面产流和凹槽土体汇流,冲刷坡面,易使斜坡失稳。汇流是关于降雨量和斜坡地形地貌的函数,持续降雨情况下,汇流影响着斜坡体的稳定,主要表现为:

a.汇流提供较大的拖拽力,侵蚀坡面

汇流对坡面的拖拽力受汇流水位、斜坡比降和坡面粗糙程度等三个因素控制。朗嘎村沟坡面比降不变的情况下,汇流水位越大,斜坡体所受拖拽力越大;坡体表面生长着大量的高寒灌木丛,增大了坡体表面的粗糙程度,使得斜坡体所受拖拽力增大。汇流冲刷坡面,改变了土体的应力状态,使土体更容易失稳。因此,强降雨情况下,斜坡更容易发生滑坡或泥石流。

b.汇流水位影响着土体强度

汇流水位决定着水力梯度,土体渗透压力和下渗系数是水力梯度的函数。汇流水位越大,水力梯度越大,土体的渗透压力和下渗速度增加,土体含水率增加,黏聚力和内摩擦角降低[24-25],土体抗剪强度降低,斜坡易发生剪切破坏。汇流作用下,滑坡体逐渐液化解体形成泥石流。

3.3 朗嘎村沟泥石流演化过程

朗嘎村沟泥石流是崩滑型冲沟泥石流,沟源处发生滑坡,随后土体在降雨条件下液化解体,逐渐转化为泥石流;泥石流冲刷沟道和岸坡,使得规模逐渐增大。结合朗嘎村沟泥石流现场勘查和已有研究成果[1,25],将朗嘎村沟滑坡型冲沟泥石流形成过程分为四个阶段(图7)。第一阶段为雨水入渗和地表产流,朗嘎村沟具有较陡的坡度和较大的汇水面积这一特性决定了降雨条件下坡面容易在短时间内产生大量的地表径流,冲刷坡体,雨水入渗;第二阶段为坡体失稳,汇流冲刷与雨水入渗降低了土体抗剪强度,增大了下滑力,土体于滑动面发生剪切破坏;第三阶段滑坡体液化解体形成泥石流,滑坡体在汇流的作用下孔隙水压力升高,土体液化解体,逐步转化为泥石流;第四阶段泥石流运动堆积,形成后的泥石流侵蚀沟道和岸坡,规模持续增大,淤埋G318公路。

图7 朗嘎村沟崩滑型冲沟泥石流演化过程示意图Fig.7 Schematic diagram of evolution process of gully landslide in Langga Village

此外,笔者分析了多期遥感影像,发现朗嘎村沟至少于10年前首次爆发泥石流(2010年影像十分模糊,仅能看到坡面破坏)。2013年和2014年影像为新G318修建之前朗嘎村沟流域的影像,沟床坡面凹槽土体滑坡,坡面完整性遭到破坏,但沟槽较浅,且坡面植被较为良好(图8-A、B);2015年和2018年影像为新G318和林拉高速修建之后的影像,较之前期影像,坡面侵蚀加速,植被覆盖程度降低,沟床逐渐加深(图8-C、D)。

图8 朗嘎村沟历史影像Fig.8 Historical images of Langga gully

朗嘎村沟自坡面完整性遭到破坏,细沟逐渐演变为冲沟,没有了植被的固土截流,降雨条件下坡体更容易失稳滑动,几乎每年都会爆发泥石流(调访资料),爆发规模取决于降雨强度和降雨历时,灾害发生时间与雨季同期,推测未来该沟会持续爆发泥石流,淤埋公路。

4 冲沟泥石流防治模式探讨

4.1 朗嘎村沟冲沟泥石流防治对策探讨

4.1.1 朗嘎村沟冲沟泥石流防治工程现状

朗嘎村沟泥石流的直接威胁对象为G318和林拉公路。由于G318修建较早,除护坡外未修建任何泥石流防治措施;2019年完工的林拉高速公路修建了明洞和排导槽,然而冲沟泥石流扇面改道使得林拉公路的防治措施部分失效,公路再次受到威胁(图9)。

图9 泥石流防治工程现状Fig.9 Present situation of debris flow prevention and control project

4.1.2 朗嘎村沟冲沟泥石流防治对策

朗嘎村冲沟泥石流是由自然作用引发的泥石流,堆积扇前缘为G318和林拉公路,坡体形成区和流通区均具有较大的坡度和沟床比降,坡面植被发育良好,沟源滑坡是泥石流的主要来源,沟源坡体完整性已经破坏,残坡积物裸露。结合泥石流防治的“稳拦排”理念,现对朗嘎村冲沟泥石流提出以下防治对策:

a.朗嘎村沟冲沟泥石流的物源主要来自沟源滑坡和岸坡崩塌,但由于斜坡较陡,难以采用生物措施固土稳坡,故结合工程防治措施,对崩滑区采用锚杆和柔性防护网固土过流,减少泥石流物源,防止形成泥石流。

b.由于G318和林拉公路位于堆积扇前缘,为避免泥石流淤埋公路,结合避让和排导原则,在泥石流流通区末端修建拦渣坝,同时下方修建排导槽防止泥石流改道,结合林拉公路明洞和排导槽于G318上方修建明洞和排导槽,使泥石流流向尼洋河。

4.2 线性工程冲沟泥石流防治模式探讨

4.2.1 冲沟泥石流对线性工程的危害方式

通过崩滑型冲沟泥石流的运动特征与泥石流背景环境分析,结合线性工程与泥石流流域的相对位置,提出冲沟泥石流对线性工程的5种危害方式(图10)。

图10 线性工程危害模式Fig.10 Linear engineering hazard pattern

4.2.2 冲沟泥石流防治模式探讨

崩滑型冲沟泥石流是由物源主导的泥石流,减少物源能够有效阻止泥石流的形成。首先,结合生物措施和工程措施,固土稳坡,减少物源,如植树造林和安装锚杆与防护网等;其次,流通区修建拦渣坝和格栅坝,拦截较大石块,减少泥石流的冲击势能;最后,堆积区修建排导槽,防止扇面漫流和改道。

对于线性工程(公路、铁路)而言,主要结合拦挡、排导和避让等思路设计防治工程。冲沟泥石流普遍为小规模、流速快和冲击力较大的泥石流,若线性工程位于流通区或堆积区是以桥梁方式通过,则考虑泥石流对桥墩的冲击,避免桥墩位于沟道内,同时垒砌桥墩保护工程和修建排导槽;若线性工程是以隧道下穿方式经过堆积区时,采用排导槽防止泥石流下切侵蚀和坡面漫流,减少泥石流对洞顶和洞门的影响;若线性工程位于堆积区扇面,考虑泥石流对工程的冲击和淤埋,应在流通区修建拦渣坝,拦渣坝下方修建排导槽,线性工程上方修建明洞,使得泥石流沿排导槽流过明洞,达到防治的目的。

5 结 论

本文采用遥感解译、野外调查、室内试验和模拟计算等方法研究了朗嘎村冲沟泥石流运动特征与形成机理,得出以下结论:

a.朗嘎村冲沟泥石流是后端凹槽汇水、松散软弱破碎的地层和强降雨综合作用的结果。后端凹槽汇水为泥石流提供了水动力条件,松散软弱破碎的地层为泥石流提供了物源条件,强降雨是泥石流形成的激发条件。自朗嘎村沟首次爆发泥石流破坏了坡面完整性,该沟已发展为一条降雨型小规模高频黏性泥石流沟。

b.朗嘎村沟泥石流的形成是降雨作用下,凹槽土体汇流自重增大了土体下滑力,降低了土体抗剪强度,坡体被剪切破坏发生滑坡,滑坡液化解体形成了泥石流。

c.对朗嘎村冲沟泥石流应该以工程防治为主,物源区采用锚杆和柔性防护网固土过流,采用拦渣坝、排导槽和明洞避免泥石流对公路的冲击和淤埋。

d.线性工程以不同方式通过泥石流的不同区域时,应结合现场实际与泥石流防治工程设计原则,实施相应的防治工程。

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