新疆地质灾害防治管理培训教材(8)

2018-12-20 23:11

过泥石流及能否产生泥石流,可根据下列情况进行分析判断。

(1)根据泥石流的形成条件判断

便于集水集物的地形、有丰富的松散固体物质,短时间内的大量来水,是泥石流形成的三大条件,缺一不可。中国泥石流多发生在:

a、地形条件:形成区坡陡而汇水面积小,山坡坡度一般在40°以上,坡面不稳,有大量松散物质堆积。汇水面积不足数十平方公里。据统计小于5km2的汇水面积要占50%以上。沟床纵比降大,沟的纵坡比降在形成区达30%以上,流通区达20%以上;

b、物质供给条件:形成区的地层多为片岩、千枚岩、板岩、页岩、泥岩、砂岩以及黄土等质软易风化岩层。坚硬岩层如花岗岩、片麻岩分布区产生泥石流的频率相对少;

c、水源条件:中国泥石流多由暴雨激发而成。 (2)根据沟谷形态特点判断

① 中游沟身常不对称,参差不齐,往往凹岸发生冲刷坍塌,凸岸堆积成延伸不长的“石堤”,或凸岸被冲刷凹岸堆积,但有明显的截弯取直现象;② 沟槽经常大段地被大量松散物质堵塞,构成跌水;③ 由于多次规模不同泥石流的下切和游积,沟的中下游常有多级纵向阶地,地较宽的阶地上常有垅岗状堆积物;④ 沟谷内清清流水在杂乱无章的大小石块中下切成小沟,沟床有较厚松散堆积物构成的跌水;⑤ 前述的泥石流痕迹的特点,亦可作为判断的依据。

(3)根据泥石流堆积物的特征判断

① 泥石流堆积区的典型堆积扇,一般表面垅岗突起,巨石累累,

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尤如一片波浪起伏的“石海”;② 堆积扇的轴部高耸,堆积的扇角小,呈丘状;③ 堆积扇上的沟槽不固定,常分布有垅岗状、舌状或岛状堆积物;④ 沟床内及堆积区的堆积物大小混杂,无明显的分选性的层次,无方向性,颗粒磨圆度差具较尖镜的锐角,堆积物常夹有“泥球”;⑤ 下游无堆积扇但有块石分布,块石的直径与主河及沟谷本身的水力条件不相适应,岩性又与主河床不一致,即可能为泥石流堆积物;⑥ 嵌在沟床或沟岸内的块石,上有薄泥包裹,即“泥包砾”现象。

(4)根据遥感影像判释判断(见表8.6-8和表8.6-9)

表8.6-8 泥石流沟与清水沟的区分标志 特 征 泥 石 流 沟 山坡坡面凸凹不平,支离破碎呈粗糙状,为不均匀的浅色色调。侵蚀沟谷发育,大小冲沟影像数量多。在流域山坡上可看见滑坡、坍方影象,裸露面呈灰色或白色色调、具花斑状影纹 沟床上布满了新沉积物,呈白色非均布粒状影纹。形成区为“V”形影象。流通区为直线状,宽谷影像,呈白色或灰白色色调 清 水 流 沟 山坡色调一致,地表侵蚀细沟影象不显著,冲沟少,坡面滑坡、坍塌影响极少,呈深色色调 河床以基岩裸露为主,床面固定,呈灰色色调。沉积物为较大卵石、砾石组成,呈粗糙状。中下游较开阔呈深色色调 地 貌 沟 床 形 态 植 被 地 质 流域内森林覆盖呈深色,从山顶 除流域内水动力区影象,植被茂盛到沟口的两岸均有植被影象。密林地呈深色外,其余地段两岸植被稀少呈浅区呈绒面状影纹,零星分布的呈黑色色色调 斑点影纹 断裂带、断层构造线、裂隙等均呈线形或条形、凹形影象

上述种种现象,不一定所有泥石流地区都具体,调查时应多方面综合分析判断。

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表8.6-9 泥石流沟遥感影像判释标志 发育 期 指标 发 育 初 期 流域形态呈舌状或棒状,无支沟或支沟少,沟头往往缺少集水盆地。沟床纵坡上陡下缓,下游狭窄常有堵沟现象,影像呈凸起不均匀色调。山坡植被较差,缓坡地带大多被垦植 流域内岩层较少裸露,山坡大部被各种成因的松散堆积物覆盖,影象呈浅灰色,沟谷内零星发育有坍塌、滑坡及坡面冲沟,影象呈灰白色调。黄土地区沟谷,一般有溯源侵蚀,呈灰白色细线状影像 旺 盛 期 流域形态呈葫芦状或手掌状,支沟发育、沟床纵坡陡,有裂点或堵沟现象。下游沟谷呈“V”型,急弯多,山坡大多荒秃,植被稀少呈浅色调。黄土地区沟床一般上陡下缓,坡面冲沟发育、沟坡直立 流域内岩层大多裸露,岩全破碎。山坡凹凸不平,松散堆积物多,呈浅色调。崩塌、滑坡体明显,滑坡呈较背影深的色调;崩塌体呈浅色调。坡成片蚀及冲沟发育,呈灰白色线状或网状纹形。黄土地区崩塌体呈凹凸不平浅色调;泻流土信常与背景色调截然不同,有的溯源侵蚀发育,呈灰白色网状纹形。沟坡或沟头地下水集中区呈较背景深的色调,是泥石流的潜在补给区 泥石流扇扇面新鲜,色调浅,无固定沟槽,无植被,有的扇缘向主河推进,压迫河流向对岸侧蚀或形成浅滩急流,影像呈皱纹状白色调。峡谷河段泥石流扇残痕在枯水期航片上可见白色调的浅滩。黄土地区泥石流扇往往出现漫流现象,扇面一般无人类活动迹象,多为浅色调,个别有垄岗状堆积,在影像上呈纹形深色调,略具粗糙感 间 歇 期 流域形态似瓢状或勺状,支沟多,沟床呈束放相同,纵坡陡缓相间,沟谷开阔地段呈“U”型,常发育有零星阶地呈浅灰、灰白色调。沟坡一般有植被覆盖,局部垦为耕地者呈灰白色调 地 貌 特 征 地 质 现 象 流域内古滑坡、崩塌体外形轮廓较明显,其色调与背景往往相同。沟谷松散堆积物多,因长草丛呈深色调。黄土地区滑坡,色调一般较背景深。沟谷阶地前缘受冲刷地段,常见小型坍塌,呈浅灰色影像 堆 积 特 征 泥石流扇小,且轮廓不完整,呈较背景深的锥形影像。位于峡谷河段的泥石流沟,沟口有的无泥石流扇,仅保留影像呈灰白色调的边滩。黄土地区泥石流扇一般发育较完整,扇面坡度较大 泥石流扇轮廓一般较明显,呈深色调。有的扇面已遭破坏,但有固定沟槽。峡谷河段泥石流扇扇缘大多受主河流水冲刷成顺直河岸或边滩。有的扇面有村舍或垦为耕地,一般生长灌木丛。黄土地区常见泥石流扇成串珠状迭置,呈灰白色,新形成者色调较浅 (5)泥石流扇与洪积扇的区别(见表8.6-10)

表8.6-10 泥石流扇与洪积扇的区别 类别 特征 堆 积 物 特 征 工 程 地 质 特 征 泥 石 流 扇 洪 积 扇 堆积物无分选性或分选性差,颗粒大小悬 堆积物有一定的分选性的磨圆度,从扇殊,大达几米,小为粘土颗粒。堆积物无层次,顶至扇缘颗粒由粗变细,磨圆度由差变好。还可见泥包砾和泥球 堆积物层次明显 不同液态的泥石流堆积物,其工程性质差异悬殊。粘性泥石流堆积物的工程性质差,稀性泥石流堆积物较好。同一泥石流扇上工程性质极不均匀 堆积物的工程性质较均匀,差异小 38

4、勘探与测试

(1)需要查明泥石流堆积物的组成与厚度时,可采用钻探、挖探方法,条件适合时也可采用物探。

(2)为查明泥石流堆积厚芳的钻孔,钻入基岩的深度应超过沟内最大块石直径3—5m。

(3)泥石流试验的取样工作应在调查测绘后进行,应选取流域内的代表性泥石流堆积物土样。

(4)泥石流流体密度(ρc)、固体颗粒密度(ρs)、颗粒分析试验,应在现场进行;泥石流的颗粒分析侧重做粉砂和粘土粒组含量百分数、<1mm的颗粒含量百分数、中值粒径径d50的分析;粘性泥石流要做湿陷性试验及可溶盐试验;稀性泥石流还要取固体物质补给区样颗粒分析;对比重、重度和含水量的测定无特殊要求。有关密度的测定法和计算见8.6.6节。

(5)对严重危害铁路的大规模泥石流沟应配合有关专业建立观测试验站,以获取泥石流各项特征值的定量指标。 六、泥石流地区线路、(场址)选择原 1、泥石流地区线路场址选择原则

合理地选择泥石流地区交通线路、城镇、工厂的位置,是保障交通线路、城镇、工厂安全的基本因素,应视泥石流的严重程度而定。

(1)严重泥石流地区

严重泥石流地区的公路、铁路应尽量绕避,或以隧道、明洞渡槽通过,在泥石流集中的地段进行方案比选时,应将数条泥石流沟一并

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考虑,尽先采取绕避方案。举例如下:

a、避绕方案:兰青线河口至西安段通过平安驿车站以西的大、小红沟泥石流地区的铁路线,1956年进行线路研究时,曾选择在泥石流沟群的洪积扇上通过。后经详细调查,发现其上游的东、西两支沟内有大量的坍方滑坡体堵塞沟道;了解到该地区的公路桥梁1955年由于泥石流灾害曾多次中断行车;还观测到近期发生的泥石流,一年平均可淤积0.4m左右的厚度。根据上述情况,定测时将该段线路采取两次跨越湟水的方案,以避绕该段最严重的泥石流地区,铁路通车后,情况良好。而原方案拟经过的大、小红沟则曾多次暴发泥石流,给位于该 地区的公路桥梁造成很大的危害。实践证明,这样的选择是正确的;

b、隧道方案:成昆线利子依达沟是一条古泥石流沟,目的又趋活跃。近百年来有过多次泥石流活动,曾在1885年、1934年、1958年、1967年、1978年、1981年发生过不同规模的泥石流。

该沟流域面积248km2,流域坡度十分陡峻,沟谷纵坡100%—300%,流域受地质构造影响,岩石风化破碎,属粘性泥石流。主沟两岸滑坡崩坍的岩堆60余处,形成泥石流的松散物质较为丰富。沟床中表面3m上以直径的巨石数以千计,最大者直径达8m。流域所在地区雨量充沛,暴雨集中,年降雨量一般800—1000mm,80%集中在7—9月,由于高山地形陡峻,且多在夜间发生历时短而强度大的暴雨,为泥石流提供了动力条件。

1981年7月9日凌晨,暴发了利子依达沟近百年来极为强烈的

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