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泥石流灾害防治工程勘查规范介绍葛文彬2005年8月11日泸定县磨西泥石流挤占大渡河,冲毁公路300m2005-8-11泸定县磨西泥石流主要内容前言引言1范围2规范性引用文件3术语和定义4基本规定5泥石流类型划分及危害性分级6泥石流调查7泥石流治理工程勘查附录•附录A(资料性附录)泥石流类型划分•附录B(规范性附录)暴雨强度指标R•附录C(资料性附录)泥石流沟发展阶段的识别•附录D(规范性附录)单沟泥石流危险区预测•附录E(资料性附录)泥石流调查的主要方法•附录F(资料性附录)泥石流试验方法•附录G(规范性附录)泥石流沟的数量化综合评判及易发程度等级标准•附录H(资料性附录)泥石流调查表•附录I(规范性附录)泥石流特征值的确定•附录J(规范性附录)区域性泥石流活动性调查评判本规范为行业标准•由国土资源部地质环境司提出。•由国土资源部国际合作与科技司归口管理。•由国土资源部地质环境司负责解释。制订本规范的目的•为避免或减轻泥石流灾害造成的损失,维护人民生命财产安全•统一技术标准,规范泥石流勘查工作•使防治工程经济合理、技术可行、安全可靠,实现经济和社会可持续发展的防灾减灾宗旨•贯彻国务院第394号令《地质灾害防治条例》的精神适应范围•规定了:泥石流类型划分危害性分级、泥石流灾害的调查与勘查的内容。•适用于:自然或人为因素引发的危及城镇人口集中区、大中型工矿企业、风景名胜区等公共安全的泥石流灾害勘查工作;也可适用于危及水利水电、公路、铁路等基础设施安全的泥石流灾害勘查工作。规范性引用文件•GB50007-2002建筑地基基础设计规范•GB50021-2001岩土工程勘查规范•GB/T50266-1999工程岩体试验方法标准•GB50287-1999水利水电工程地质勘查规范•GBJ27-1991铁路工程地质泥石流勘测规则•GBJ50-1990城市防洪工程设计规范术语和定义泥石流•泥石流灾害•潜在泥石流沟•泥石流勘查•泥石流防治•防灾预案泥石流•由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流。•其汇水、汇砂过程十分复杂,是各种自然和(或)人为因素综合作用的产物。05-6-1美姑县马洛村泥石流05-7-2理县通化乡铺子沟泥石流南沟泥石流弯道超高现象05-7-2理县薛城南沟泥石流挤占、抬高河床、雍水05-7-19沐川县废碴泥石流(7死9伤)03-6-28丹巴县岳扎乡泥石流泥石流灾害•指对人民生命财产造成损失或构成危害的灾害性泥石流;•泥石流如不造成损失或不构成危害,则只是一种自然地质作用和现象。潜在泥石流沟•经调查无近期泥石流活动史•但存在可能暴发泥石流部分条件的沟谷泥石流勘查•在收集已有资料的基础上进行•在活动区域进行:泥石流形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害等实地调查、综合分析与评判•采用测绘、勘探(钻探、物探等)、试(实)验等手段,结合调查确定的防治工程方案开展勘查•为对应的可行性论证阶段设计阶段施工阶段提供防治工程所需要的工程地质条件及参数泥石流防治包括:泥石流预防避让监测预警预报工程治理防灾预案•贯彻“以人为本”宗旨,在泥石流活动地区为避免和减轻泥石流危害而制定:1、监测、预警预报、避让、搬迁等预防性防灾措施,2、明确相关责任人的主动防治泥石流危害的群测群防方案。本技术要求基本规定•泥石流勘查目的和阶段划分•泥石流调查工作•可行性论证阶段泥石流勘查•设计阶段泥石流勘查•施工阶段泥石流勘查•应急治理泥石流勘查泥石流勘查目的和阶段划分•目的:查明泥石流发育的自然环境、形成条件,基本特征和危害,为防治方案的选择、防治工程的设计提供资料。•阶段划分:1、泥石流调查、2、可行性论证阶段泥石流勘查、3、设计阶段泥石流勘查、4、施工阶段泥石流勘查阶段。5、应急治理泥石流勘查(在突发或遇灾前兆过程中可采取)。调查工作•调查对象:暴发泥石流可能危及人民生命财产安全的沟谷•调查重点:形成要素和泥石流特征•通过调查与判别:1、区分泥石流沟(含潜在泥石流沟)和非泥石流沟2、确定易发程度、危害等级3、提出防治方案、建议可行性论证阶段泥石流勘查•在调查的基础上进行•对其发育的自然地理、地质环境和泥石流的形成条件进行定量勘查,•查明泥石流的特征和危害,•进一步论证泥石流工程治理方案的可行性,•提出工程治理的建议方案、地域范围。设计阶段泥石流勘查•初步设计阶段:1结合可行性论证阶段优化的治理方案进行2围绕采用的工程措施、工程设计所需的泥石流参数、工程地质条件进行进一步勘查3论证和比选工程治理方案,提出措施建议。•施工图设计阶段:1、对初设阶段勘查遗留的问题和设计中需增补的参数进行补充勘查,2、重点是工程建设地段的工程地质详勘。施工阶段泥石流勘查•在工程实施过程中进行•按施工揭示的地质信息对勘查资料加以综合,补充、修正和完善•为变更设计进行补充勘查。应急治理泥石流勘查应用前提:发现泥石流前兆泥石流发生过程中泥石流发生后急需消除或减轻泥石流危害尽快恢复生产、生活秩序时特点:围绕应急治理工程开展、针对性很强、非常规的勘查工作泥石流类型划分•按水源成因及物源成因•按集水区地貌特征•按暴发频率•按泥石流物质组成•按流体性质•按泥石流一次性暴发规模按水源和物源成因分类•按水源划分按物源划分泥石流类型特征泥石流类型特征暴雨泥石流泥石流一般在充分的前期降雨和当场暴雨激发作用下形成,激发雨量和雨强因不同沟谷而异。火山泥石流坡面侵蚀型泥石流坡面侵蚀、冲沟侵蚀和浅层坍滑提供泥石流形成的主要土体。固体物质多集中于沟道干,在一定水分条件下形成泥石流。冰川泥石流冰雪融水冲蚀沟床,侵蚀岸坡而引发泥石流。有时也有降雨的共同作用。属冰川泥石流。崩滑型泥石流固体物质主要由滑坡崩塌等重力侵蚀提供,也有滑坡直接转化为泥石流者。形成泥石流的固体物质主要是冰碛物。形成泥石流的固体物质主要是火山碎屑堆积物。溃决泥石流由于水流冲刷、地震、堤坝自身不稳定性引起的各种拦水堤坝溃决和形成堰塞湖的滑坡坝、终碛堤溃决,造成突发性高强度洪水冲蚀而引发泥石流。弃渣泥石流形成泥石流的松散固体物质主要由开渠、筑路、矿山开挖的弃渣提供,是一种典型的人为泥石流。按集水区地貌特征分类•坡面型泥石流沟谷型泥石流1、无恒定地域与明显沟槽,只有活动周界。轮廓呈保龄球形。2、限于30°以上斜面,下伏基岩或不透水层浅,物源以地表覆盖层为主,活动规模小,破坏机制更接近于坍滑。3、发生时、空不易识别,成灾规模及损失范围小。4、坡面土体失稳,主要是有压地下水作用和后续强暴雨诱发。暴雨过程中的狂风可能造成林、灌木拔起、倾倒,使坡面局部破坏。5、总量小,重现期长,无后续性,无重复性。6、在同一斜坡面上可以多处发生,呈梳状排列,顶缘距山脊线有一定范围。7、可知性低、防范难。1、以流域为周界,受一定的沟谷制约。形成、堆积和流通区较明显。轮廓呈哑铃形。2、以沟槽为中心,物源区松散堆积体分布在沟槽两岸及河床上,崩塌滑坡、沟蚀作用强烈,活动规模大,由洪水、泥沙两种汇流形成,更接近于洪水。3、发生时空有一定规律性,可识别,成灾规模及损失范围大。4、主要是暴雨对松散物源的冲蚀作用和汇流水体的冲蚀作用。5、总量大,重现期短,有后续性,能重复发生。6、构造作用明显,同一地区多呈带状或片状分布,列入流域防灾整治范围。7、有一定的可知性,可防范。按暴发频率分•高频泥石流(一年多次至5年1次)•中频泥石流(1次/5年~20年)•低频泥石流(1次/20年~50年)•极低频泥石流(1次/50年)。按物质组成分类指标泥流型泥石型水石(沙)型重度≥1.60t/m3≥1.30t/m3≥1.30t/m3物质组成粉沙、粘粒为主,粒度均匀,98%2.0mm可含粘、粉、沙、砾、卵、漂各级粒度,很不均匀粉沙、粘粒含量极少,多为2.0mm各级粒度,粒度很不均匀(水沙流较均匀)流体属性多为非牛顿体,有粘性,粘度0.3~0.15Pa∙s多为非牛顿体,少部分也可以是牛顿体。有粘性的,也有无粘性的。为牛顿体,无粘性残留表观有浓泥浆残留表面不干净,表面有泥浆残留表面较干净,无泥浆残留沟槽坡度较缓较陡(10%=5.71o)较陡(10%)分布地域多集中分布在黄土及火山灰地区。广见于各类地质体及堆积体中。多见于火成岩及碳酸盐岩地区。按流体性质分类性质稀性泥石流粘性泥石流•流体的组成及特性浆体是由不含或少含粘性物质组成,粘度值0.3Pa.S,不形成网格结构,不会产生屈伏应力,为牛顿体。浆体是由富含粘性物质(粘土、0.01mm的粉砂)组成,粘度值0.3Pa.S,形成网格结构,产生屈伏应力,为非牛顿体。非浆体部份的组成非浆体部份的粗颗粒物质由大小石块、砾石、粗砂及少量粉砂粘土组成。非浆体部份的粗颗粒物质由0.01mm粉砂、砾石、块石等固体物质组成。流动状态紊动强烈,固液两相作不等速运动,有垂直交换,有股流和散流现象,泥石流体中固体物质易出、易纳,表现为冲、淤变化大。无泥浆残留现象。呈伪一相层状流,有时呈整体运动,无垂直交换,浆体浓稠,浮托力大,流体具有明显的辅床减阻作用和阵性运动,流体直进性强,弯道爬高明显,浆体与石块掺混好,石块无易出、易纳特性,沿程冲、淤变化小,由于粘附性能好,沿流程有残留物。堆积特征堆积物有一定分选性,平面上呈龙头状堆积和侧堤式条带状堆积,沉积物以粗粒物质为主,在弯道处可见典型的泥石流凹岸淤、凸岸冲的现象,泥石流过后即可通行。呈无分选泥砾混杂堆积,平面上呈舌状,仍能保留流动时的结构特征,沉积物内部无明显层理,但剖面上可明显分辨不同场次泥石流的沉积层面,沉积物内部有气泡,某些河段可见泥球,沉积物渗水性弱,泥石流过后易干涸。容重1.30tf/m3~1.60tf/m31.60tf/m3~2.30tf/m3按一次暴发规模分类分类指标特大型大型中型小型一次堆积总量(104m3)10010~1001~101泥石流洪峰量(m3/s)200100~20050~10050泥石流危险性分级在单沟泥石流活动性定性分级的基础上,结合灾情、险情,对泥石流危险性进行划分。1、已发生泥石流,调查灾情并结合单沟泥石流危险性分级、危险区的划定,确定险情。2、对未发生泥石流,调查单沟泥石流危险性分级、划定危险区,确定险情。泥石流危险性分级单沟泥石流活动性分级表泥石流活动特点灾情预测活动性分级能够发生小规模和低频率泥石流或山洪致灾轻微,不会造成重大灾害和严重危害低能够间歇性发生中等规模的泥石流,较易由工程治理所控制致灾轻微,较少造成重大灾害和严重危害中能够发生大规模的高、中、低频率的泥石流致灾较重,可造成大、中型灾害和严重危害高能够发生巨大规模的特高、高、中、低频率的泥石流致灾严重,来势凶猛,冲击破坏力大,可造成特大灾难和严重危害极高根据泥石流灾害一次造成的死亡人数或直接经济损失(灾情)危害性灾度等级*特大型大型中型小型表死亡人数(人)3030~1010~33直接经济损失(万元)10001000~500500~100100灾度的两项指标不在一个级次时,按从高原则确定灾度等级。潜在危险性分级表潜在危险性等级特大型大型中型小型直接威胁人数(人)1000500~1000100~500100直接经济损失(万元)1000010000~50005000~10001000潜在危险性等级的两项指标不在一个级次时,按从高原则确定灾度等级。区域泥石流活动性和危险区的划分•应充分利用GIS技术,调查影响区域泥石流活动性的相关因子,并将其集成综合分析,作为区域泥石流活动性和危险区划分的依据(参见相关文献),并评价其危害性。泥石流调查工作内容:资料收集自然地理调查地质调查人为活动调查冰川泥石流调查活动性、险情、灾情调查调查报告编写资料收集调查区的气象水文地形地貌、地层岩性、地质构造、地震活动、泥石流发生的历史记录、前人调查研究成果、已有勘查资料和泥石流防治工程文件、与泥石流有关的人类工程活动等资料,自然地理调查地形要素:量测流域形状、流域面积、主沟长度、沟床比降、流域高差、谷坡坡度、沟谷纵横断面形状、水系结构和沟谷密度等。气
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