瀘定至石棉高速公路沿線泥石流★

劉 彬 梁京濤 王 猛

(四川省地質(zhì)調(diào)查院，四川 成都 610081)

瀘定至石棉高速公路沿線泥石流★

劉 彬 梁京濤 王 猛

(四川省地質(zhì)調(diào)查院，四川 成都 610081)

介紹了瀘定—石棉高速公路的地質(zhì)環(huán)境背景，通過對瀘定—石棉高速公路沿線泥石流災(zāi)害的調(diào)查，指出該高速公路沿線泥石流具有溝道密集，溝道縱比降大，溝谷深切，物源豐富，爆發(fā)頻率高，危害大的特點，并分析了高速公路可能面臨的泥石流潛在威脅，提出了針對性的防治措施和今后需要注意的問題。

泥石流，高速公路，防治措施

1 沿線地質(zhì)環(huán)境背景

瀘定—石棉高速公路起于四川省甘孜藏族自治州瀘定縣，沿大渡河順流而下，至四川省雅安市石棉縣，路線全長約96 km。路線所處的大渡河地貌類型主要為深切峽谷地貌，溝谷岸坡坡度大，崩坡積堆積物豐富，主溝道縱比降大，該區(qū)域是泥石流災(zāi)害的高發(fā)區(qū)。

1.1 地質(zhì)背景

瀘定—石棉高速公路沿線地層由三疊紀(jì)、二疊紀(jì)、元古代巖漿巖和震旦系至白堊系沉積巖組成。其中三疊紀(jì)巖漿巖主要為花崗巖，二疊紀(jì)巖漿巖主要包括輝長巖、基性—超基性侵入巖，元古代巖漿巖主要為花崗巖、花崗閃長巖、閃長花崗巖、石英閃長巖等。構(gòu)造上位于中國西南著名的三大活動斷裂帶(南北向的安寧河斷裂帶，北東向的龍門山斷裂帶、北西向鮮水河斷裂帶)的交匯處，因此從瀘定—石棉大渡河兩岸斷裂發(fā)育，在斷裂帶及其兩側(cè)，巖體十分破碎，易于風(fēng)化，這也為泥石流的發(fā)育提供了大量的固體物質(zhì)。根據(jù)GB 18306—2001中國地震動參數(shù)區(qū)規(guī)圖，瀘定至石棉高速公路沿線地震動峰值加速度定為0.3g，地震反應(yīng)譜特征周期定為0.40 s。

1.2 氣象水文

從瀘定縣到石棉縣的大渡河河谷位于橫斷山脈東部，同時也是青藏高原與四川盆地的過渡地帶。該區(qū)域主要受太平洋、印度洋及青藏高原大氣環(huán)流影響，因此氣候類型是以亞熱帶季風(fēng)氣候為主的山地氣候。由于大渡河河谷切割深，兩岸岸坡陡，所以氣候垂直分帶現(xiàn)象比較明顯，在兩岸海拔3 500 m以上地帶，氣候類型為高山寒帶氣候；在海拔3 500 m～1 800 m之間則屬亞熱帶季風(fēng)氣候；在海拔低于1 800 m的大渡河河谷地帶屬于熱帶季風(fēng)氣候，是中國西南有名的干熱河谷。從瀘定至石棉段的大渡河河谷地區(qū)的年平均降雨量在1 000 mm～1 200 mm，且降雨在時間分布上極不均勻，在每年的10月～次年4月，為旱季，降雨量一般占全年總降雨量的20%；每年的5月～9月，屬于雨季，降雨量一般占到全年降雨總量的80%。在雨季還多有暴雨、陣雨出現(xiàn)，為泥石流的爆發(fā)提供了有利條件。

瀘定縣—石棉縣一線的水系為大渡河水系，大渡河在該區(qū)域的流向基本上為南北向。兩岸較大的支流有田灣河、松林河、南埡河、大沖河、彎東河等。該段大渡河河床的平均縱比降為25‰。根據(jù)石棉站資料，大渡河多年平均流量為1 218 m3/s。

1.3 地形地貌

瀘定—石棉高速公路所在的大渡河河谷地區(qū)地貌類型主要為侵蝕構(gòu)造地貌和侵蝕堆積地貌。其中侵蝕構(gòu)造地貌主要為侵蝕構(gòu)造峽谷地貌，分布于大渡河沿岸地帶，海拔2 500 m以上，分水嶺高程3 000 m～4 000 m，切割深度1 000 m～1 800 m，多為侵入巖地層，河谷多呈“V”字形。侵蝕堆積地貌主要類型為階地和河漫灘。瀘定—石棉段大渡河兩岸共發(fā)育Ⅵ級階地，但只有Ⅰ級和Ⅱ級階地保存較好，Ⅲ級以上的高級階地在局部地段有部分殘留。現(xiàn)場調(diào)查表明，Ⅰ級階地全部為堆積階地，Ⅱ級階地既有堆積階地，也有基座階地，Ⅲ級～Ⅵ級階地均為基座階地。

2 瀘定—石棉高速公路沿線泥石流特點

1)溝道密集。由于大渡河河谷在瀘定—石棉段，地質(zhì)條件較差，構(gòu)造發(fā)育，溝谷密集，切割深度大，溝內(nèi)松散固體物質(zhì)豐富，為泥石流的發(fā)育儲備了物質(zhì)條件。同時，該地區(qū)降雨極不均勻，在雨季時常有暴雨、大暴雨，所以造成沿線大多數(shù)溝谷均爆發(fā)過泥石流災(zāi)害，泥石流溝道密集發(fā)育。經(jīng)調(diào)查，從瀘定至石棉共有大小泥石流溝道52條。平均不到2條公路就有1條泥石流溝道。

2)泥石流主溝道縱比降大。大渡河沿河兩岸支溝發(fā)達，與大渡河呈正交分布，其中很多溝谷發(fā)育泥石流災(zāi)害，在流域面積較大的溝谷與大渡河的交匯處通常發(fā)育較明顯的泥石流堆積扇或洪積扇，而在流域面積較小的溝谷，因其泥石流規(guī)模小，一次沖出量小，且被大渡河河水帶走，因此在溝口沒有泥石流堆積扇。該區(qū)域自喜山運動以來，是強烈的隆升區(qū)，溝谷快速下切，因此形成了主溝道縱比降大，一般在260‰～450‰之間，溝谷兩岸岸坡陡峭的特點。

3)溝谷深切。大渡河瀘定—石棉段所在區(qū)域從喜山運動至中新世時期，區(qū)域范圍內(nèi)經(jīng)歷了大面積間歇性急速抬升，大渡河及兩側(cè)溝谷快速下切，溝谷一般較順直，兩側(cè)岸坡總體坡度較大，一般在40°以上。大渡河兩側(cè)的分水嶺高程一般在3 000 m～4 000 m不等。大渡河河水面高程在瀘定為1 300 m，在石棉為850 m，因此其兩側(cè)溝谷最大切割深度達到2 000 m～3 000 m。所以從瀘定至石棉，大渡河兩岸的深切溝谷十分發(fā)育。

4)物源豐富。松散固體物質(zhì)是泥石流爆發(fā)的必要條件，在大渡河兩岸，溝谷深切，岸坡陡峭。溝谷內(nèi)崩坡積堆積層較厚，溝道及兩岸平緩地帶堆積大量松散固體物質(zhì)。沿大渡河河谷斷裂發(fā)育，巖體破碎，地表巖體風(fēng)化強烈，很多斜坡表部巖漿巖呈全風(fēng)化狀，因此從瀘定至石棉，大渡河兩岸溝谷內(nèi)固體松散物質(zhì)豐富。

5)爆發(fā)頻率高。現(xiàn)場調(diào)查表明，大渡河河谷瀘定—石棉段兩岸泥石流溝道具有爆發(fā)頻率高的特點。一般在雨季(5月～9月)，在發(fā)生暴雨、大暴雨時，每年均有多條泥石流溝道爆發(fā)泥石流災(zāi)害，甚至有的泥石流溝道在一年內(nèi)爆發(fā)多次泥石流災(zāi)害?，F(xiàn)場在很多泥石流溝口可見大量新近泥石流堆積物。

3 泥石流潛在威脅及危險性評價

大渡河兩岸密集的泥石流溝道勢必對沿河谷分布的瀘定—石棉高速公路構(gòu)成嚴(yán)重威脅。當(dāng)高速公路跨越泥石流溝口或溝道下游時，泥石流將直接沖擊高速公路橋墩和路面，由于泥石流具有強大的沖擊力，因此必須明確每條泥石流溝對高速公路的潛在威脅，并開展威脅性評價。對泥石流危害程度的劃分應(yīng)充分考慮到泥石流本身的易發(fā)程度，泥石流的規(guī)模大小，高速公路與泥石流溝道的位置關(guān)系等因素。根據(jù)泥石流溝道的地形地貌、地層巖性、松散物質(zhì)和現(xiàn)場調(diào)查來評價泥石流的易發(fā)程度。泥石流對高速公路的危害程度定性劃分方法：對于溝內(nèi)物源較為豐富，泥石流易發(fā)程度較高，規(guī)模較大，線路正好從溝口通過或橫跨泥石流溝道的，將其危害程度定為“威脅線路”；對于泥石流易發(fā)程度較低，線路從泥石流溝口通過或橫跨泥石流溝道的，將其定性為“有影響”；若線路離泥石流溝較遠，不在泥石流危險區(qū)內(nèi)，則將其定性為“無影響”。

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，從瀘定至石棉段的52條泥石流溝道中，共有24條泥石流溝道威脅高速公路或?qū)Ω咚俟酚杏绊?，詳情見?。

表1 瀘定—石棉高速公路沿線泥石流危險性評價統(tǒng)計表

4 防治措施與注意問題

通過以上論述可知：瀘定—石棉大渡河兩岸泥石流具有物源豐富、爆發(fā)頻率高、主溝道縱比降大、沖擊力強的特點。瀘定—石棉高速公路主要沿大渡河河谷兩岸展布，因此高速公路多在泥石流溝口段通過，對該區(qū)域泥石流的治理措施既要考慮泥石流自身的特點，也要根據(jù)高速公路與泥石流的位置關(guān)系來制定行之有效的治理方案。通過現(xiàn)場調(diào)查，瀘定—石棉高速公路與沿線泥石流的關(guān)系主要有以下三種情況：

1)高速公路跨越中小型泥石流溝口。對此類情況，鑒于泥石流規(guī)模為中小型，溝道寬度小，爆發(fā)泥石流流量小，建議高速公路采用橋梁方式直接跨越泥石流溝道。泥石流溝道寬度不大，因此在溝道中不要設(shè)置橋墩，這樣就避免了泥石流對橋墩的沖擊。在溝道兩側(cè)的橋梁基礎(chǔ)部位要做好岸坡支護工程，防止泥石流沖刷橋基。同時要注意橋梁凈空尺寸不能太小，要有足夠高度，滿足爆發(fā)100年一遇泥石流災(zāi)害時的最大流量能順利通過。

2)高速公路從大型泥石流堆積扇上通過。對于此類情況，建議在堆積扇上現(xiàn)有泥石流溝道的基礎(chǔ)上修建排導(dǎo)槽，對溝道進行取直、盡量提高溝道的縱比降，爭取將泥石流排入大渡河，防止泥石流快速堆積。高速公路以橋梁的形式跨越泥石流排導(dǎo)槽，同時要注意排導(dǎo)槽的橫斷面尺寸不能太小，橋梁的凈空也要足夠大，避免爆發(fā)大型泥石流災(zāi)害時，因排導(dǎo)槽過流斷面太小導(dǎo)致泥石流沖入高速公路。

3)高速公路跨越大型寬闊泥石流溝道。對于此類情況，因泥石流溝道寬闊，高速公路以橋梁跨越通過時，需要在泥石流溝道中設(shè)置橋墩。為防止泥石流對橋墩的沖擊，建議在橋墩上游設(shè)置防撞墩，對泥石流溝道兩側(cè)岸坡進行必要支護，防止泥石流沖刷。同時橋梁要有足夠的凈空高度。

此外對于沿線幾處大型泥石流災(zāi)害，除了在溝口采取治理措施防止泥石流破壞高速公路外，還應(yīng)充分調(diào)查大型泥石流的物源類型、規(guī)模及分布情況，對于大型的集中物源，如溝內(nèi)規(guī)模較大的滑坡、崩塌等可采取必要的治理措施。對于泥石流溝道內(nèi)的人類工程活動要進行嚴(yán)格的管理，杜絕大規(guī)模地往泥石流溝道內(nèi)堆放大量棄土、棄渣。

泥石流災(zāi)害往往具有突發(fā)性和不確定性，對此要有充分的認(rèn)識，在對泥石流開展詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對瀘定—石棉高速公路沿線泥石流溝道進行合理的工程治理后，必能保障瀘定—石棉高速公路的暢通運行。

[1] 劉希林，唐 川.泥石流危險性評價[M].北京：科學(xué)出版社,1995.

[2] 劉傳正.地質(zhì)災(zāi)害指南[M].北京：地質(zhì)出版社,2000.

[3] 汪 勝.成昆線路馬廠溝泥石流構(gòu)造環(huán)境探討[J].路基工程,2005(4)：21-23.

[4] 陳廷方，崔 鵬，汪建中.川藏公路改建中的泥石流災(zāi)害防治對策[J].路基工程,2006(2)：125-129.

Debris flow along the Luding-Shimian freeway★

Liu Bin Liang Jingtao Wang Meng

(SichuanInstituteofGeologicalSurvey,Chengdu610081,China)

Introduces the geological environment background of the Luding-Shimian freeway. Through investigation of Luding-Shimian along the freeway debris flow disaster, aware of debris flow along with channel density, channel longitudinal slope, deep valley, a rich source of material, high eruption frequency, great harm. The potential threat of debris flow in the expressway is analyzed, and the control measures and the problems needing attention in the future are proposed.

debris flow， freeway， control measures

2015-06-09★：西南地區(qū)重大地質(zhì)災(zāi)害隱患遙感綜合調(diào)查評價(項目編號：1212011201000)

劉 彬(1978- )，男，博士，工程師； 梁京濤(1982- )，男，工程師； 王 猛(1980- )，男，碩士，高級工程師

1009-6825(2015)23-0046-02

P642.23

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