1、XX地震灾区重大地质灾害防治工程XX县XX乡泥石流可行性研究报告目 录1 概 述11.1 任务由来11.2 主要目的与任务11.3勘查工作描述及建议方案1勘查工作描述1建议方案1可行性研究依据的基本资料1依据的基本规范21.3.5 编制情况22项目的必要性与紧迫性12.1 泥石流灾情评价1地质灾害体分布位置，规模，范围1主要危害及对象1灾害破坏后造成损失估算12.2项目的必要性和紧迫性13地理地质环境23.1地理环境23.1.1 地理位置及交通概况2气象与水文2社会经济状况23.2地质环境2区域地质环境简述2工程地质条件34 XX乡泥石流基本特征54.1泥石流沟概况54. 2 泥石流沟灾害史52、4. 3 泥石流类型54. 4 泥石流固体松散物质来源与物质组成5XX沟物源5XX沟物源64.5泥石流规模及发展趋势74. 5.1 泥石流规模74. 5.2泥石流发展趋势征74. 6 泥石流危险性评价74.7. 泥石流特征值的确定方法和计算结果7泥石流流量及流速7泥石流中石块运动速度计算94. 8 XX河XX乡泥石流沟入河口段挟沙能力估算95 防治工程技术方案115.1防治目标与原则115.2设计标准和参数的确定11设计标准11主要动力学参数11断面流速计算11拦砂坝设计参数计算125.2.5地震荷载125.2.6 各岩土层力学参数12防治工程设计荷载组合与安全系数125.3防治技术方案的设计3、12工程治理目标12泥石流治理方案125.4分项工程设计13XX沟13XX沟135.4.3 拦砂坝设计135.4.5 排导槽设计165.5 方案比选165.5.1 造价方面165.5.2 施工条件175.5.3 防治效果175.5.4 社会影响17推荐方案175.6主要工程量176工程监测设计196.1监测工程的目的与任务19监测目的19监测任务196.2设计原则与依据19设计原则19设计依据196.3监测工程布置196.4监测工程设计19影响因素监测19大地形变监测19施工期专题监测20活动迹象巡视监测20监测技术及成果要求206.5监测工程量207 施工组织设计217.1施工条件217.24、天然建筑材料217.3施工方法及施工工序217.4施工交通运输217.5施工总体布置217.6施工总进度228 工程实施效果评价238.1 环境影响评价23对土地资源的影响23施工废水对水质的影响23对空气质量的影响23对声环境的影响23对水土流失的影响23其他影响238.1.7 交通影响238.1.8 综合评价和结论238.2 经济、社会效益评价23经济效益评价23社会效益评价249 结论与建议24附件1 可行性研究报告计算书1 概 述1.1 任务由来XX乡泥石流位于XX县XX乡，泥石流的活动一是直接威胁着扇体上人民的生命和财产安全，并造成了严重危害，二是泥石流堆积物曾堵塞XX沟沟口XX桥，5、对XX乡场镇安全构成潜在威胁，因此迫切需要开展XX乡泥石流沟的勘查和治理工作。 为加强我省地震灾区2008年重大地质灾害防治工作，加快灾区人民恢复重建工作，确保人民生命财产安全和经济建设顺利进行。根据国务院地震灾后恢复重建条例、地质灾害防治条例、XX省地质环境管理条例以及XX省人民政府关于灾后重建国家投资工程建设项目招标投标工作的通知（川府发200821号）的统一安排部署，并经XX省国土资源厅厅务会议审定，2008年拟开展346处重大地质灾害应急勘查、设计及监理工作。其中县XX乡泥石流为346处重大地质灾害应急勘查防治项目之一。由XX省国土资源厅办公室于XX年11月19日下发的“”文件，即“关6、于请组织支援开展我省地震灾区2008年重大地质灾害应急勘查、设计及监理工作的函”，指令由XX省冶金地地质勘查局XX大队承担XX县XX乡泥石流应急勘查与治理工程可行性研究任务。报告采用1954年北京坐标系；高程为1956年黄海高程系。1.2 主要目的与任务本设计为可行性研究阶段，其目的是：根据任务书和现行国标、行业标准所提出的工作目的、原则和要求进行布置和安排，在县XX乡泥石流地质勘查报告的基础上，根据XX乡泥石流的形成条件、物源的分布特征及发展趋势，对泥石流灾害进行科学评价，以保证泥石流威胁范围内居民的生命财产安全为目的，从技术可行、经济合理性以及社会、环境等因素上对防治工程进行两个的方案的分7、析论证，进行投资估算，推荐优化方案。主要任务为：（1）对泥石流的危害性和实施治理工程的必要性进行充分论证；（2）论证工程实施的可能性；（3）进行治理工程比选方案可行性研究；（4）防治工程效果及效益评价。1.3勘查工作描述及建议方案1.3.1勘查工作描述该项目严格按照相关技术规范和标准的要求进行精心准备、精心调查和勘查，工作思路和技术方法针对性强。从前期勘查设计书的编写到野外调查、勘探，直至室内资料的整理和报告的编写，各工序严格按照我队IS09001质量认证体系进行质量控制。本次勘查综合采用了工程地质测绘、钻探、探井、取样试验等勘查方法，完成的实物工作量完全达到设计要求，各项内容达到任务书要求，8、精度满足中华人民共和国国土资源部地质矿产行业标准泥石流灾害防治工程勘查规范（DTT02202006）和滑坡防治工程勘查规范（DZ/T0218-2006）中的技术要求。基本查明了泥石流形成区不良地质体的发育状况、松散物源的规模、性质、分布、产状、稳定性、补给长度、植被覆盖率、河沟冲淤变幅、堵塞情况等物源的分布、形成、规模数量活动、堆积特征、发展趋势与危害，为治理工程的可行性研究和治理工程设计提供了依据，圆满完成勘查任务。1.3.2建议方案根据省厅组织专家对现场进行踏勘了解情况，XX乡泥石流由XX沟和XX沟两条泥石流沟组成，这两条沟均爆发过泥石流，且再次爆发泥石流的可能性较大，对居住在泥石流堆积扇9、上泥石流沟道两侧的XX乡居民的生命财产构成严重威胁。泥石流物源区滑坡发育，固体物源丰富；流通区坡陡而狭窄，可供修筑拦沙坝的有利位置缺乏；堆积区人口密集，没有停瘀场所，但排导条件较好。因此，专家建议采取稳、拦、排结合的综合治理方式进行治理，即在两沟的物源区分别修筑一座谷坊坝，起到回瘀压脚、稳坡固沟的作用；分别在XX沟、XX沟和XX沟支沟王家沟流通区修筑一座拦挡坝，对泥石流的固体物质进行一定的拦截，同时起到稳坡固沟和降速减能的作用；在堆积区分别修筑排导槽，引导泥石流顺利进入XX河，并在排导槽的入口段分别修筑一道拦沙坝，进一步拦挡泥沙，减小泥石流对排导槽的冲击力。 勘查工作及可行性研究是围绕这个方面10、进行的。1.3.3可行性研究依据的基本资料1) 关于请组织支援开展我省地震灾区2008年重大地质灾害应急勘查、设计及监理工作的函（）；2)XX地震灾区重大地质灾害防治工程XX县XX乡泥石流应急勘查报告；（XX省XX局XX大队，2009年1月）1.3.4依据的基本规范本次治理工程可行性研究，主要依据以下现行有关规程规范进行设计。（1）泥石流灾害防治工程勘查规范（DZ/T0220-2006）；（2）泥石流灾害防治工程设计规范(DZ/T0239-2004)（3）地质灾害防治工程设计规范，（DB50/5029-2004）；（4）建筑边坡工程技术规范，（GB 50330-2002）；（5）混凝土结构设计11、规范（GB50010-2002）；（6）砌体结构设计规范（GB5003-2001）；（7）水利建筑工程概算定额（2002）；（8）水利工程施工机械台时费定额（2002）；（9）水利工程设计概（估）编制规定（2002）。1.3.5 编制情况本报告于XX年1月8日开始编制，于XX年1月28日编制完成。编制期间设计人员与地勘人员紧密配合，作了大量的定性、定量分析计算和研究，对县XX乡泥石流灾害的规模、形成条件、物源的分布特征及发展趋势和成因以及影响范围进行了深入的了解，而且与区内同类地质灾害治理措施进行了对比分析，故本报告的基础资料详实、设计方案具较强的针对性。2项目的必要性与紧迫性2.1 泥石流灾12、情评价2.1.1地质灾害体分布位置，规模，范围根据勘察报告，XX乡泥石流由两条泥石沟组成，地理坐标为东径10405271040842，北纬320654320729。具体情况如下：(1)XX沟XX沟位于XX河右岸，主沟流域为典型的高中山峡谷地貌，流域内最高海拔高程为2985m，最低海拔高程997m，相对高差1988m。沟长5.64 km，集雨面积10.77km2；为典型的高中山沟谷地貌，沟谷深切，地势陡峻，地形坡度大，谷坡2560，支流水系发育，沟谷狭窄，主沟沟床比降109.4539.4，平均比降330.2，上段沟谷呈“U”形，中下段呈“V”形。这种地形条件使泥石流得以迅猛直泻，两岸谷坡有大量的13、第四系残坡积物，厚度约37m，沟水冲刷作用强烈，沟岸崩滑等不良地质作用较发育，为泥石流的形成提供了大量的固体物源。该沟两岸植被发育，在沟的源头区地形呈圈椅状，残坡积物发育，水系为三条坡面切沟，坡面切沟汇合后的大部份沟段沟水冲刷强烈，两岸坡有大量的崩滑体分布，为泥石流的物源区；该沟的下段为泥石流的流通区，该沟沟口段为泥石流的堆积区。(2)XX沟XX沟位于XX河右岸，主沟流域为典型的高中山峡谷地貌，最高海拔高程为2985m，最低海拔高程993m，相对高差1992m。XX山北麓为XX沟泥石流的形成区，沟长2.46m，集雨面积2.23km2；为典型的高中山沟谷地貌，沟谷深切，地势陡峻，地形坡度大，谷坡14、2555，上、中段沟谷呈“U”形，下段沟谷呈“V”形，沟谷弯曲狭窄，沟床起伏较大，沟内陡坎、卡口较多，沟床比降368.5509.4，平均比降478.2。这种地形条件使泥石流得以迅猛直泻，沟谷两侧堆积较厚的第四系残坡积松散堆积物，厚约38m，滑坡、崩塌较发育，为泥石流的形成提供了大量的固体物源。根据调查访问，XX乡XX沟曾于1998年9月18日发生过泥石流，这次泥石流造成XX沟与XX河交汇处的桥梁(XX桥)堵塞，原沟底抬升约3.00m，致使场镇街道漫水，危及XX村、民新村、XX乡场镇及驻乡各单位的安全；XX沟曾于1962年7月发生过泥石流，携带出大量泥沙和碎块石，在沟口处堆积成泥石流扇（扇顶高出15、原地面约5.00m），淹埋了近三十亩农田，冲毁数十间房屋，造成严重的经济和财产损失，万幸的是没有造成人员伤亡。泥石流的直接经济损失已超过50万元。2.1.2主要危害及对象XX乡泥石流位于XX县XX乡XX河右岸，若不及时采取防治措施，一旦泥石流暴发，直接危及堆积体上居民的生命财产安全，更严重的是泥石流携带大量固体物质堵塞XX河，造成河水位抬升，一旦溃决，将形成更大规模泥石流灾害。泥石流极危险区：分布在括扇体上泥石流可能冲出现有沟槽直接到达的地区以及泥石流发生后堵塞XX河形成拦水坝，坝高最高3-6m，则高程1003m(泥石流沟口高程998.3m)以内的可能受灾区和下游可能受灾的地区。面积0.22k16、m2，包括部份场镇、XX村及扇体上的驻场镇各机关。泥石流危险区：主要是XX河河堵塞后的壅高水位以下的淹没区，溃坝后泥石流可能到达的地区。堵塞后壅高水位为998m-1002m之间的地区，面积0.32km2。2.1.3灾害破坏后造成损失估算若不及时采取防治措施，一旦泥石流暴发，直接危及堆积体上居民的生命财产安全，更严重的是泥石流携带大量固体物质堵塞XX河，造成河水位抬升，一旦溃决，将形成更大规模泥石流灾害。潜在经济损失超过1亿元，威胁的人数为2100人。2.2项目的必要性和紧迫性XX乡泥石流灾害一旦发生将会对XX乡场镇、XX村及扇体上的驻场镇各机关造成极大的危害，危及居民及国家财产安全，潜在经济损17、失超过1亿元，威胁的人数为2100人，影响地方经济建设与发展，何况人的生命价值是无价的。为确保当地居民和旅客以及旅游设施资产的安全，维护社会的稳定，建设和谐社会，对其进行治理是非常必要的。同时根据勘察报告，该泥石流易发性属于易发，加之由于5.12地震的影响，沟内固体物源有所增加增加，泥石流有再次发生的可能性，其治理迫在眉捷。为确保当地居民和国有固定资产的安全，维护社会的稳定，建设和谐社会，对其进行治理是非常必要和紧迫的。3地理地质环境3.1地理环境3.1.1 地理位置及交通概况XX县位于XX市西北部，是XX盆地向藏东高原过渡的山区县，勘查区位于县XX乡乡政府所在地西侧的XX沟和XX沟，地理坐标18、为东径10405271040842，北纬320654320729。受本次地震影响XX乡通往县城交通中断，场镇有简易公路通往泥石流堆积区，交通条件一般。见图3-1交通位置图。工作区图3-1 交通位置图3.1.2气象与水文(1) 气象XX县位于亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，多年平均气温15.6；该区雨量充沛，年均降雨量1399.1mm，年最大降雨量2340mm（1967年），日最大降雨量272.4mm（2008年9月24日），20年一遇时最大降雨量35.6mm（XX省水文手册），20年一遇最大10分钟降水量19.9mm（XX省水文手册）；50年一遇时最大降雨量41.6mm（XX省水文手19、册），50年一遇最大10分钟降水量24.2mm（XX省水文手册）；从同一年时间上看，降雨集中在6-9月，占全年降雨量7176，最大占90（1981年）；从历年时间上看，各年降雨分布不均；从空间上看，XX县具有南东向北西年均降雨量变小的规律。(2)水文XX河是勘查区内的主干河流，系湔江一级支流。该河发源于松潘县境内化子岭大雪山，干流全长 102.8公里，落差近3000米，平均比降8.5，其中：境内河长45.1公里，天然落差317米，平均比降7.03，在县内流经XX、小坝、开坪三个乡及禹里乡， 到治城西北注入湔江，流域内以山地为主，地势北高南低，海拔8203976米，流域内林地55749.54公顷20、，多年平均流量45m3/ s。枯水期4.50 m3/s， 丰水期26m3/s， 洪水期78m3/s（XX乡水文站）。泥石流沟为常年性沟，水源为融化雪水、降雨及地下水出露补给，XX沟和XX沟为XX河的一级支沟。XX沟发源于尖尖山南麓，流向自北向南，长5.64km，流域面积10.77km2，汇集各个支沟流水，于XX乡场镇XX桥处注入XX河，在沟口地带实测流量（2008年12月26日）为0.18m3/s，最大流量为5.00m3/s（1962年）。XX沟发源于XX山北麓，流向自南向北，长2.46km，流域面积2.23km2，汇集各个支沟流水，于XX乡场镇沟口处注入XX河，在沟口地带实测流量（2008年21、12月26日）XX沟流量为0.013m3s，最大流量为1.50m3/s（1962年）。3.1.3社会经济状况XX沟和XX沟隶属于县XX乡，沟域内由XX村、民新村、小溪村三个行政村和XX乡场镇组成，以沟口XX村和XX场镇人口较为集中。区内羌、藏和汉等杂居，以羌族为主。农业以种植水稻、小麦、玉米为主；经济作物有中药材、蜂蜜、木材等，基本能够自给自足。XX乡辖9个自然村，拥有居民1840户共6729人，羌族人口约占总数的80，分布在海拔800米到3000米不等的山区，2008年末区内农村居民人均纯收入2637元。泥石流扇体区为XX乡政府所在地及XX村部分居民，常住人口2100余人，目前泥石流扇体上部22、分为耕地，主要种植小麦、玉米等，部分特色群居区。3.2 地质环境3.2.1区域地质环境简述XX县境内以山地为主，北西部为侵蚀构造高中山地形，中部为侵蚀构造中山地形，南东部主要为溶蚀山原峡谷和峰丛洼地等侵蚀的低中山地形。勘查区处于侵蚀构造高中山的北东边，山脉走向大体呈北东南西向，泥石流沟的大致走向均为从西到东，勘查区的地形变化大，整体呈北西高、南东低，相对高差超过1500m，沟谷谷坡一般3045，部分陡立。XX县境内地质构造以北东走向为主，受构造走向控制，岩层走向亦以北东走向为主。该区构造简单，无断层通过泥石流沟。区内构造主要发育有白什倒转复背斜，勘查区位于该背斜北西翼，轴向约45，次级褶皱及断23、裂带不发育，受地质构造影响较强烈，基岩比较破碎，加之受高原气候影响以及雨水、冰冻等作用，山坡岩体破碎，风化层厚，为泥石流提供了大量的碎屑物质。根据区测资料和地调表明，该区挽近构造运动以整体抬升为主，未发现断裂活动迹象，地震少而弱，震级45级，区内无已知震中分布。但2008年5月12日发生里氏8.0级特大地震，勘查区有明显震感，属地震影响波及区。3.2.2工程地质条件工程区在工程地质分区上归属川西强烈抬升高山高原不稳定工程地质区的金沙江东岸高山峡谷工程地质区。1)地形地貌XX县境内以山地为主，北西部为侵蚀构造高中山地形，中部为侵蚀构造中山地形，南东部主要为溶蚀山原峡谷和峰丛洼地等侵蚀溶蚀低中山地24、形。勘查区处在侵蚀构造高中山的东北边缘，处于侵蚀构造高中山地形与侵蚀构造中山地形交汇地带，山脉走向大体呈北东南西向，地势西高东低。XX沟和XX沟的大致走向均为从西到东，勘查区地形变化大，整体北西高、南东低，相对高差超过1600m，沟谷谷坡一般大于25，部分达4050，局部呈陡立状。勘查区XX沟与XX河交汇河谷标高995.00m，XX沟泥石流主沟沟源缘处标高2913.00m，相对高差1918.00m，沟源以上分水岭山脊最高处标高2985.90m，相对高差达1990.90m。XX沟与XX河交汇河谷标高993.00m，XX沟沟源处标高1753.00m，相对高差750.00m，沟源以上分水岭山脊最高处25、标高2047.00m，相对高差达1054.00m。山脊多呈棱角状；谷坡植被大都遭不同程度破坏，耕植活动严重，人类活动剧烈，谷坡中下段均有松散物覆盖，表层为粉质粘土夹碎石土，下部为松散碎石土，为泥石流提供了大量物源。泥石流在沟口地带呈扇状堆积，由于两泥石流沟口相距近，沟沟口相近，堆积扇体相互重叠界线不明，扇体前缘沿河宽540.0m，扇轴长150m，扇体地形平缓，泥石流堆积厚度510m，下伏基座阶地堆积物。基座为志留系地层，上覆坡洪积物含碎石层。2)地层岩性工作区内出露地层主要为志留系上中统茂县群（Smx）千枚岩、泥盆系石英砂岩和第四系堆积物。各地层特征分述如下：(1)第四系松散堆积物包括第四系残26、坡积物(Q4dl+el)、坡洪积物(Q4dl+pl)、冲洪积物(Q4al+pl)、人工填筑土(Q4ml) 和泥石流堆积物(Q4sef)。1)第四系人工填土(Q4ml)：分布在XX沟，主要为筑路弃土，由粉质粘土和碎块石组成，成份为千枚岩和石英砂岩。厚度13m不等。2)第四系残坡积物(Q4dl+el)：分布在谷坡中下部地带，覆盖在基岩之上，由角砾和碎块石组成，成份为千枚岩和石英砂岩。厚度15m不等。3)第四系冲洪积物(Q4al+pl)：分布在XX河两岸阶地上，由砂砾卵石组成，成份主要为千枚岩、砂岩、灰岩等。堆积物厚312m。4)第四系泥石流堆积物(Q4sef)：主要为泥石流搬运的角砾碎石粉土组成，27、分为老泥石流堆积和1962年以后的泥石流堆积，老泥石流堆积以稍密碎石夹块石组成，近期堆积物为松散角砾土，成份为千枚岩、变砂岩等。堆积物厚度25m，覆盖在冲洪积物或坡洪积物之上。5)第四系坡洪积物(Q4dl+pl)：分布在谷坡下部地带，缓坡地带，覆盖在基岩之上，由粉质粘土和碎块石组成，成份为千枚岩和石英砂岩。厚度15m不等，(2)志留系上中统茂县组（Smx）地层茂县组（Smx）：为千枚状灰青灰色千枚岩，厚2301000m。(3)泥盆系下统（D1）为层状青灰色石英砂岩，厚2001000m。3）地质构造区内地质构造较简单，以褶皱为主，断裂构造不发育。地质构造以北东走向为主，受构造走向控制，岩层走向亦28、以北东走向为主。泥石流流域内主要褶皱为白什倒转复背斜。无断裂构造通过XX沟和XX沟。勘查区新构造运动以地壳的间歇性不均衡抬升为主，主要表现为河谷纵向侵蚀和老构造不同程度的复活。其具体表现有间歇性下切、沿河谷两岸台地发育、谷坡陡峻等。4）水文地质条件根据地下水赋存条件、含水介质的岩石特征等划分，本区地下水主要有松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水。各种地下水其主要特征如下：(1)松散堆积层孔隙潜水主要赋存于第四系冲积、冲洪积、坡积、崩积等松散堆积层中，以潜水为主，水位埋深变化大，含水层较薄，分布面积较小，受季节性影响明显，渗透性较强，与地表水有密切的水力联系，在不同的地段表现为互补关系。本类地下水主要接29、受地表水和大气降水补给，枯季河流等地表水体直接控制地下水的补给。具有地下径流较短、甚至就近补给排泄、水位受季节（丰水期、枯水期）及地表水体水量影响变化幅度较大等动态特征。(2)基岩裂隙水主要赋存于志留系上中统茂县群（Smx）和泥盆系中（D1）、下统（D2）岩类中，由于地下水的赋存条件和岩体裂隙发育程度的差异，各地层中的富水性很不均一。该类型水以大气降水补给为主，由于基岩裂隙分布不均匀，无统一水力联系，在接受大气降水和地表水补给后，表现出渗流各向异性的特点，运移带有局限性。多以下降泉形式排向河谷、沟谷。此类型水的存在可降低岩体的抗剪强度，加快岩石风化，降低岩体的稳定性。区内无工矿企业，无污染源。30、地表水、地下水多为轻碳酸钙、碳酸钙镁型水。勘查区绝大部分位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，含水层富水性较差，水文地质条件比较简单。5）地震2008年5月12日发生里氏8.0级特大地震，勘查区震感强烈，部分房屋遭毁坏，属地震影响重灾区，5.12地震后，余震不断，经统计截止2008年11月22日，灾区共发生4.0级以上余震280次。泥石流沟内无孕震断裂，地震活动弱，属地震影响带。据中国地震动参数区划图国家标准（GB 18306-2001）(2008年第一号修改单)和建筑抗震设计规范和建筑工程抗震设防分类标准，勘查区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第二组31、。6）工程地质据出露的岩石地层岩性、物理力学性质等特征，区内岩土体可分为松散岩类、半坚硬岩类及坚硬岩类。(1)松散岩类松散岩类以第四系冲洪积物为主，其次还包括坡洪积物、残坡积物、人工填筑物及崩坡积物。前者岩性为漂卵砾石、砂土、粘土及粉质粘土，后者为块碎石土、角砾土、砂土，粉质粘土等。该岩类在不同地段厚度变化大，其结构松散，透水性较强，力学性质不均匀，强度随饱水状况变化明显，干燥状态下强度相对较高，但饱水后抗压强度显著下降。(2)半坚硬岩类主要分布于工作区东部地区。地层主要为志留系上中统茂县群（Smx）页岩夹砂岩、灰岩岩组以及浅变质千枚岩、砂页岩、灰岩岩组。页岩夹砂岩、灰岩岩组其残坡积物为山区泥32、石流的主要物质来源，浅变质千枚岩、砂页岩、灰岩岩组岩石力学强度较低，常发生崩塌、滑坡、泥石流。(3)坚硬岩类主要分布于工作区西部地区，岩性为层、块状致密状石灰岩、千枚岩和白云岩等。该岩类体抗风化能力中等，基岩露头多以弱风化为主，抗压强度较高，稳定性较好，一般饱和抗压密度1030MPa。仅在局部受构造活动影响，岩石中节理、裂隙较发育，风化较强，风化带岩石较破碎，抗压强度有所降低。区内岩体结构类型多为块状。对工程影响较大的结构面以层理为主，其次为节理裂隙。综上所述，勘查区地层岩性较复杂，地质构造较发育，局部地段易发生工程地质问题，工程地质条件中等。7）人类工程活动及其影响区内与泥石流发生相关的人类33、工程活动主要有形成区道路修建、毁林开荒及农业耕种。由于当地人口不断增加和社会经济的发展以及人类活动空间的扩大，导致毁林开荒种地，森林覆盖率下降，脆弱的地质环境失去森林的庇护，加剧了地质灾害的发展。这已成为泥石流活动加剧的重要因素。4 XX乡泥石流基本特征根据勘查报告，XX乡泥石流由XX沟和XX沟两条泥石沟组成，其中规模较大、潜在危害程度较大者属XX沟。4.1泥石流沟概况(1)XX沟XX沟位于XX河右岸，主沟流域为典型的高中山峡谷地貌，流域内最高海拔高程为2985m，最低海拔高程997m，相对高差1988m。沟长5.64Km，集雨面积10.77km2；为典型的高中山沟谷地貌，沟谷深切，地势陡峻，34、地形坡度大，谷坡2560，支流水系发育，沟谷狭窄，主沟沟床比降109.4539.4，平均比降330.2，上段沟谷呈“U”形，中下段呈“V”形。这种地形条件使泥石流得以迅猛直泻，两岸谷坡有大量的第四系残坡积物，厚度约37m，沟水冲刷作用强烈，沟岸崩滑等不良地质作用较发育，为泥石流的形成提供了大量的固体物源。该沟两岸植被发育，在沟的源头区地形呈圈椅状，残坡积物发育，水系为三条坡面切沟，坡面切沟汇合后的大部份沟段沟水冲刷强烈，两岸坡有大量的崩滑体分布，为泥石流的物源区；该沟的下段为泥石流的流通区，该沟沟口段为泥石流的堆积区。(2)XX沟XX沟位于XX河右岸，主沟流域为典型的高中山峡谷地貌，最高海拔高35、程为2985m，最低海拔高程993m，相对高差1992m。XX山北麓为XX沟泥石流的形成区，沟长2.46m，集雨面积2.23km2；为典型的高中山沟谷地貌，沟谷深切，地势陡峻，地形坡度大，谷坡2555，上、中段沟谷呈“U”形，下段沟谷呈“V”形，沟谷弯曲狭窄，沟床起伏较大，沟内陡坎、卡口较多，沟床比降368.5509.4，平均比降478.2。这种地形条件使泥石流得以迅猛直泻，沟谷两侧堆积较厚的第四系残坡积松散堆积物，厚约38m，滑坡、崩塌较发育，为泥石流的形成提供了大量的固体物源。沟床整体较为稳定，无摆动变化，但沟岸侧蚀作用和沟床下蚀作用较为强烈。沟岸侧蚀造成沟岸崩滑和沟底物质的再搬运成为增加36、泥石流固体物质的重要途径。4. 2 泥石流沟灾害史根据调查访问，XX乡XX沟曾于1998年9月18日发生过泥石流，这次泥石流造成XX沟与XX河交汇处的桥梁(XX桥)堵塞，原沟底抬升约3.00m，致使场镇街道漫水，危及XX村、民新村、XX乡场镇及驻乡各单位的安全；XX沟曾于1962年7月发生过泥石流，携带出大量泥沙和碎块石，在沟口处堆积成泥石流扇（扇顶高出原地面约5.00m），淹埋了近三十亩农田，冲毁数十间房屋，造成严重的经济和财产损失，万幸的是没有造成人员伤亡。泥石流的直接经济损失已超过50万元。根据目前地质调查判别，存在再次爆发泥石流的可能性。4. 3 泥石流类型根据勘察报告，按不同的分类标37、准泥石流的类型划分见下表4-1。表4-1 泥 石 流 成 因 分 类 表分类依据按水源分类按物源分类按集水区地貌特征分类按泥石流物质组成分类按流体性质分类按暴发频率分类XX沟暴雨型崩滑型沟谷型泥石型稀性低频XX沟暴雨型崩滑型沟谷型泥石型稀性低频4. 4 泥石流固体松散物质来源与物质组成根据勘查报告，泥石流沟的固体物质来源沟床两侧斜坡上崩坡积、残坡积固体物质、沟床堆积物二次搬运以及人工堆填土、生活垃圾等。4.4.1XX沟物源（1）物源区分布于泥石流高程11331559m段，沟长2.2Km，平均坡降为19，沟谷呈“V”型。有多处跌水陡坎，跌水和陡坎处沟槽狭窄，泥石流通过时会增加其冲击速度。两岸谷坡38、植被十分稀少，地表大都裸露或零星草丛覆盖，岸坡坡度2555，局部呈陡崖状。 上段沟两侧斜坡岩体为泥盆系中厚层状石英砂岩，沟两侧斜坡岩体为中、下段志留系千枚状千枚岩，岩体较为破碎，碎石状块石状；上覆第四系残坡积层发育，层厚且结构疏松，由碎石、角砾等组成，局部见含砾粉质粘土层分布。沟底有较厚的泥石流堆积物。通过地面调查：沟段两侧斜坡稳定性差，坡面雨蚀沟发育，水土流失严重。在距沟底相对高差200m的斜坡地带，在沟长2200m范围内分布滑坡三处，沟内松散堆积物及两岸第四系残坡积松散堆积物共同构成了泥石流的主要物源。物源区各滑坡的主要特征见表4-2。表4-2 XX沟泥石流沟物源区滑坡主要特征统计表滑坡编39、号HP1HP2HP3BT1BT2控制剖面编号A-AB-BC-CD-DE-E滑坡滑体厚度(m)4.53.54.11.501.5滑体方量(m3)119010.0010440.0016420.002070.00530.00主要诱发因素暴雨、沟水滑坡、沟底较厚的泥石流堆积物、公路弃渣和岸坡上覆较厚的残坡积物为泥石流主要物源。沟底有较厚的泥石流堆积物约28.0万m3，在距沟底相对高差100m斜坡地带的第四系残坡积松散物约5.00万m3，公路弃渣约3.60万m3，为泥石流提供了物源。物源区内共有3段滑坡和两段崩塌，最大滑坡方量为119010.00m3，最小滑坡方量为3480.00m3。物源区储存的松散固体40、物质总量约514470m3，其中可参与泥石流运动的松散固体物质为沟道松散堆积物和区内分布的明显的滑坡和崩塌体，总量约170000m3。XX沟支沟王家沟沟底有较厚的泥石流堆积物约5.3万m3，在距沟底相对高差200m斜坡地带第四系残坡积松散物约1.8万m3，物源区储存的松散固体物质总量约75530m3。其中可参与泥石流运动的松散固体物质为沟道松散堆积物和区内分布的明显的滑坡和崩塌体，总量约24000m3。泥石流沟内的滑坡为土质滑坡，外形特征一般为半圆形、舌形；滑体组成：上部0.300.50m为植物层，其下为松散角砾、碎石，局部含块石。颗粒粒径0.28cm,成份为强风化弱风化石英砂岩和千枚岩。滑体41、厚度小于7m,平均厚度4.14.5m。1#滑坡滑床为强风化石英砂岩，2#、3#滑坡滑床为强风化千枚岩。1#崩塌主要碎块石组成，粒径0.350cm，成份为强风化弱风化石英砂岩和灰岩，含有515%的粉质粘土。滑坡主要发生在雨、汛期、特别是暴雨期，其变形方式主要为蠕滑拉裂和滑移拉裂。滑坡起动的因素主要为沟水和暴雨产生的坡面迳流的冲刷作用；沟内大部分滑坡为牵引式，属斜坡下部失稳后牵引斜坡上部土体失稳而形成。崩塌起动的因素主要为为沟水和暴雨产生的坡面迳流的冲刷作用和岩石风化共同作用，引起岸坡失稳产生崩塌体。（2）流通区分布于泥石流沟中下段，沟底高程1033-1134m,占流域面积的11.3%，沟长1.042、2km,平均纵坡10,沟底大部份地段大量泥石流堆积；两岸谷坡植被一般发育，距沟底100-200m地段两岸谷坡坡度为25-45，谷坡残坡积物较发育，中上部谷坡坡度20-30度，相对较缓一些，总体呈“V”型峡谷。两岸谷坡岩体由志留系茂县组地层组成，岩性为千枚状千枚岩。上覆第四系残坡积层角砾碎石土，谷坡中下部较厚，局部地段可达5m以上。沟底地段为泥石流及残坡积层覆盖，但厚度较厚，局部厚约8米。综合以上统计，石头沟泥石流流通区松散固体物质总量约60000m3。其中可参与泥石流运动的松散固体物质总量约10000m3。综合以上分析和统计，XX沟全流域内松散固体物质总储量约650000m3。其中可直接参与泥43、石流运动的松散固体物质储量约194000m3。4.4.2XX沟物源（1）物源区分布于泥石流高程1113.51704.9m段，沟长1.6Km，平均坡降为37，沟谷呈“U”型。有多处跌水陡坎，两岸谷坡植被十分稀少，地表大都裸露或零星草丛覆盖，岸坡坡度2555，局部呈陡崖状。 上段沟两侧斜坡岩体为泥盆系上统中厚层状石英砂岩，沟两侧斜坡岩体为中、下段志留系千枚状千枚岩，岩体较为破碎，碎石状块碎状；上覆第四系残坡积层发育，层厚且结构疏松，由碎石、角砾等组成，局部见含砾粉质粘土层分布。沟底有较厚的泥石流堆积物。通过地面调查：沟段两侧斜坡稳定性差，坡面雨蚀沟发育，水土流失严重。在距沟底相对高差100m的斜坡44、地带，在沟长1600m范围内分布滑坡三处、沟底较厚的泥石流堆积物和岸坡上覆较厚的残坡积物，共同构成泥石流的主要物源。根据勘察报告：沟段两侧斜坡稳定性差，坡面雨蚀沟发育，水土流失严重。在距沟底相对高差100m的斜坡地带，在沟长1800m范围内分布滑坡三处、沟底较厚的泥石流堆积物和岸坡上覆较厚的残坡积物，构成泥石流的主要物源。各滑坡的主要特征见表4-3。表4-3 XX沟泥石流沟物源区滑坡主要特征统计表滑坡编号HP4HP5HP6控制剖面编号D-DE-EF-F滑坡滑体厚度(m)2.32.93.2滑体方量(m3)3380.005170.00900.00主要诱发因素暴雨、沟水滑坡、沟底较厚的泥石流堆积物和45、岸坡上覆较厚的残坡积物共同构成了泥石流主要物源。XX沟沟底有较厚的泥石流松散堆积物约13.2万m3，在距沟底相对高差100m的斜坡地带第四系残坡积松散物约6.8万m3。形成区储存的松散固体物质总量约110000m3，其中可参与泥石流运动的松散固体物质为沟道松散堆积物和区内分布的明显的滑坡和崩塌体，总量约28000m3。泥石流沟内的滑坡为土质滑坡，外形特征一般为半圆形、舌形；滑体组成：上部0.300.50m为植物层，其下为松散角砾、碎石，局部含块石。颗粒粒径0.28cm,成份为强风化弱风化石英砂岩和千枚岩。滑体厚度小于5m,平均厚度2.33.2m。滑坡滑床为强风化千枚岩。滑坡主要发生在雨、汛期、46、特别是暴雨期，其变形方式主要为蠕滑拉裂和滑移拉裂。滑坡起动的因素主要为沟水和暴雨产生的坡面迳流的冲刷作用；沟内大部分滑坡为牵引式，属斜坡下部失稳后牵引斜坡上部土体失稳而形成。崩塌起动的因素主要为为沟水和暴雨产生的坡面迳流的冲刷作用和岩石风化共同作用，引起岸坡失稳产生崩塌体。（2）流通区XX沟流通区高程1024-1121m, 占流域面积的11.3%，沟长0.71km,平均纵坡16.3,沟底大部份地段大量泥石流堆积，两岸谷坡植被一般发育，距沟底100-200m地段两岸谷坡坡度为25-35，谷坡残坡积物较发育，中上部谷坡坡度25-55度，相对较缓一些，总体呈“V”型峡谷。两岸谷坡岩体由志留系茂县组地47、层组成，岩性为千枚状千枚岩。上覆第四系残坡积层角砾碎石土，谷坡中下部较厚，局部地段可达3m以上。沟底地段为泥石流及残坡积层覆盖，但厚度较厚，局部厚约5米。流通区松散固体物质总量约18000m3。其中可参与泥石流运动的松散固体物质总量约6000m3。综合以上分析和统计，XX沟沟全流域内松散固体物质总储量约218000m3。其中可直接参与泥石流运动的松散固体物质储量约121000m3。4.5泥石流规模及发展趋势4. 5.1 泥石流规模根据勘察报告，泥石流暴发规模按泥石流一次堆积总量来划分属中型泥石流，按泥石流洪峰流量划分属特大型泥石流。4. 5.2泥石流发展趋势征根据勘察报告，XX沟和XX沟沟谷峡48、窄，沟谷两岸有大量的不稳定体分布，这些不稳定体已滑动或处于潜在不稳定状态，在大暴雨的条件下物源向沟内运移，形成堵沟的可能性极大，在已发生泥石流的基础上还会发生泥石流。在连续超长降雨的情况下暴雨强度达到30mm以上或以12小时以上的连续暴雨时，该沟暴发泥石流的可能性极大；发生泥石流时由于扇顶部份的沟槽较窄，泥石流满槽后外溢的可能性极大，并对扇体上的居民构成直接危害，若仅沟内突降暴雨，发生泥石流后仍有可能堵塞河道对场镇、XX村和民新村居民生命财产安全构成威胁。4. 6 泥石流危险性评价 (1)、泥石流的综合致灾能力F：按下表中四因素分级量化总分值进行判别(F1613：综合致灾能力很强；F1210：49、综合致灾能力强；F97；综合致灾能力较强；F64：综合致灾能力弱)，该泥石流沟致灾体的综合致灾能力为很强(F=10)(见表4-4)。(2)、受灾体(建筑物)的综合承(抗)灾能力按表中四因素分级量化总分值判别（E46 ：综合承(抗)灾能力很差；E79：综合承(抗)灾能力差；E1012：综合承(抗)灾能力较好；E1316：综合承(抗)灾能力好），极危险区受灾体(建筑物)的综合承(抗)灾能力为很差(E=4)(见表4-5)。表4-4 致灾体的综合致灾能力分级量化表活动强度很强4强3较强2弱1活动规模特大型4大型3中型2小型1发生频率极低频4低频3中频2高频1堵塞程度严重4中等3轻微2无堵塞1注： : 50、按表7确定； 按表1确定； 按5.1.3确定； 按附录I表I.1确定。表4-5 受灾体(建筑物)的综合承(抗)灾能力分级量化表设计标准5年一遇1510年一遇22050年一遇350年一遇4工程质量较差，有严重隐患1合格，但有隐患2合格3良好4区位条件*极危险区1危险区2影响区3安全区4防治工程和辅助工程的工程效果较差或工程失效1存在较大问题2存在部份问题3较好4* 可按表5确定。(3)、暴雨泥石流活动危险程度或灾害发生机率的判别：按危险程度或灾害发生机率（D）泥石流的致灾能力（F）受灾体的承(抗)灾能力(E)进行判别（当D1时受灾体处于安全工作状态，成灾可能性小；D1时受灾体处于危险工作状态，成51、灾可能性大；D1时 受灾体处于灾变的临界工作状态，成灾与否的机率各占50，要警惕可能成灾的那部份），该泥石流发生机率D1，受灾体处于危险工作状态，成灾可能性大。4.7. 泥石流特征值的确定方法和计算结果4.7.1泥石流流量及流速 （1）采用雨洪法计算泥石流的峰值流量假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量 (计算方法查阅水文手册)，然后选用堵塞系数，按下式计算泥石流流量。1）、XX沟泥石流：QC =（1十）QPDC式中：QC 频率为P的泥石流洪峰值流量（m3s）；QP 频率为P的暴雨洪水设计流量（m3s），Qp=0.278 riF（C -W）/（52、H c），计算值为0.68C 泥石流重度（tm3），试验确定为1.71；W 清水的重度（tm3），为1.0；H 泥石流中固体物质比重（tm3）， 试验确定为2.76；DC 泥石流堵塞系数，可查经验表为2.2。按此公式，在计算频率为20年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为57.53 m3/s，泥石流流量为212.63m3/s；在计算频率为50年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为67.24 m3/s，泥石流流量为248.52m3/s。2）、XX沟泥石流：QC =（1十）QPDC式中：QC 频率为P的泥石流洪峰值流量（m3s）；QP 频率为P的暴雨洪水设计流量（m3s）， Qp=0.278 riF；53、（C -W）/（H c），计算值为0.77C 泥石流重度（tm3）， 试验确定为1.75；W 清水的重度（tm3），为1.0；H 泥石流中固体物质比重（tm3）， 试验确定为2.72； DC 泥石流堵塞系数，可查经验表为2.8。按此公式，在计算频率为20年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为13.25 m3/s，泥石流流量为66.68m3/s；在计算频率为50年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为15.46 m3/s，泥石流流量为76.69m3/s。(2)流速计算1）XX沟=6.8（ms）Vc 泥石流断面平均流速（ms）；泥石流中由含沙量变化而引起的流速修正系数；H 水力半径（m），一般可用平均泥54、石流泥位深H（m）代替；I 泥石流水力坡度（），一般可用沟床纵坡代替； 清水河床糙率系数，取20。2)XX沟=9.7（ms）Vc 泥石流断面平均流速（ms）；泥石流中由含沙量变化而引起的流速修正系数；H 水力半径（m），一般可用平均泥石流泥位深H（m）代替；I 泥石流水力坡度（），一般可用沟床纵坡代替； 清水河床糙率系数，取20。(3)一次泥石流过程总量计算一次泥石流总量Q可通过计算法和实测法确定。实测法精度高，但因往往不具备测量条件，只是一个粗略的概算。计算法根据泥石流历时T（s）和最大流量Qc（m3/s），按泥石流暴涨暴落的特点，将其过程线概化成五角形，按式I.6计算Q（m3）。1）、XX55、沟泥石流：Q = 0.264TQc=KTQcK=0.0378F=510 km2 K=0.113 一次泥石流冲出的固体物质总量QH（m3）：QH Q（C -W）/（H W）根据该公式，在计算频率为20年一遇的情况下，XX沟一次泥石流冲出的最大固体物质总量为29140.31 m3；在计算频率为50年一遇的情况下，一次泥石流冲出的最大固体物质总量为34373.30m3。2）、XX沟泥石流：Q = 0.264TQc=KTQcK=0.202当F5km2 K=0.202 一次泥石流冲出的固体物质总量QH（m3）：QH Q（C -W）/（H W）根据该公式，在计算频率为20年一遇的情况下，一次泥石流冲出的最56、大固体物质总量为10610.93 m3；在计算频率为50年一遇的情况下，一次泥石流冲出的最大固体物质总量为14314.04m3。4.7.2泥石流中石块运动速度计算在缺乏大量实验数据和实测数据阶情况下，为便于以堆积后的泥石流冲出物最大粒径大体推求石块运动速度的经验公式：1)、XX沟泥石流式中：泥石流中大石块的移动速度（ms）；泥石流堆积物中最大石块的粒径（m）；全面考虑的摩擦系数（泥石流容重、石块比重、石块形状系数、沟床比降等因素）。，平均。根据调查泥石流沟中的最大块径1.2m， 平均可得出泥石流中大块石的移动速度为3.9m/s。2)、XX沟泥石流式中：泥石流中大石块的移动速度（ms）；泥石流堆57、积物中最大石块的粒径（m）；全面考虑的摩擦系数（泥石流容重、石块比重、石块形状系数、沟床比降等因素）。，平均。根据调查泥石流沟中的最大块径0.8m， 平均可得出泥石流中大块石的移动速度为3.13m/s。4. 8 XX河XX乡泥石流沟入河口段挟沙能力估算单位时间内通过河流过水断面单位河宽的推移质数量成为推移质输沙率。由于影响推移质输沙率的因素很多，现阶段对推移质输移规律认识还不充分，再加上天然河流中实测推移质输沙率非常困难，测量精度差。梅叶彼德宽浅河槽公式试验资料较为广泛，且包括中值粒径的卵石试验数据，在公式推导过程中，考虑因素由简单道复杂，一步一步地找出偏差的原因并加以修正，最后得出一般性推移58、质输沙率公式，在应用道粗沙及卵石河床时，可靠性较大，是目前常采用的公式，故本次也采用该公式估算。梅叶彼德公式：0.0148=0.0379=348.32其中：qs推移质输沙率（）；n河床平整情况下沙粒糙率；n河床糙率；水密度（kg/m3）；s推移质比重（kg/m3），取2650 kg/m3；g重力加速度（m/s2），取9.8 m/s2；h水深（m），取5m；d粒径(mm)；d50床沙粒径代表值，取2mm；J河床比降()，取7.03；T时间（s），取3600s；v平均流速(m/s)，取6.9m/s；b河床宽度（m），取50m。=348.325036006.27104KN通过计算，XX河XX乡泥石流59、沟入河口段一小时推移质输沙量约6.27104KN，按泥石流固体物质比重26.5KN/m3，该段一小时内能输移2366m3泥石流中细颗粒固体物质，通过拦挡坝对泥石流中粗颗粒物质的有效拦挡，XX河可对泥石流堆积物进行搬运。5 防治工程技术方案5.1防治目标与原则（1）针对泥石流的类型、活动规律等进行的专项设计，各类工程（排导，拦挡，加固）配合使用，综合整治的原则，确保在设计年限内不形成泥石流灾害。（2）治理工程应尽可能考虑有利于灾害体自身稳定，尽量避免扰动岩土体，导致其内部应力变化。（3）防治工程应选用安全可靠、经济合理、施工简便的成熟技术，便于维护、管理。（4）防治工程应尽可能美化生态环境，与自60、然景观相协调，与城市建设规划相协调。5.2设计标准和参数的确定5.2.1设计标准泥石流防治工程标准与等级一般根据被保护对象的价值及泥石流自身的活动规模与特点综合确定，同时考虑泥石流的规模、危害程度、受害对象及其可能的变化。目前，泥石流防治工程的标准与建筑物等级还没有一个完美的确定办法与规范，在实际工作中，一般随着被保护对象及泥石流特性的不同借用相应行业的有关防洪规定来综合确定泥石流防治工程的防治标准，且一般比相应的防洪标准高一个等级，然后根据防治工程标准来确定建筑物的等级。根据上述方法，综合防洪标准（GB 5020194）和城市防洪工程设计规范（CJJ5092）中的防洪标准，针对XX乡泥石流的61、特点，确定泥石流拦挡工程和排导工程均按照20年一遇暴雨（p=5%）标准进行设计，按照50年一遇暴雨（p=2%）标准进行校核。根据该泥石流的类型、规模、活动情况和危害程度，按照泥石流防治工程设计规范（送批稿），确定该泥石流的防治等级为丙级，泥石流治理工程设计使用年限为50年。5.2.2主要动力学参数根据勘察报告，泥石流主要动力学参数计算如下表。表5-1 泥石流主要动力学参数表动力学参数XX沟XX沟容重 t/m31.711.7511.681.771/a0.6020.6061/n2020D2.22.8T3020Vc6.8 ms9.7 ms降雨特征值P=5%QB=57.53m3sQB=13.25m3s62、H1 maxQc= 212.63 m3sQc=66.68 m3s35.6P=2%QB=67.24m3sQB=15.46m3sH1 maxQc= 248.52 m3sQc=76.69 m3s41.65.2.3断面流速计算Vc 泥石流断面平均流速（ms）；泥石流中由含沙量变化而引起的流速修正系数；H 水力半径（m），一般可用平均泥石流泥位深H（m）代替；I 泥石流水力坡度（），一般可用沟床纵坡代替； 清水河床糙率系数，取20。表5-2 断面泥石流流速检算表断面位置沟坡（）1/n1/aH(m)V(m/s)1#谷坊0.12 20.0 0.602 3.0 8.81 2#谷坊0.21 20.0 0.60263、 2.0 8.78 3#谷坊0.13 20.0 0.602 2.5 8.02 4#谷坊0.14 20.0 0.602 2.0 7.18 5#谷坊0.27 20.0 0.606 1.6 8.60 6#谷坊0.07 20.0 0.606 2.0 5.07 7#谷坊0.27 20.0 0.606 1.6 8.60 1#拦砂坝0.27 20.0 0.606 1.6 8.60 2#拦砂坝0.1120.0 0.606 2.06.213#拦砂坝0.0720.0 0.606 2.55.88麻西沟排导槽0.1140.0 0.606 1.6 10.77 XX沟排导槽前段0.1140.0 0.606 1.5 10.64、31 后段0.1640.0 0.606 1.4 12.09 拦砂坝设计参数计算坝后泥石流堆积物重度：17.2kN/m3；拦砂坝圬工砌体重度：24 kN/m3；5.2.5地震荷载据中国地震动参数区划图国家标准（GB18306-2001）2008年第一号修改单：地震动水平参峰峰值加速度为0.20g，相应的地震基本烈度为度，设计地震分组为第二组，拟建工程按有关规定设防。5.2.6 各岩土层力学参数表5-3 碎石土主要力学指标建议值统计表岩土名称编 号容重（KN/m3）内摩擦角（）承载了特征值（KPa）压缩模量（MPa）松散碎石土17.212901.3稍密碎石土19.82324014松散块石土20.765、2630018.6稍密块石土22.12849019.6表5-4 岩体物理力学指标建议值统计表岩石名称重度(KN/m3)单轴天然抗压强度(Mpa)单轴饱和抗压强度(Mpa) 天然密度(g/cm3)承载力特征值(Kpa)强风化千枚岩126.35.862.8922.8600中风化千枚岩227.07.223.8224.61200根据勘察报告，环境水对混凝土不具任何腐蚀性，对砼及砼中钢筋均不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。5.2.7防治工程设计荷载组合与安全系数泥石流防治工程一般只考虑拦挡工程的设计荷载组合问题。根据相关规程、规范等的要求及县XX乡泥石流治理工程的特点，确定本次泥石流治理工程设计荷载组合见66、表5-5，以空库时过流情况作为控制设计的最不利工况，进行校核。根据城市防洪工程设计规范（CJJ5092）、防洪标准（GB 5020194）及水工设计手册对拦挡工程的抗滑、抗倾稳定安全系数等的规定，综合确定县XX乡泥石流治理工程的安全系数为：基本荷载组合下混凝土与土体的抗滑移稳定安全系数为1.15，抗倾覆稳定安全系数为1.3； 特殊荷载组合下混凝土与土体的抗滑移稳定安全系数为1.05，抗倾覆稳定安全系数为1.2。表5-5治理工程设计荷载组合表荷载组合工况主要考虑情况荷 载自重（W）冲击力（F冲）静水压力（P）土压力（E）扬压力（）地震力（QH）基本组合（1）满库+设计水位（2）半库+设计水位特殊67、组合（1）空库+校核水位 5.3防治技术方案的设计5.3.1工程治理目标XX乡泥石流沟自记载以来主要发生了两次较大规模的泥石流，并造成了危害，直接经济损失超过100万元，现在泥石流的直接危害对象是堆积扇体上的居户和驻乡各机关，扇体上的威胁人口2100人，可能造成的直接经济损失大于1亿，属特大型泥石流，进行治理是减灾、防灾的需要；同时XX乡地处峡谷地带，可供XX乡场镇所在地建设用地的空间较小，堆积扇成为了XX乡场镇规划建设区，必须开发利用，进行治理是XX乡建设的需要。进行泥石流治理的目标是确保扇体和县城老百姓的生命和财产安全，不再发生地质灾害，并确保泥石流堆积扇体的城市建设安全。5.3.2泥石流68、治理方案按泥石流治理的目标是减灾、防灾以确保城市规划建设的安全为目标。根据泥石流的危害对象，一般防治措施是采用固、排、拦挡、储淤、生物等工程措施进行综合治理。根据勘察报告，本泥石流沟具有如下特点： (1)、该泥石流沟具有物源点多，方量小，单个滑坡和崩塌的稳定性极差，大多已滑，滑体厚度小，滑动后滑体整体性差，滑床地层为强风化千枚岩，较破碎，不易采取工程措施进行治理；物源点在沟中上游，沟峡峡窄，交通不便等原因而不宜采用单个不稳定物源体进行治理的方案。(2)、泥石流上段斜坡两岸植被发育，泥石流中、下段斜坡两岸植被一般发育，不稳定体的出现主要是受地震、植被砍伐导致堆积物蠕动变形在雨水和沟水冲刷作用下诱69、发产生，对已滑斜坡植被作用不大。(3)、泥石流堆积区地形峡窄，没有适合储集泥石流物质的空地、荒地，无储淤场可选。(4)、XX河经过泥石流沟时多年平均流量为45.0m3/s，工作期间实测流量为5.5m3/s，根据调查访问近30年来的水位变幅3.2m(一般1m左右)，其最大流量为78.2m3/s，通过对XX河河床进行调查，该河具有较强的搬运能力，河床上以漂石为主，在漂石之间充填有卵石，漂石含量达35-55%，粒径20-100cm，部份漂石直径大于1m，根据泥石流的组成可以确定小于20cm的碎石和卵石XX河河水在洪水季节是可以搬运走的，为此可以采用排导的方式来疏散泥石流堆积。(5)、由于泥石流物源的70、组成中以角砾、碎块石为主，总体组成中角砾占15%，2-5cm碎石占30%，4-20cm占碎石占35%，大于20cm的块石占20%左右，可以采取拦挡措施将粒径大于20cm的块石拦在沟内。因此，对该泥石流的治理综合采用以下方案进行比选，拦排相结合的综合工程治理措施，考虑采用排导槽+单级拦沙坝或排导槽+多级谷坊坝方案进行治理。5.4分项工程设计5.4.1XX沟方案一：谷坊坝群+排导槽（推荐方案）该方案以排为主，在XX沟主沟沟岸发育的滑坡下游、堆积体及大型沟道堆积物的下游适当距离处设置谷坊坝共5道，支沟王家沟设置谷坊坝1道， 5#坝高2m，其余谷坊坝高均为5m。谷坊坝以稳固坡脚、控制物源、改善沟床比降71、为主要目的，且6#谷坊坝兼负消减洪峰流量降低泥石流流速以保护排导设施的作用。 流通区建排导槽，以喇叭口形式上接6#谷坊坝，下以入河口作终点，排导槽为光滑圆弧接直线组成。方案二：拦沙坝+排导槽（比选方案）该方案以拦为主，辅以排导，在主沟、支沟各设一处拦沙坝，其中主沟1#拦砂坝坝高10m，支沟2#拦砂坝坝高7.5m，排导槽前段以喇叭口束流，下以入河口作终点，排导槽为光滑圆弧接直线组成，主坝后均设副坝以保护主坝坝基。工程布置见附图NO:1-01。5.4.2XX沟方案一：拦沙坝+谷坊坝+排导槽(推荐方案) 该方案在4#滑坡下游适当距离处设置一道谷坊坝以固床压脚控制物源，流通区上方设置一道主拦砂坝 ，有72、效拦截泥石流所携带的大颗粒物质后剩余的夹细颗粒水流利用原沟道排泄。7#谷坊坝坝高5m，3#主坝坝高7m主坝后方设置副坝防护。设置底宽3.5m的小型排导槽，将剩余物质排导入主河。方案二：排导槽(比选方案)该方案为全排导的治理思想，即只在泥石流堆积区设排导槽，流通区和形成区不设防护工程，当排导槽底宽6m，高4米时，可将设计频率的泥石流顺利地排导到XX河内，在设计基准期内有效防止泥石流灾害的发生， 对洪水灾害等均有一定的调节作用， 但是受现场地形条件限制，该方案涉开挖道路约40m，沟口涵洞过流不满足设计要求需拆除重建，公路桥涵重建等代价较大。5.4.3 拦砂坝设计(1)拦砂坝回淤范围及库容计算拦砂坝73、的主要作用：1、拦蓄泥石流固体组颗粒，固定沟床、防止沟底下切、减缓纵坡，降低流速，稳定沟槽两岸，防止沟岸坍塌，减少泥沙汇入。2、控制行洪流路，确保行洪河段安全。在拦砂坝淤满后，回淤坡度根据下式计算：式中：泥石流谷坊坝回淤坡度，；泥石流沟原沟床天然坡度，。拦砂坝拦蓄泥沙量采用如下公式计算：式中：拦砂坝库容量，m3；拦砂坝净高，m。根据上述公式，结合沟床地形情况，各拦砂坝的库容量计算见下表5-7。表5-7 拦砂坝库容统计表名称坝高(m)平均宽度(m)沟床坡度回淤长度(m)库容(m3)1#拦砂坝10340.1405190302502#拦砂坝7.5130.069925911400XX沟1#拦砂坝72574、0.1405133109001#谷坊580.122810820002#谷坊5200.10515027003#谷坊5150.1364134504#谷坊5150.1688028005#谷坊2200.1264210006#谷坊5200.1051509507#谷坊5120.350741.893300(2) 计算参数根据勘查报告，设计坝3m以上，部分为以基岩（千枚岩）作为基岩持力层，另一部分基础为稍密块石土，地层承载力490kPa，基底摩擦系数f=0.53。承载力及沉降变形达不到要求的必须进行地基处理。(3) 荷载计算作用在拦档坝上基本荷载组合：坝体自重、泥石流压力、堆积物的土压力、过坝泥石流的动水压力75、水压力、扬压力、冲击力等。计算时取单宽计算。(1)抗滑移稳定性验算计算公式：Kc=fN/P式中：Kc抗滑安全系数； f坝底与坝基岩石之间的摩擦系数； N垂直方向作用力的总和（KN）； P水平方向作用力的总和（KN）。（2）抗倾覆稳定性验算计算公式：式中：K0抗倾覆稳定稳定系数；MN抗倾力矩总和（KN.m）Mp倾覆力矩总和（KN.m）（3）地基承载力验算计算公式：其中：式中：max为最大地基应力（KN）；min为最小地基应力（KN/m2）；N为垂直力的总和（KN）；B为坝底宽度（m）；e0为偏心矩；为地基容许承载力。（4）计算工况工况：自重+土压力+溢流压力+泥石流体水平压力+扬压力（满库容）76、；工况：自重+土压力+水压力+溢流压力+泥石流体水平压力+泥石流冲击力+扬压力（半库容）；工况：自重+ 水压力+泥石流冲压力+地震力（空库容）。工况、工况为设计工况，工况为校核工况。 （5）分项计算根据XX省地震重灾区XX市XX县XX乡泥石流应急勘查报告查得稍密块石土摩擦系数f=0.53。拦砂坝和谷坊坝主要受坝体自重（G）、泥石流压力、堆积物的土压力、过坝泥石流的动水压力、水压力、扬压力、冲击力等力的作用。1)坝体自重Wb： Wb=VbbVb坝体单宽体积m3；筑坝材料重度（KN/m3）一般浆砌块石坝的b可取24KN/m32)泥石流竖向压力包括土体重Ws和溢流重WfWf=hdd Ws=Vsc式中77、：hd为设计溢流体厚度（m）；d为设计溢流重度（KN/m3）；Vs作用于坝体斜面上的泥石流体积（m3）；c泥石流重度（KN/m3）3)堆积物的土压力或式中浮砂重度；为干砂重度；为水位重度；n为孔隙率；hs为水石流体堆积厚度；为浮砂内摩擦角；c泥石流重度（KN/m3）；Hc泥石流体泥深（m）；为泥石流体内摩擦角（一般取值410）。4)过坝泥石流的动水压力式中：Vc为泥石流的平均流速（m/s）；g为重力加速度，g=9.8m/s2；c为泥石流的重度（KN/m3）5)水压力式中：w为水体的重度；Hw为水的深度6)扬压力Fy式中：Fy为扬压力（kPa）；H1为坝上游水深（m）；H2为坝下游水深（m）；B78、为坝底宽度（m）；k为折减系数，可根据坝基渗透性参见有关规范而定7)冲击力Fc泥石流整体冲击力式中：F为泥石流整体冲击压力（kPa）；c为泥石流重度（KN/m3）；Vc为泥石流流速（m/s）；g为重力加速度（m/s2），g=9.8m/s2，为建筑物受力面与泥石流冲压方向的夹角（度）；为建筑物形状系数，圆形建筑物=1.0，矩形建筑物=1.33，方形建筑物=1.47。受冲击工程建筑物为墩、台或柱时泥石流大块石冲击力计算公式为式中：Fb为泥石流大块石冲击力（kPa）；E为工程构件弹性模量（kPa）；J为工程构件截面中心轴的惯性矩（m4）；L为构件长度（m）；V为石块运动速度（m/s）；W为石块重量（79、kN）；g为重力加速度；为块石运动方向与构件受力面的夹角。受冲击力建筑物为坝、闸或栏栅等，按下式计算：式中：Fb为泥石流大块石冲击力（kPa）；E为工程构件弹性模量（kPa）；J为工程构件截面中心轴的惯性矩（m4）；L为构件长度（m）；V为石块运动速度（m/s）；W为石块重量（kN）；g为重力加速度；为块石运动方向与构件受力面的夹角。8）计算结果见表5-85-11。表5-8 1#拦砂坝稳定性系数计算表工况坝体自重溢流重泥石流体水平压力过坝泥石流动水压力扬压力泥石流体冲击力基底摩擦系数抗滑稳定系数抗倾覆稳定性（满）1711230.9629.1686.68400.531.741.86（半）171180、214.3629.1686.684478.090.531.651.76（空）171132.9629.1686.6120478.090.531.171.73表5-9 2#拦砂坝稳定性系数计算表工况坝体自重溢流重泥石流体水平压力过坝泥石流动水压力扬压力泥石流体冲击力基底摩擦系数抗滑稳定系数抗倾覆稳定性（满）994.41221.0651.2543.1851.5700.533.8222.71（半）994.41166.61127.8143.1851.57199.890.532.741.78（空）994.4192.36281.2543.1835.82199.890.531.941.63表5-10XX沟1#81、拦砂坝稳定性系数计算表工况坝体自重溢流重泥石流体水平压力过坝泥石流动水压力扬压力泥石流体冲击力基底摩擦系数抗滑稳定系数抗倾覆稳定性（满）1100.09211.0229.04123.7227.7200.533.942.76（半）1100.09131.82108.04123.7227.72244.310.531.541.29（空）1100.0932.82219.04123.7219.404244.310.531.151.21表5-11地基承载力计算表项目垂直力总和（KN）坝底宽度（m）偏心距（m）最大基底应力（KP）最大基底应力（KP）1#拦砂坝1841122.8368.261.36 2#拦砂坝182、2048.91.1235.60 34.96 3#拦砂坝11567.20.9292.63 41.80 稍密块石土地基承载力特征值490KP，满足设计地基承载力要求。 三道拦砂坝坝体较高，相对高度较低的谷坊坝更为危险，因此分别对此三道拦砂坝进行稳定性验算。5.4.5 排导槽设计 （1）排导槽总体设计XX沟泥石流经过拦渣坝后，进入排导槽的流量占泥石流总量的80%左右，有20%的大块石留在拦渣坝的库区。泥石流总量为212.63m3/s，进入排导槽的流量为170.1m3/s为设计流量；XX沟泥石流泥石流总量为66.68m3/s，进入排导槽的流量为53.34m3/s为设计流量。 （2）、排导槽设计深度验算83、排导沟设计深度为设计泥石流流深加淤积高和安全超高。排导沟设计深度可按下式计算： H=He+Hi+HH-排导沟设计深度(m)； He泥石流设计流深(m)，2m；Hi泥石流淤积高度(m)，0m；H安全超高(m)，1.0m；湾道超高0.7m，验算结果XX沟排导槽内净空深4.0m是合适的；XX沟方案一高3.0m，方案二高4m是合适的。由于泥石流流速快、惯性大，故在弯道凹岸处有比水流更加显著的弯道超高。弯道凹岸处以曲率半径R=50m，加高0.7m。弯道与直线段采用圆滑弧线过度连接。由于排导槽深度较大，需采用放坡开挖的方法，放坡坡度以满足开挖沟槽稳定性为准，以保证施工安全，必要时还需做临时支挡。排导槽采用84、M10浆砌块石砌筑，堤面及顶面采用M10水泥砂浆勾缝。应先将泥石流沟内的水引流疏干，再进行排导槽开挖。若排导槽槽底有淤泥，应采用换土法或抛石法进行基槽处理，并对槽底进行碾压密实，对槽侧壁的回填区域也应进行碾压，避免采用膨胀性和高塑性土壤，并做到分层填筑，分层夯实。沿槽身每隔15m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内填沥青麻丝。 表5-15 断面泥石流流速检算表沟名沟坡（）1/n1/aH(m)V(m/s)麻西沟排导槽684m直墙段80.5m6.00 40.00 0.606 1.60 10.77 斜墙段503.5mXX沟排导槽沟口小桥往上67.4m6.00 40.00 0.606 1.50 10.31 85、后段87.6m9.00 40.00 0.606 1.40 12.09 （3）、原过水桥涵断面过流验算设计过流断面S=QVS-排导沟设计断面面积(m2)； Q泥石流设计进入排导槽设计流量(m3/s) ；V泥石流排导槽段设计流速(m/s) ；XX沟排导槽段设计过流断面S=170.110.77=15.8m2 四河桥桥下净宽8.0m，桥拱中轴高2m，过流面积约10.5m2，过流断面不满足过流要求，需要清淤且深挖2m加大过流断面到设计过流要求。 XX桥桥下净宽30.0m，桥拱中轴高高5m，过流面积约110 m2，能满足要求。XX沟排导槽段设计过流断面S=53.3410.31=6m2XX沟沟口涵洞净宽5.86、0m，高1.2m，过流面积约4 m2，不能满足过流要求，需要清淤且深挖2m加大过流断面到设计过流要求。 5.5 方案比选5.5.1 造价方面（1）XX沟从造价方面分析：方案一的工程总估算造价587.16万元；方案二为608.52万元，方案一优于方案二。（2）XX沟从造价方面分析：方案一的工程总估算造价208.41万元；方案二为208.95万元；因此从造价上来说，方案一与方案二差不多，但方案二涉开挖水泥道路约40m，沟口涵洞过流不满足设计要求需拆除重建，道路和公路桥涵重建等代价大，因而方案一优于方案二。5.5.2 施工技术工程治理方案主要为重力拦挡坝工程和排导槽工程，均为常规施工项目，施工难度小87、，而且两个方案均可达到泥石流灾害工程治理目的。从这方面考虑，两条沟方案一与方案二同样适用。 防治效果（1）XX沟XX沟方案一以谷坊群加排导槽，XX沟泥石流物源以沟道崩滑体为主，在影响较大的滑坡体及不稳定斜坡体下方设置多道谷坊坝回淤后压脚固坡，并且在沟道大型堆积体下方设计谷坊坝，可以有效控制暴雨条件下沟道堆积物揭底启动，在流通区适当设置排导槽，将小颗粒物质顺利排到河流，当拦砂坝淤满后排导槽可以继续起到防治泥石流的作用。XX沟方案二以拦砂坝加小型排导槽对控制物源启动方面效果要逊色于方案一，该地区工程地质条件较差，建大体积坝体的失稳的危险性要大于方案一，因此推荐方案一，方案二作为比选方案。（2）XX88、沟方案一在形成区和流通区设置和拦挡坝设置两道拦挡坝，对大颗粒固体物质进行拦挡，并起到稳固沟床、控制物源的作用，在堆积区设置小型排导槽，对拦挡后泥石流进行导流同时起到防洪的作用，拦挡结合，安全系数高，防治效果好。方案二只在堆积区设排导槽，虽然也可以排导设计流量泥石流效果，但综合来讲，方案一要优于方案二。5.5.4 社会影响两沟的工程治理方案均是使在一定范围内减少灾害的发生，保护人民群众生命财产安全及交通安全，有利于社会的安定和谐，同时可以保证规划用地，改善新城镇景观等。5.5.5推荐方案通过上述几方面的比较，可以看出：XX沟和XX沟的方案一在造价方面、 防治效果、社会影响等方面要优于方案二。按照89、“安全可靠，经济合理，技术可行，施工方便”的原则，经过综合比选，XX沟和XX沟均选择方案一作为推荐方案。表5-16 XX沟治理方案优缺点比较一览表项目方案方案一方案二技术可行性可行可行施工难易程度一般一般工程投资比较587.16万元608.52万元社会影响有益有益综合评定结果推荐方案比较方案治理方案选择治理方案放弃表5-17 XX沟治理方案优缺点比较一览表项目方案方案一方案二技术可行性可行可行施工难易程度一般一般工程投资比较208.41万元208.95万元社会影响有益有益综合评定结果推荐方案比较方案治理方案选择治理方案放弃5.6主要工程量主要工程量见表5-18。表5-18主体工程主要工程数量汇90、总表编号项目名称总长土方开挖石方开挖土方回填土方外运石渣外运M10浆砌石C15片石砼C25细石砼模板制安M10抹面伸缩缝(m)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m2)(m3)(m2)麻窝西沟方案一一排导槽工程620.00 5280.00 0.00 1252.00 4028.00 0.00 9780.00 0.00 0.00 0.00 0.00 590.00 620.00 5280.00 0.00 1252.00 4028.00 0.00 9780.00 0.00 0.00 0.00 0.00 590.00 二拦沙坝工程179.82 4081.00 854.00 91、984.00 3097.00 854.00 4769.00 0.00 820.00 0.00 2295.00 338.00 1#谷坊坝27.60 380.00 126.00 126.00 254.00 126.00 605.00 0.00 45.00 0.00 1026.00 58.00 2#谷坊坝29.90 822.00 205.00 130.00 692.00 205.00 869.00 0.00 150.00 0.00 323.00 65.00 3#谷坊坝32.90 793.00 198.00 192.00 601.00 198.00 932.00 0.00 135.00 0.00 2992、6.00 65.00 4#谷坊坝30.90 882.00 225.00 205.00 677.00 225.00 1020.00 0.00 150.00 0.00 270.00 65.00 5#谷坊坝37.82 670.00 0.00 171.00 499.00 0.00 563.00 0.00 180.00 0.00 134.00 20.00 6#谷坊坝20.70 534.00 100.00 160.00 374.00 100.00 780.00 0.00 160.00 0.00 246.00 65.00 合计9361.00 854.00 2236.00 7125.00 854.00 14593、49.00 0.00 820.00 0.00 2295.00 928.00 方案二一排导槽工程620.00 5280.00 0.00 1252.00 4028.00 0.00 9780.00 0.00 0.00 0.00 0.00 590.00 620.00 5280.00 0.00 1252.00 4028.00 0.00 9780.00 0.00 0.00 0.00 0.00 590.00 二拦沙坝工程106.53 2889.00 2022.00 570.00 2319.00 2022.00 445.00 5253.00 0.00 1400.00 1567.00 268.00 1#拦沙坝494、5.43 1759.00 1750.00 276.00 1483.00 1750.00 0.00 3926.00 0.00 1000.00 1004.00 168.00 2#拦沙坝27.20 800.00 200.00 204.00 596.00 200.00 0.00 1327.00 0.00 400.00 310.00 100.00 1#拦沙坝副坝20.40 150.00 30.00 40.00 110.00 30.00 295.00 0.00 0.00 0.00 200.00 0.00 2#拦沙坝副坝13.50 180.00 42.00 50.00 130.00 42.00 150.0095、 0.00 0.00 0.00 53.00 0.00 合计8169.00 2022.00 1822.00 6347.00 2022.00 10225.00 5253.00 0.00 1400.00 1567.00 858.00 倒阴沟方案一一排导槽工程175.00 3250.00 0.00 1100.00 2150.00 0.00 1843.00 0.00 0.00 0.00 0.00 102.00 175.00 3250.00 0.00 1100.00 2150.00 0.00 1843.00 0.00 0.00 0.00 0.00 102.00 二拦沙坝工程66.39 2434.40 3996、6.00 327.00 2107.40 396.00 582.60 1901.00 258.00 389.25 1106.60 100.00 1#拦沙坝35.80 2254.00 0.00 205.00 2049.00 0.00 0.00 1901.00 0.00 389.25 700.00 100.00 1#拦沙坝副坝9.90 72.40 0.00 14.00 58.40 0.00 84.60 0.00 150.00 0.00 75.60 0.00 7#谷坊坝20.69 108.00 396.00 108.00 0.00 396.00 498.00 0.00 108.00 0.00 331.97、00 0.00 合计5684.40 396.00 1427.00 4257.40 396.00 2425.60 1901.00 258.00 389.25 1106.60 202.00 一排导槽工程175.00 6800.00 1500.00 1200.00 5600.00 1500.00 3541.00 0.00 0.00 0.00 0.00 186.00 175.00 6800.00 1500.00 1200.00 5600.00 1500.00 3541.00 0.00 0.00 0.00 0.00 186.00 合计6800.00 1500.00 1200.00 5600.00 15098、0.00 3541.00 0.00 0.00 0.00 0.00 186.00 6工程监测设计6.1监测工程的目的与任务6.1.1监测目的通过对XX乡泥石流沟环境条件的系统监测，及时掌握泥石流的灾变动态，为今后的预测和防治工程提供必要的依据，实时验证设计方案，确保施工安全，并对工程防治效果进行检验。6.1.2监测任务针对XX乡泥石流灾害的具体特点以及主要防治工程类型，利用多种监测手段，建立全方位的立体式监测系统，采集、储存、传输数据，进行数据处理和信息反馈，研究掌握泥石流流域环境破坏过程与内外营力的关系，借助地质灾害预报的理论与方法，为选择最佳防治方案提供依据，对施工期间的工程施工进行监测，确99、保施工安全，为检验工程的防治效果提供科学依据。6.2设计原则与依据6.2.1设计原则（1）监测工作应做到重点突出，目的明确，以控制XX乡泥石流流域为准，并适当考虑邻区地质灾害对其产生的不良影响。监测重点放在泥石流流域，以及主要防治工程布置的区段。（2）监测工作以地表位移监测为重点，以仪器测量为主，辅以人工巡视和宏观地质调查。（3）监测内容主要包括变形位移监测、降雨、地表水及地下水动态监测、防治过程中的施工安全监测、防治效果监测。（4）监测网点应布设在对灾害有直接影响的地段，同时兼顾便于安装、维修和通视等条件。监测仪器应力求少而精，能满足实际需要。6.2.2设计依据（1）XX地震灾区重大地质灾害100、防治工程XX县XX乡泥石流应急勘查报告；（XX省XX局XX大队，2009年1月）；（2）滑坡防治工程勘查规范（DZ/T0218-2006）；（3）工程测量规范（GB50026-93）；（4）全球定位系统（GPS）测量规范（CH2001-92）；（5）国家三、四等水准测量规范（GB12898-91）。（6）泥石流灾害防治工程勘查规范（DZ/T0220-2006）6.3监测工程布置XX乡泥石流监测主要是了解施工期和运行期泥石流的活动范围与活动特征，为施工安全和检验治理工程效果提供可靠的信息。监测布置见图NO:1-01。6.4监测工程设计6.4.1影响因素监测XX乡泥石流的活动性受大气降雨、地表水入101、渗等因素影响，应对其进行必要监测。1）大气降雨监测降雨是地表水和地下水的来源，影响灾害体稳定性。可利用县的气象监测点，每日观测降雨量、降雨强度、温度、蒸发量、湿度等数据，绘制年、月降雨量变化曲线图，分析降雨、温度、蒸发量、湿度的变化特点。尤其应注意易产生泥石流的大强度、连续性降雨。在防治工程效果监测时，还应监测降雨全过程的降雨强度。采取自动监测雨量计监测。2）地表水监测地表水的搬运能力很强，易造成土的流失。为掌握XX乡泥石流沟的补、径、排水情况，采用雨量计观测降雨全过程流量，分析降雨对降雨入渗，坡体变形的影响及排水工程效果。流量监测点布设于泥石流沟内及防治工程排水沟内。对以上两个方面的监测工作102、可委托当地相关部门进行。6.4.2大地形变监测对泥石流流域变形监测主要针对泥石流流域内变形体监测和治理工程建成后对坝体变形的监测。设3个控制点，6个变形监测点。 采用采用全站仪每月观测、计算一次形变点位移量和速率。6.4.3施工期专题监测在防治工程施工过程中，应进行施工期间变形监测，综合分析各类影响坡体稳定性因素，并作为判断边坡稳定状态、指导工程实施、调节工程部署、安排施工进度、反馈设计，为防治工程效果检验提供依据。监测以24小时监测为宜，对坡体稳定性好，工程扰动小的地段可824小时观测一次；对在边坡体稳定性差，或工程扰动大的部位，力求形成完整的剖面，采用多种监测手段相互验证和补充。1）排导槽103、施工监测进行排水工程施工时，应监测沟道两侧及沟道纵向展布坡段的变形情况，确保施工安全。还应抽取具有代表性的区段进行排水沟道强度、抗冲刷能力监测，以保证施工质量。在暴雨、连续降雨和温度异常变化期间，要巡视监测各沟段，及时发现、消除淤积、修补被毁沟渠，防止地表水集中入渗。2）支挡工程施工监测在支挡工程施工期间，应监测开挖基坑及边坡的稳定性及支挡工程变形位移情况，确保施工安全，检验支挡工程效果。6.4.4活动迹象巡视监测活动迹象巡视监测是为了弥补仪器监测的片面性和局限性而设立的，采用宏观地质调查的手段，巡视监测内容包括：（1）地表及排水沟裂缝出现的位置、规模、延伸方向、发生时间等；（2）地表鼓胀位置104、范围、形态特征、发生时间等；（3）地面沉降位置、形态、面积、幅度、发生时间等；（4）塌方位置、范围、体积及发生时间等；（5）建筑物破坏和树木歪斜情况、发生时间等；（6）地下水露头变化情况，井泉流量，水质物化特征突变等。调查线路间距50100m，一般10天进行1次，雨季5天进行1次，强暴雨应适当加密观测。每次调查均应做好记录，必要时应拍照或录相，对变形强烈地段要设立连续观测点。如发生异常现象，经复查后，应立即报告。6.4.5监测技术及成果要求为保证今后监测工作的顺利实施及实施后工程的可用性，对监测技术及成果整理要求如下：（1）监测网点是整个监测工作的基础，其网点的建立应体现：精度高、稳定性好、105、误差小、数量合理；（2）监测的结果应及时进行记录；（3）数据采集应尽可能自动化，数据处理宜在计算机上进行，随时提供监测的原始资料。（4）监测数据测报系统包括现场监测、数据和图形处理，趋势及险情预报。监测成果以月报、季报、半年报、年报等综合分析报告形式提交，并及时反馈设计单位。6.5监测工程量监测人员配置及监测设备工作量见表6-1和表6-2。表6-1 监测人员配置表岗 位人 数备 注项目负责人1全面负责专业技术人员6专业测量人员2人，地质技术人员2人，施工技术人员2人、表6 -2 灾害群监测工作量表项目单位数量1.形变监测监点个62.测监控制点个33.水位监测个24.降雨监测个17 施工组织设计106、7.1施工条件1）交通条件XX乡泥石流治理工程项目位于县XX乡，受5.12地震影响XX乡通往县城交通中断，场镇有简易公路或小路通往施工区，交通条件一般。2）供电供水施工用水可从XX河内取水。施工用电可利用XX乡生活、生产输电线路就近牵线，适当加长原输电线路，并增配变压器来解决。3）施工场地拦沙坝工程施工区大部分位于泥石流沟内，施工场地条件较差；排导槽工程主要位于XX乡场镇，施工场地条件较好。治理工程施工可通过征用旱田、租用民房作库房等临时建筑之用。7.2天然建筑材料 防治工程主要包括拦沙坝和排导槽工程等，工程所需建筑材料主要为水泥、砂石料、木材及钢材等，各种建筑材料均可就近购进，其中用量较多的107、砂石材料，可在本地取材或附近砂石料场购进。为确保防治工程安全可靠，工程施工所需各类建筑材料质量必须满足设计要求，应附正式的出厂合格证及材质化验单。7.3施工方法及施工工序1）一般要求（1）施工前，应认真检查原材料的品种、型号、规格及各部件的质量，并应有原材料主要技术性能的检验报告。（2）材料要求水泥：宜使用普通硅酸盐水泥，不得使用高铝水泥。砂：应采用中砂，其含泥量不得大于全重的3%，且砂中所含云母、有机质、硫化物及硫酸盐等有害物质的重量，不得大于全重的1%。块石：应选用坚硬，中风化以上块石，其强度达到MU30以上。水：施工用水，不应含有影响水泥正常凝结硬化的有害物质，不得使用污水。（3）材料强108、度排导槽浆砌石砂浆采用等级为M10；挡土墙墙身及基础采用M10水泥砂浆砌MU30块石；（4）环保注意事项施工时除防护工程位置处因工程需要外，禁止随意破坏斜坡面原有植被。2）浆砌石施工要求块石砌筑宜用座浆法，要求砂浆饱满，石料使用前应洗刷干净。砌筑工艺总的要求为：平（砌筑层面大体平整）、稳（块石大面向下，安放稳实）、紧（石块间必须靠紧）、满（石缝要以砂浆填满捣实，不留空隙）。7.4施工交通运输治理工程沿泥石流沟展布，乡村公路不能达到的地方应修建施工临时道路。总体来说外部施工交通运输条件较好，场内交通条件相对较差一点。7.5施工总体布置该治理工程类型多、施工场地条件较复杂，有较大的施工难度，人员物109、质、交通运输、供电、供水、建筑材料等方面需做好总体调配、统筹安排。因此，施工总体布置安排应满足：（1）施工布置原则 施工布置以少占地，尽量减少对天然坡体的扰动破坏及对城区居民生产、生活带来的不利影响，临时设施距工地就近的原则，按施工工序有条理地进行。（2）施工布置 工程施工供水、供电、通讯等主要利用城区设施，综合加工、机械维修等也可可能利用区内已有设施或临时设置一些加工场和施工机械维修厂。施工现场根据需要设置小型块（碎）石料备料场、施工机械停放场、综合仓库、施工管理营地等。（3）施工运输 根据施工区具体情况，通过对运输成本的定性分析，防治工程外运至场内的物质采用机动车辆运输与人力运输相结合。（110、4）监测预警系统 治理工程施工的同时，建立施工期监测预警系统，确保施工安全。施工布置详见平面图NO:1-01。7.6施工总进度（1）工程筹建期筹建期由建设单位负责完成对外公路、施工用电、征地、招标、评标等工作，为施工单位进场创造条件，筹建期不计入总工期。（2）工程准备期准备期内进行临时工程修建和部份基础开挖，工期为第一个月。（3）主体工程施工期主体工程施工为第二个月第三个月，完成主要工程量。（4）工程完建期为工期的最后一个月，进行剩余工程的施工，做好工程区的水土保持、工程区绿化及清理现场。（5）施工总工期工程总工期拟定为9个月，拟定于2009年4月2009年7月。表7-1 治理工程施工进度工期111、2009年4月2009年5月2009年6月2009年7月施工总进度施工工期筹建期准备期主体工程施工(2个月)完建期(1个月)8 工程实施效果评价8.1 环境影响评价8.1.1对土地资源的影响工程建设所需块石料、砂石料、回填料、混凝土骨料、生产生活设施等要占用一定面积的土地。但可以利用居民闲置房屋以及其他闲置土地。除工程本身、原材料占地外，其他办公生活系统、机械修配系统、水电供应系统等主要利用村中现有设施。总体影响不大。8.1.2施工废水对水质的影响施工期生产废水主要来源于砂石料冲洗、混凝土拌和养护，主要污染物为悬浮物。混凝土骨料的加工处堆放石料场，混凝土搅拌站的废水，采取静置沉淀后排放，对江水112、质影响不大。因施工营地排放的生活废水量少，XX河稀释自净能力较大，生活污水经化粪池沉滤排放后，对江水水质不会造成明显的影响。8.1.3对空气质量的影响工程施工区紧靠场镇，汽车运输块石料所带来的灰尘及工程施工区的施工粉尘、燃油及生活燃煤等大气的主要污染源，在无风的情况下，可能对XX乡建筑物带来轻微的污染，施工期间附近空气质量将受到一定程度的不利影响。对此，应加强监测和进行控制。8.1.4对声环境的影响施工过程中，工程机械的使用，会带来噪声污染问题，本工程采用的机械设备主要为混凝土泵、反铲、推土机、振动碾、滑模、自卸汽车等，均会产生很大噪音。对居民的生活、工作有一定影响。对声源强度较大的作业应尽量113、避开夜间作业，同时加强监测和重视噪声治理。8.1.5对水土流失的影响工程实施后可避免或减小滑坡、危岩、泥石流发生所造成的灾害，并起到保护水土流失的作用，使滑坡堆积物水土流失现象得以有效治理。因此，工程本身就是一项水土保持工程，对治理水土流失的作用十分显著。工程对水土流失的不利影响表现在施工期，尤以施工中对桩孔、基槽的开挖影响最大。工程施工期的土地占用、临修运输道路，施工材料的堆存等将破坏部分人工植被和天然植被，也会造成一定的水土流失。因此，在施工期，必须做好水土保持工作，注意施工的顺序。8.1.6其他影响（1）对社会经济与生活质量的影响治理工程在施工期间，除占用道路外，还占用水、电等资源，对当114、地居民的生产、生活产生一定的负面影响。与此同时，却可拉动消费，促进社会经济发展。治理工程完建后，有效的保护泥石流影响范围内人民群众的生命财产安全，促进当地经济发展。（2）对人群健康的影响工程施工增加流动人员，有可能将某些疾病带入施工区附近；另一方面，在施工过程中，环境卫生状况较差，痢疾、肝炎、肺结核等肠道传染病的发病率可能提高。应加强工程建设环境卫生管理工作。8.1.7 交通影响治理工程的施工活动可能给区内交通增加压力，因此在施工过程中应加强施工交通的管理。8.1.8 综合评价和结论总体上，在工程施工期间，该治理工程施工对当地居民的生产、生活产生一定的负面影响，但本工程的建设对治理区灾害影响范115、围内的居民生命财产起到保护作用、美观场镇、带动地方经济的发展、水土保持作用，相对于本工程所造成的环境损失而言，利大于弊。在环境方面，没有影响本工程建设的制约因素。8.2 经济、社会效益评价8.2.1经济效益评价XX乡泥石流沟自记载以来主要发生了两次较大规模的泥石流，并造成了危害，直接经济损失超过100万元，现在泥石流的直接危害对象是堆积扇体上的居户和驻乡各机关，扇体上的威胁人口2100人，可能造成的直接经济损失大于1亿，进行治理费用概算为783万，进行治理是减灾、防灾的需要；同时XX乡地处峡谷地带，可供XX乡场镇所在地建设用地的空间较小，堆积扇成为了XX乡场镇规划建设区，必须开发利用，进行治理116、是XX乡建设的需要。本工程经济效益显著。8.2.2社会效益评价项目位于XX县XX乡。治理工程实施后，其社会、环保效益体现在社会效应：保证在相应的设计泥石流次数下不形成灾害保证社会稳定、建设和谐社会等方面起着重要作用；环境效应：减少水土流失、改善城镇景观、保护自然生态环境等方面的。防治工程建成后，能有效保护人民生命财产、公共设施的安全，对社会的安定团结有着重要意义，其社会影响极为深远。治理区地形坡度较大，地质条件差，斜坡表层大都是由崩坡积层和滑坡堆积层组成，结构多松散破碎，裂隙发育，岩石和土体裸露，加之本区暴雨时间集中、数量多且强度大，在暴雨诱发作用下，易发生不同程度的垮塌及滑移情况，水土流失较117、为严重。治理工程将起到减少自然斜坡的水土流失，保护自然生态环境，其环保效益显著。总之，对XX乡泥石流灾害进行工程防治是必要的、技术可行的。其治理工程措施，对环境无不良影响。在防治工程完成后，能起到保护环境，促进县XX乡的社会稳定，加快经济的发展的作用。9 结论与建议（1）XX乡泥石流为易发泥石流沟，危害性大、危险性大，需要进行工程治理。（2）XX乡泥石流防治工程一、二方案均采用拦、排、稳相结合的综合治理措施。经技术、环境、经济效益比选，推荐方案一。（3）XX乡泥石流防治工程措施采用拦挡坝（谷坊坝）控制来沙量和稳定沟床，排导槽控制泥石流归宿。（4）工程监测包括未治理前监测、施工监测和治理效果监测118、，主要监测泥石流沟内沟床地面位移、地表裂缝、拦沙坝坝前淤积、坝下游的冲淤、泥位、弯道超高及沟槽切割的变化。针对泥石流形成的特殊性，还应对泥石流沟雨情进行实时监测。（5）XX乡泥石流防治工程的环境保护主要针对泥石流治理前减少坡面松土，沟道堵塞，治理施工中加强管理减少弃土、弃渣对周边环境的影响。（6）XX乡泥石流泥石流治理费用估算：方案一：XX沟投资估算为587.16万元，XX沟投资估算为208.41万元，总投资795.57万元；方案二：XX沟投资估算为608.52万元，XX沟投资估算为208.95万元，总投资817.47万元。（7）建议按方案一进行初步设计和施工图设计。附件1XX地震灾区重大地质119、灾害防治工程XX县XX乡泥石流可行性研究报告计算书XX省XX局XX大队XX年XX月1 泥石流的特征参数1.1泥石流容重根据勘察报告，确定XX沟和XX沟泥石流容重分别为1.71t/m3和1.75t/m3。1.2泥石流流量、流速计算（1）采用雨洪法计算泥石流的峰值流量假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量 (计算方法查阅水文手册)，然后选用堵塞系数，按下式计算泥石流流量。1）、XX沟泥石流：QC =（1十）QPDC式中：QC 频率为P的泥石流洪峰值流量（m3s）；QP 频率为P的暴雨洪水设计流量（m3s），Qp=0.278 riF（C -W）/（H120、 c），计算值为0.68C 泥石流重度（tm3），试验确定为1.71；W 清水的重度（tm3），为1.0；H 泥石流中固体物质比重（tm3）， 试验确定为2.76；DC 泥石流堵塞系数，可查经验表为2.2。按此公式，在计算频率为20年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为57.53 m3/s，泥石流流量为212.63m3/s；在计算频率为50年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为67.24 m3/s，泥石流流量为248.52m3/s。2）、XX沟泥石流：QC =（1十）QPDC式中：QC 频率为P的泥石流洪峰值流量（m3s）；QP 频率为P的暴雨洪水设计流量（m3s）， Qp=0.278 riF；（121、C -W）/（H c），计算值为0.77C 泥石流重度（tm3）， 试验确定为1.75；W 清水的重度（tm3），为1.0；H 泥石流中固体物质比重（tm3）， 试验确定为2.72； DC 泥石流堵塞系数，可查经验表为2.8。按此公式，在计算频率为20年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为13.25 m3/s，泥石流流量为66.68m3/s；在计算频率为50年一遇的情况下，XX沟清水洪峰流量为15.46 m3/s，泥石流流量为76.69m3/s。(2)流速计算1）XX沟=6.8（ms）Vc 泥石流断面平均流速（ms）；泥石流中由含沙量变化而引起的流速修正系数；H 水力半径（m），一般可用平均泥石122、流泥位深H（m）代替；I 泥石流水力坡度（），一般可用沟床纵坡代替； 清水河床糙率系数，取20。2)XX沟=9.7（ms）Vc 泥石流断面平均流速（ms）；泥石流中由含沙量变化而引起的流速修正系数；H 水力半径（m），一般可用平均泥石流泥位深H（m）代替；I 泥石流水力坡度（），一般可用沟床纵坡代替； 清水河床糙率系数，取20。(3)一次泥石流过程总量计算一次泥石流总量Q可通过计算法和实测法确定。实测法精度高，但因往往不具备测量条件，只是一个粗略的概算。计算法根据泥石流历时T（s）和最大流量Qc（m3/s），按泥石流暴涨暴落的特点，将其过程线概化成五角形，按下式计算Q（m3）。1）、XX沟泥石123、流：Q = 0.264TQc=KTQcK=0.0378F=510 km2 K=0.113 一次泥石流冲出的固体物质总量QH（m3）：QH Q（C -W）/（H W）根据该公式，在计算频率为20年一遇的情况下，XX沟一次泥石流冲出的最大固体物质总量为29140.31 m3；在计算频率为50年一遇的情况下，一次泥石流冲出的最大固体物质总量为34373.30m3。2）、XX沟泥石流：Q = 0.264TQc=KTQcK=0.202当F5km2 K=0.202 一次泥石流冲出的固体物质总量QH（m3）：QH Q（C -W）/（H W）根据该公式，在计算频率为20年一遇的情况下，一次泥石流冲出的最大固体124、物质总量为10610.93 m3；在计算频率为50年一遇的情况下，一次泥石流冲出的最大固体物质总量为14314.04m3。2泥石流中石块运动速度计算在缺乏大量实验数据和实测数据阶情况下，为便于以堆积后的泥石流冲出物最大粒径大体推求石块运动速度的经验公式：2.1XX沟式中：泥石流中大石块的移动速度（ms）；泥石流堆积物中最大石块的粒径（m）；全面考虑的摩擦系数（泥石流容重、石块比重、石块形状系数、沟床比降等因素）。，平均3.6。根据调查泥石流沟中的最大块体粒径1.2m，可得出泥石流中大块石的移动速度为3.9m/s。2.2 XX沟式中：泥石流中大石块的移动速度（ms）；泥石流堆积物中最大石块的粒径125、（m）；全面考虑的摩擦系数（泥石流容重、石块比重、石块形状系数、沟床比降等因素）。，平均=3.6。根据调查泥石流沟中的最大块径0.8m，可得出泥石流中大块石的移动速度为3.13m/s。3 XX河XX乡泥石流沟入河口段挟沙能力估算单位时间内通过河流过水断面单位河宽的推移质数量成为推移质输沙率。由于影响推移质输沙率的因素很多，现阶段对推移质输移规律认识还不充分，再加上天然河流中实测推移质输沙率非常困难，测量精度差。梅叶彼德宽浅河槽公式试验资料较为广泛，且包括中值粒径的卵石试验数据，在公式推导过程中，考虑因素由简单道复杂，一步一步地找出偏差的原因并加以修正，最后得出一般性推移质输沙率公式，在应用道粗126、沙及卵石河床时，可靠性较大，是目前常采用的公式，故本次也采用该公式估算。梅叶彼德公式：0.0148=0.0379=348.32其中：qs推移质输沙率（）；n河床平整情况下沙粒糙率；n河床糙率；水密度（kg/m3）；s推移质比重（kg/m3），取2650 kg/m3；g重力加速度（m/s2），取9.8 m/s2；h水深（m），取5m；d粒径(mm)；d50床沙粒径代表值，取2mm；J河床比降()，取7.03；T时间（s），取3600s；v平均流速(m/s)，取6.9m/s；b河床宽度（m），取50m。=348.325036006.27104KN通过计算，XX河XX乡泥石流沟入河口段一小时推移质输127、沙量约6.27104KN，按泥石流固体物质比重26.5KN/m3，该段一小时内能输移2366m3泥石流中细颗粒固体物质，通过拦挡坝对泥石流中粗颗粒物质的有效拦挡，泥石流造成XX河堵塞的可能性较小。4断面流速检算Vc 泥石流断面平均流速（ms）；泥石流中由含沙量变化而引起的流速修正系数；H 水力半径（m），一般可用平均泥石流泥位深H（m）代替；I 泥石流水力坡度（），一般可用沟床纵坡代替； 清水河床糙率系数，取20。表4-1 断面泥石流流速检算表断面位置沟坡（）1/n1/aH(m)V(m/s)1#谷坊0.12 20.00 0.602 3.00 8.81 2#谷坊0.21 20.00 0.602 128、2.00 8.78 3#谷坊0.13 20.00 0.602 2.50 8.02 4#谷坊0.14 20.00 0.602 2.00 7.18 5#谷坊0.27 20.00 0.606 1.60 8.60 6#谷坊0.07 20.00 0.606 2.00 5.07 7#谷坊0.27 20.00 0.606 1.60 8.60 1#拦砂坝0.27 20.00 0.606 1.60 8.60 2#拦砂坝0.1120.00 0.606 26.213#拦砂坝0.0720.00 0.606 2.55.88麻西沟排导槽0.1140.00 0.606 1.60 10.77 XX沟排导槽前段0.1140.0129、0 0.606 1.50 10.31 后段0.1640.00 0.606 1.40 12.09 5 荷载计算作用在拦挡坝上基本荷载组合：坝体自重、泥石流压力、堆积物的土压力、过坝泥石流的动水压力、水压力、扬压力、冲击力等。计算时取单宽计算。5.1抗滑移稳定性验算计算公式：Kc=fN/P式中：Kc抗滑安全系数，可根据治理工程安全等级及荷载组合取值，安全稳定系数K取1.15； f坝底与坝基岩石之间的摩擦系数； N垂直方向作用力的总和（KN）； P水平方向作用力的总和（KN）。5.2抗倾覆稳定性验算计算公式：式中：K0抗倾覆稳定稳定系数取1.4MN抗倾力矩总和（KN.m）Mp倾覆力矩总和（KN.m）130、5.3地基承载力验算计算公式：其中：式中：max为最大地基应力（KN）；min为最小地基应力（KN/m2）；N为垂直力的总和（KN）；B为坝底宽度（m）；e0为偏心矩；为地基容许承载力。5.4计算工况工况：自重+土压力+溢流压力+泥石流体水平压力+扬压力（满库容）；工况：自重+土压力+水压力+溢流压力+泥石流体水平压力+泥石流冲击力+扬压力（半库容）；工况：自重+水压力+泥石流体水平压力+地震力（空库容）。5.5分项计算根据XX省地震重灾区XX市XX县XX乡泥石流应急勘查报告查得稍密块石土摩擦系数f=0.53。拦砂坝和谷坊坝主要受坝体自重（G）、泥石流压力、堆积物的土压力、过坝泥石流的动水压力131、水压力、扬压力、冲击力等力的作用。1)坝体自重Wb： Wb=VbbVb坝体单宽体积m3；筑坝材料重度（KN/m3）一般浆砌块石坝的b可取24KN/m32)泥石流竖向压力包括土体重Ws和溢流重WfWf=hdd Ws=Vsc式中：hd为设计溢流体厚度（m）；d为设计溢流重度（KN/m3）；Vs作用于坝体斜面上的泥石流体积（m3）；c泥石流重度（KN/m3）3)堆积物的土压力或式中浮砂重度；为干砂重度；为水位重度；n为孔隙率；hs为水石流体堆积厚度；为浮砂内摩擦角；c泥石流重度（KN/m3）；Hc泥石流体泥深（m）；为泥石流体内摩擦角（一般取值410）。4)过坝泥石流的动水压力式中：Vc为泥石流的132、平均流速（m/s）；g为重力加速度，g=9.8m/s2；c为泥石流的重度（KN/m3）5)水压力式中：w为水体的重度；Hw为水的深度6)扬压力Fy式中：Fy为扬压力（kPa）；H1为坝上游水深（m）；H2为坝下游水深（m）；B为坝底宽度（m）；k为折减系数，可根据坝基渗透性参见有关规范而定7)冲击力Fc泥石流整体冲击力式中：F为泥石流整体冲击压力（kPa）；c为泥石流重度（KN/m3）；Vc为泥石流流速（m/s）；g为重力加速度（m/s2），g=9.8m/s2，为建筑物受力面与泥石流冲压方向的夹角（度）；为建筑物形状系数，圆形建筑物=1.0，矩形建筑物=1.33，方形建筑物=1.47。受冲击工133、程建筑物为墩、台或柱时泥石流大块石冲击力计算公式为式中：Fb为泥石流大块石冲击力（kPa）；E为工程构件弹性模量（kPa）；J为工程构件截面中心轴的惯性矩（m4）；L为构件长度（m）；V为石块运动速度（m/s）；W为石块重量（kN）；g为重力加速度；为块石运动方向与构件受力面的夹角。受冲击力建筑物为坝、闸或栏栅等，按下式计算：式中：Fb为泥石流大块石冲击力（kPa）；E为工程构件弹性模量（kPa）；J为工程构件截面中心轴的惯性矩（m4）；L为构件长度（m）；V为石块运动速度（m/s）；W为石块重量（kN）；g为重力加速度；为块石运动方向与构件受力面的夹角。8）计算结果见表5-15-4。 表5-134、1 1#拦砂坝稳定性系数计算表工况坝体自重溢流重泥石流体水平压力过坝泥石流动水压力扬压力泥石流体冲击力基底摩擦系数抗滑稳定系数抗倾覆稳定性（满）1711230.9629.1686.68400.531.741.86（半）1711214.3629.1686.684478.090.531.651.76（空）171132.9629.1686.6120478.090.531.171.73表5-2 2#拦砂坝稳定性系数计算表工况坝体自重溢流重泥石流体水平压力过坝泥石流动水压力扬压力泥石流体冲击力基底摩擦系数抗滑稳定系数抗倾覆稳定性（满）994.41221.0651.2543.1851.5700.533.8135、222.71（半）994.41166.61127.8143.1851.57199.890.532.741.78（空）994.4192.36281.2543.1835.82199.890.531.941.63表5-3 3#拦砂坝稳定性系数计算表工况坝体自重溢流重泥石流体水平压力过坝泥石流动水压力扬压力泥石流体冲击力基底摩擦系数抗滑稳定系数抗倾覆稳定性（满）1100.09211.0229.04123.7227.7200.533.942.76（半）1100.09131.82108.04123.7227.72244.310.531.541.29（空）1100.0932.82219.04123.7219.404244.310.531.151.21表5-4地基承载力计算表项目垂直力总和（KN）坝底宽度（m）偏心距（m）最大基底应力（KP）最大基底应力（KP）1#拦砂坝1841122.8368.261.36 2#拦砂坝12048.91.1235.60 34.96 3#拦砂坝11567.20.9292.63 41.80 稍密块石土地基承载力特征值490KP，满足设计地基承载力要求。