旺苍县某煤矿泥石流特征及防治对策

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摘 要：由于受连续强降雨影响，旺苍县某煤矿后侧沟谷岸坡发生大量的崩塌、滑坡等地质灾害，为该沟提供了丰富的松散固体物质。在强降雨激发下，一旦发生泥石流，将对沟口矿区安全造成严重危害。文章以该泥石流沟为例，在分析泥石流沟流域和泥石流基本特征的基础上，对物源储量进行估算，并根据泥石流危险性提出了相应的防治对策。

关键词：泥石流；特征；防治

中图分类号：P642.23 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）06-0114-02

该沟位于旺苍县某煤矿矿区后侧，沟口为煤矿风井机房、矿区道路，一旦发生泥石流，将直接威胁风机房人员、设备及矿区道路，可能造成的直接经济损失达500万以上，将严重影响矿区生产、生活及社会、经济发展。本文分析了泥石流沟流域和泥石流基本特征，预测了其发展趋势，并提出了相应的防治对策，以期为保障矿区人员的生命财产安全、稳定和保护当地经济持续发展提供指导。

1 泥石流流域自然条件及地质环境条件

1.1 气象水文

旺苍县属亚热带湿润季风气候，具有冬寒、夏热、春旱、秋润等特征。历年气温-5.7～37.0 ℃，年平均气温16 ℃，平均年降水量约1 197 mm，最大1 247.3 mm，最小580.9 mm，雨量多集中于6～9月，占年降雨量75%左右。无霜期约300 d，无冰冻期。

该区黄洋河为主要河流，河面宽约15 m，水深约0.5 m，流速较小，约为0.3 m/s，黄洋河流量一般为0.1793 m3/s，最大流量为98.28 m3/s。该泥石流沟为黄洋河左岸支流，主沟长约0.5 km，一般季节无水，据调查在降雨条件下，沟口最大流量约2.2 m3/s。

1.2 地形地貌

旺苍县地形北高南低，中间旺苍—乐坝为最低的槽谷，成为南北山区的天然分界，其北属大巴山—米仓山区，中深切割的中山地形。山脊线呈北东东向大致平行排列，由北向南渐次降低，一般海拔500～2 000 m，相对高差700～1 200 m，沟谷深切、谷坡陡峻，以凸坡为主，河床纵坡降最大40‰～50‰。

该煤矿矿区地势总体趋势为北高南低，北陡南缓，海拔最低547.1 m，最高1 290.7 m，相对高差约700 m，属四川盆地北缘中等切割的中低山地貌类型。

1.3 地层岩性

1.3.1 新生代全新统（Q）

区内地层主要为第四系全新统人工填土层、滑坡堆积层、冲洪积层、残坡积层、崩坡积层及三叠系上统须家河组砂岩、泥岩。其中，人工填土层主要为采矿弃渣，该层主要分布于泥石流沟中上部左岸斜坡，厚2～3 m；滑坡堆积层主要为含碎石粘土，粘土含量70%～80%，碎石含量20%～25%，碎石成分为泥岩、砂岩，粒径3～10 cm。该层主要分布于右岸区域的滑坡地带；冲洪积层主要为漂卵石，母岩为灰岩、砂岩，粒径一般20～55 cm，该层主要分布于黄洋河河道；残坡积层主要为含碎石粘土，含约15%碎石，粒径3～10 cm，不均匀含有块石；崩坡积层主要为碎块石，块石含量60%～70%，粒径一般8～100 cm，主要分布于沟谷及两岸缓坡地带。

1.3.2 三叠系上统须家河组（T3xj）

主要由泥岩、砂岩组成。泥岩呈灰黄色，泥质结构，薄层状构造，主要由粘土矿物组成，并不均匀夹有煤层、煤线；砂岩呈灰色，中粒结构，厚层—巨厚层构造，含少量长石及白云母碎片。

1.4 地质构造与地震

该矿区在大地构造区划上属西南地台的龙门山～南大巴山台褶带，龙门山北东向构造带、米苍山纬向构造带及其交汇带。区内主体构造为一简单单斜构造，沿走向和倾向均无明显的次级褶曲。地层为近东西走向，倾向南东，地层倾角东陡西缓。

据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），旺苍县地震设防烈度为6度，设计地震基本加速度为0.05 g，地震动反应谱特征周期为0.35 s。

2 泥石流发育特征

2.1 分区特征

按照流域、沟段的纵坡特征及泥石流在形成运动堆积过程中的侵蚀与堆积等作用下，可以将一个流域分为不同的功能区。由于该泥石流爆发后主要物质堆积在现有风机房及矿区公路上，后已被清运，故泥石流堆积区不明显，该沟流域主要划分为形成区及流通区。

2.1.1 形成区

泥石流形成区主要位于沟谷中上游滑坡段及采矿弃渣分布区。该区域主沟平均纵坡比降543‰，沟道呈“V”型，该段左岸边坡至沟底多被采矿弃渣覆盖，右岸边坡发育滑坡，目前滑坡堆积体已堆入沟内。横向上地形起伏自下游向上游逐渐变小，主要由矿渣堆积物、滑坡堆积物及崩坡堆积物组成，向沟谷外侧沿伸则多见基岩出露，纵向上沟谷形态呈曲线型分布，沟床纵坡比降变化较大，由于采矿弃渣的填埋及滑坡地质灾害的发生，该段沟谷形底部堆入大量松散堆积体，沟谷形状已不明显，从整体上看，已有从“V”型谷向“U”型谷转化的趋势。该区不良地质现象主要为沟床右岸边坡在降雨作用下形成的滑坡及左岸的采矿弃渣堆积，这些形成了泥石流固体物源的主要来源。

2.1.2 流通区

沟口位置以上为泥石流流通区。该区域主沟平均纵坡比降433‰，沟道呈“V”型，横向上主要由沟谷堆积、坡积群低高中山等地貌组成，纵向上沟谷形态呈曲线型分布，沟床纵坡比降变化不大，但局部有跌坎发育，谷底宽3～5 m，沟谷左岸坡度约40°，右岸坡度约20°，植被覆盖率超过60%。无不良地质现象的发生，主要固体物源为沟床及附近岸坡的崩塌堆积碎块石。

2.2 物源类型及特征

通过调查，该沟流域内泥石流固体物源主要分布在形成区，主要有三种类型物源：流域中上游形成区边坡松散物质在降雨作用下形成的滑坡体及小煤窑开采过程中形成的采矿弃渣、中下游呈块状分布的崩坡堆积碎块石，松散物源以滑坡堆积体和采矿弃渣为主。采用现场实地测绘、井探和槽探情况，获得流域内松散固体物源方量约1.21×104 m3，可能参与泥石流活动的动储量约1.03×104 m3，详见表1。

2.3 物源补给方式

根据形成区及流通区的地形条件及松散物质的堆积特征，其补给方式有：

①沟谷岸坡滑坡补给。沟谷上游右岸在连续强降雨影响下发生了滑坡地质灾害，部分滑坡体进入沟谷，滑坡区存在大量的松散堆积体，由于滑坡在遭受降雨或地表水冲刷作用下易发生二次滑坡，并且会引起上部斜坡发生滑移，造成该泥石流沟新的松散物源，补充泥石流物质来源，是泥石流的重要补给段。

②采矿弃渣补给。由于民间小煤窑露天开采，采矿弃渣随意堆载于左岸岸坡及沟底局部，该堆积体土体结构松散，随着雨水及地表径流的冲刷，可能造成大量采矿弃渣落入沟谷，补充泥石流物质来源。该类物质为泥石流的主要补给源。

③沟床堆积物补给。在沟谷中下游沟底及两侧存在有早年的崩坡堆积体，在泥石流作用下，由于短时径流量的增加，侵蚀能力增强，可能冲刷沟床中的堆积物补充泥石流物质来源。

3 泥石流危害程度预测

该沟作为一条泥石流沟，沟谷较深、岸坡较陡，地形破碎，滑坡、崩塌发育，固体松散物质储量较大，植被差，沟内没有任何拦挡、排导、护岸设施，滑坡、崩塌未进行治理，沟口没有泥石流排泄通道，大规模泥石流出沟后将直接堆积在沟口。而该区域是矿区生产的重要场所以及矿区道路，泥石流的发生必然会严重影响矿区生产、生活及社会、经济发展，危害程度高，将会造成很大损失。

4 泥石流防治措施建议

针对该泥石流的物源、纵坡降以及泥石流特征，建议本次治理工程主要以拦砂稳坡为主，通过设置拦砂坝和谷坊群控制一定的泥石流固体物源，尽量减少固体物源进入沟谷，从而起到降低泥石流发生规模的作用。具体建议如下：

①由于主沟中下游纵坡较大，沟谷断面较小，只有在沟口上部有一相对开阔的谷地，可在沟口两岸基岩出露处修建1座拦砂坝，一方面起到拦砂作用，另一方面可有效起到稳固沟床堆积体的作用。

②由于沟谷岸坡存在滑坡松散体，建议在滑坡下部修建护脚挡墙，平整坡面，做好截排水，以稳固滑坡松散堆积体，防止发生二次滑动。

③对沟谷中上游岸坡的采矿弃渣，建议在该堆积体下部修建护脚挡墙，可有效起到稳定岸坡的作用，防治其进入沟谷补充泥石流固体物质。

④在沟谷上游区实行封山育林，做好水土保持工作。

参考文献：

[1] GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].

作者简介：何进（1984-），四川成都人，助理工程师，大学本科，主要从事岩土及水文地质勘察工作。