巖土工程知識泥石流對建筑的影響

時間：2024-10-07 14:08:53 巖土工程師我要投稿

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巖土工程知識泥石流對建筑的影響

　　導語：泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險峻的地區(qū)，因為暴雨、暴雪或其他自然災害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質(zhì)容量大和破壞力強等特點。發(fā)生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設施甚至村鎮(zhèn)等，造成巨大損失。

巖土工程知識泥石流對建筑的影響

　　一、泥石流基本概念

　　泥石流是暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流，它的面積、體積和流量都較大，而滑坡是經(jīng)稀釋土質(zhì)山體小面積的區(qū)域。典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當?shù)牡匦螚l件下，大量的水體浸透流水山坡或溝床中的固體堆積物質(zhì)，使其穩(wěn)定性降低，飽含水分的固體堆積物質(zhì)在自身重力作用下發(fā)生運動，就形成了泥石流。泥石流是一種災害性的地質(zhì)現(xiàn)象。泥石流經(jīng)常突然爆發(fā)，來勢兇猛，可攜帶巨大的石塊，并以高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大。它爆發(fā)突然、來勢兇猛，具有很大的破壞力。

　　泥石流流動的全過程一般只有幾個小時，短的只有幾分鐘。泥石流是一種廣泛分布于世界各國一些具有特殊地形、地貌狀況地區(qū)的自然災害。是山區(qū)溝谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激發(fā)的、含有大量泥沙石塊的介于挾沙水流和滑坡之間的土、水、氣混合流。泥石流大多伴隨山區(qū)洪水而發(fā)生。它與一般洪水的區(qū)別是洪流中含有足夠數(shù)量的泥沙石等固體碎屑物，其體積含量最少為15%，最高可達80%左右，因此比洪水更具有破壞力。

　　泥石流的主要危害是沖毀城鎮(zhèn)、企事業(yè)單位、工廠、礦山、鄉(xiāng)村，造成人畜傷亡，破壞房屋及其他工程設施，破壞農(nóng)作物、林木及耕地。此外，泥石流有時也會淤塞河道，不但阻斷航運，還可能引起水災。影響泥石流強度的因素較多，如泥石流容量、流速、流量等，其中泥石流流量對泥石流成災程度的影響最為主要。此外，多種人為活動也在多方面加劇這上述因素的作用，促進泥石流的形成。

　　二、泥石流的分類

　　按物質(zhì)成分分類

　　1、由大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成的叫泥石流;

　　2、以粘性土為主，含少量砂粒、石塊、粘度大、呈稠泥狀的叫泥流;

　　3、由水和大小不等的砂粒、石塊組成的稱之水石流。

　　按流域形態(tài)分類

　　1、標準型泥石流

　　為典型的泥石流，流域呈扇形，面積較大，能明顯的劃分出形成區(qū)，流通區(qū)和堆積區(qū)。

　　2、河谷型泥石

　　流域呈有狹長條形，其形成區(qū)多為河流上游的溝谷，固體物質(zhì)來源較分散，溝谷中有時常年有水，故水源較豐富，流通區(qū)與堆積區(qū)往往不能明顯分出

　　3、山坡型泥石流

　　流域呈斗狀，其面積一般小于1000㎡，無明顯流通區(qū)，形成區(qū)與堆積區(qū)直接相連。

　　按物質(zhì)狀態(tài)分類

　　1、粘性泥石流，含大量粘性土的泥石流或泥流。其特征是：粘性大，固體物質(zhì)占40-60%，最高達80%。其中的水不是搬運介質(zhì)，而是組成物質(zhì)，稠度大，石塊呈懸浮狀態(tài)，暴發(fā)突然，持續(xù)時間亦短，破壞力大。

　　2、稀性泥石流，以水為主要成分，粘性土含量少，固體物質(zhì)占10-40%，有很大分散性。水為搬運介質(zhì)，石塊以滾動或躍移方式前進，具有強烈的下切作用。其堆積物在堆積區(qū)呈扇狀散流，停積后似“石海”。

　　以上分類是中國最常見的兩種分類。除此之外還有多種分類方法。如按泥石流的成因分類有：水川型泥石流，降雨型泥石流;按泥石流流域大小分類有：大型泥石流，中型泥石流和小型泥石流;按泥石流發(fā)展階段分類有：發(fā)展期泥石流，旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。

　　由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人類對自然資源的開發(fā)程度和規(guī)模也在不斷發(fā)展。當人類經(jīng)濟活動違反自然規(guī)律時，必然引起大自然的報復，有些泥石流的發(fā)生，就是由于人類不合理的開發(fā)而造成的。近年來，因為人為因素誘發(fā)的泥石流數(shù)量正在不斷增加�？赡苷T發(fā)泥石流的人類工程經(jīng)濟活動主要有三個方面。

　　三、泥石流誘發(fā)因素

　　自然原因

　　巖石的風化是自然狀態(tài)下既有的，在這個風化過程中，既有氧氣、二氧化碳等物質(zhì)對巖石的分解，也有因為降水中吸收了空氣中的酸性物質(zhì)而產(chǎn)生的對巖石的分解，也有地表植被分泌的物質(zhì)對土壤下的巖石層的分解，還有就是霜凍對土壤形成的凍結(jié)和溶解造成的土壤的松動。這些原因都能造成土壤層的增厚和土壤層的松動。

　　不合理開挖

　　修建鐵路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理開挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、鐵路以及其它建筑活動，破壞了山坡表面而形成的。如云南省東川至昆明公路的老干溝，因修公路及水渠，使山體破壞，加之1966年犀牛山地震又形成崩塌、滑坡，致使泥石流更加嚴重。又如香港多年來修建了許多大型工程和地面建筑，幾乎每個工程都要劈山填�；蛱罘�，才能獲得合適的建筑場地。1972年一次暴雨，使正在施工的挖掘工程現(xiàn)場120人死于滑坡造成的泥石流。

　　不合理的棄土、棄渣、采石

　　這種行為形成的泥石流的事例很多。如四川省冕寧縣瀘沽鐵礦漢羅溝，因不合理堆放棄土、礦渣，1972年一場大雨暴發(fā)了礦山泥石流，沖出松散固體物質(zhì)約10萬立方米，淤埋成昆鐵路300米和喜(德)-西(昌)公路250米，中斷行車，給交通運輸帶來嚴重損失。又如甘川公路西水附近，1973年冬在沿公路的溝內(nèi)開采石料，1974年7月18日發(fā)生泥石流，使15座橋涵淤塞。

　　濫伐亂墾

　　濫伐亂墾會使植被消失，山坡失去保護、土體疏松、沖溝發(fā)育，大大加重水土流失，進而山坡的穩(wěn)定性被破壞，崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，結(jié)果就很容易產(chǎn)生泥石流。例如甘肅省白龍江中游現(xiàn)在是我國著名的泥石流多發(fā)區(qū)。而在一千多年前，那里竹樹茂密、山清水秀，后因伐木燒炭，燒山開荒，森林被破環(huán)，才造成泥石流泛濫。又如甘川公路石坳子溝山上大耳頭，原是森林區(qū)，因毀林開荒，1976年發(fā)生泥石流毀壞了下游村莊、公路，造成人民生命財產(chǎn)的嚴重損失。當?shù)厝罕娬f：“山上開畝荒，山下沖個光”。

　　次生災害

　　如云南省東川地區(qū)在1966年是近十幾年的強震期，使東川泥石流的發(fā)展加劇。僅東川鐵路在1970-1981年的11年中就發(fā)生泥石流災害250余次。又如1981年，東川達德線泥石流，成昆鐵路利子伊達泥石流、寶成鐵路、寶天鐵路的泥石流，都是在大周期暴雨的情況下發(fā)生的。

　　四、泥石流的危害

　　泥石流常常具有暴發(fā)突然、來勢兇猛、迅速之特點。并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用，其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更為廣泛和嚴重。它對人類的危害具體表現(xiàn)在四個方面。

　　對居民點的危害

　　泥石流最常見的危害之一，是沖進鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)，摧毀房屋、工廠、企事業(yè)單位及其他場所設施。淹沒人畜、毀壞土地，甚至造成村毀人亡的災難。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋區(qū)南拱泥石流，使新章金、老章金兩村被毀，97人喪生，經(jīng)濟損失近百萬元。

　　對公路和鐵路的危害

　　泥石流可直接埋沒車站，鐵路、公路，摧毀路基、橋涵等設施，致使交通中斷，還可引起正在運行的火車、汽車顛覆，造成重大的人身傷亡事故。有時泥石流匯入河道，引起河道大幅度變遷，間接毀壞公路、鐵路及其它構(gòu)筑物，甚至迫使道路改線，造成巨大的經(jīng)濟損失。如甘川公路394公里處對岸的石門溝，1978年7月暴發(fā)泥石流，堵塞白龍江，公路因此被淹1公里，白龍江改道使長約兩公里的路基變成了主河道，公路、護岸及渡槽全部被毀。該段線路自1962年以來，由于受對岸泥石流的影響己3次被迫改線。建國以來，泥石流給我國鐵路和公路造成了無法估計的巨大損失。

　　對水利水電工程的危害

　　主要是沖毀水電站、引水渠道及過溝建筑物，淤埋水電站尾水渠，并淤積水庫、磨蝕壩面等。

　　對礦山的危害

　　主要是摧毀礦山及其設施，淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產(chǎn)，甚至使礦山報廢。

　　五、在工程建筑中應注意的泥石流問題

　　減輕或避防泥石流的工程措施主要有：

　　1)跨越工程。是指修建橋梁、涵洞，從泥石流溝的上方跨越通過，讓泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。這是鐵道和公路交通部門為了保障交通安全常用的措施。

　　2)穿過工程。指修隧道、明硐或渡槽，從泥石流的下方通過，而讓泥石流從其上方排泄。這也是鐵路和公路通過泥石流地區(qū)的又一主要工程形式。

　　3)防護工程。指對泥石流地區(qū)的橋梁、隧道、路基及泥石流集中的山區(qū)變遷型河流的沿河線路或其它主要工程措施，作一定的防護建筑物，用以抵御或消除泥石流對主體建筑物

　　泥石流預防

　　雨水的沖刷、沖擊、側(cè)蝕和淤埋等的危害。防護工程主要有：護坡、擋墻、順壩和丁壩等。

　　4)排導工程。其作用是改善泥石流流勢，增大橋梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按設計意圖順利排泄。排導工程，包括導流堤、急流槽、束流堤等。