摘要：泥石流以暴发频次高、突发性高、流速快、破坏性强为特点，常冲毁道路、桥梁、耕地等，给人民的生命、财产带来严重危害。本文通过对S103线兰州至黄河石林公路什川至青城段公路工程勘察时所遇的典型泥石流区的地形地貌、地层岩性、地质构造等泥石流形成条件的分析，探讨了降雨、地震等诱发泥石流的因素，研究了泥石流分布特点，对泥石流在类似工程地质条件下建设公路工程中应该注意的问题，提出防治措施及建议。
关键词：泥石流；形成条件；防治措施及建议
1引言
我国山地面积广阔，新构造运动强烈，断裂构造发育，地形复杂，成为世界上泥石流最发育、危害最重的国家之一。近年来我国山区公路、铁路、桥梁等工程建设遭受到泥石流灾害严重影响，因而对泥石流灾害的研究愈来愈引起世人的高度重视[1]。
S103线兰州至黄河石林公路什川至青城段公路工程路线总体走向大致自西南向东北（图1），项目起点位于什川镇，由西向东，经十字沟、刮风圈沟等，设置特大桥跨越黄河，终点与青城黄河大桥顺接。本项目起点和终点路段，为黄河阶地，地形平坦开阔，中间路段为构造剥蚀（侵蚀）中山地貌，地形起伏大。本文在现有研究成果的基础上，依托本项目泥石流的发育特征，通过对泥石流形成条件的分析，探讨了降雨、地震、人为活动等诱发泥石流发生的因素，研究了泥石流分布特点，旨在能为今后的工程建设提供设计防治措施及参考。
2泥石流形成条件分析
2.1地形地貌条件
地形条件制约着泥石流形成、运动、规模等特征。主要包括泥石流的沟谷形态、沟谷纵坡降、沟坡坡度、集水面积和斜坡坡向等[2]。
项目区处于皋兰、榆中地区在大地构造单元上位于祁吕贺山字型构造体系的前弧内侧，陇西系马啣山、兴隆山旋回折带、河西系庄浪河凹陷带与兴隆山隆起带三大构造体系的复合部，断裂构造发育。线路途经地带总体南低北高，属中山区。项目区起终点段地形平坦开阔，中间段山高谷深，冲沟发育，路线区域最低点为终点处，海拔约1447米；最高点为刮风圈隧道附近，海拔约1848米，落差较大，沟壑交错，沟谷坡面陡峻破碎，坡体的固体物质易汇聚于沟道内，为泥石流的形成提供了有利的地形条件。
2.2地层岩性
项目区分布的泥岩类和砂、砾岩互层，岩质较软，强度较小；项目中间路段褶皱、断裂发育，分布的花岗岩、片岩类，由于物理和化学风化作用强烈，导致岩体崩解，形成块石、碎屑和砂粒，进而易引发泥石流。
当斜坡岩体卸荷裂隙发育，滑坡、崩塌等现象越发育，坡脚松散土层也就越多，这些因素可为泥石流发育提供固体物源。
2.3水源条件
水既是泥石流的重要组成成分和搬运介质。泥石流水源有降雨、冰雪融水和水库溃决溢水补给等。
项目区内发育有黄河支沟鹊鸽沟、石柱子沟等地表水流；地表水系呈树枝状分布；降雨一般历时短、强度大，地下水水量丰富。
2.4人类活动与植被条件
由于人类对自然资源的不合理开发及建设项目中的开挖填方等施工，破坏了植被和地表结构，加重水土流失，常造成基岩裸露、植被灭绝，并引起坡面局部的滑动和坍塌，在沟内形成碎屑堆积物，为引发泥石流提供充足物源。
3泥石流形成的诱发因素
3.1降雨因素
3.1.1气象特征
测区属中温带大陆性干旱、半荒漠气候区。四季分明，光照充足，气候干旱，多风少雨，冬少严寒，夏少酷暑，境内四季少云多晴，降水稀少。
3.1.2水系、水文
线路跨越黄河及支沟鹊鸽沟、石柱子沟等季节性地表水流。降雨历时较短、强度大，为泥石流的发生提供提供水动力条件。
3.2地震因素
沿线地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为七度。测区内有白银白杨树沟区域性大断裂、青岩沟～十字沟次级断层、东河口～白叶岔次级断层三条断裂通过。
白银—白杨树沟断裂走向北东20～25°、倾向北西（倾角约70°～80°）（图1），该断层延伸长度80Km左右，断层破碎带附近的花岗岩和片岩节理发育，较破碎。沿断层带发育有十字沟、刮风圈沟等山间沟谷[3]，谷底开阔，呈“U”形，堆积有大量漂、卵、块石，由山坡破碎岩块崩落并经水流搬运而堆积于沟谷内。
地震力可使岩体结构疏松，引发大量滑坡、崩塌，特别是在Ⅶ度以上的地震烈度区，对岩体结构和斜坡的稳定性破坏尤为明显。
图1项目区区域地质图（1/20万）
4泥石流的防治原则与措施
4.1防治原则
改善生态环境，保护水土资源；加强对泥石流沟口、上游物源区、有灾害隐患的居民点等的调查，合理设置泥石流预防工程措施。
4.2工程措施
（1）跨越工程。是指修建桥梁、涵洞，从泥石流沟的上方跨越通过，让泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。
（2）穿过工程。指修隧道、明硐或渡槽，从泥石流的下方通过，而让泥石流从其上方排泄。
（3）防护工程。指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的沿河线路作一定的防护建筑，用以抵御泥石流对主体建筑物的冲刷、侧蚀等危害。可采取：护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。
（4）排导工程。改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。可采取流堤、急流槽、束流堤等。
（5）拦挡工程。用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等。拦挡措施有：栏渣坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等。
为了降低泥石流对S103线兰州至黄河石林公路什川至青城段公路工程造成的损失和危害，现对不同的重要工程采取的防治措施进行简单介绍。
4.2.1隧洞工程
刮风圈隧道全长2070m，地面高程1679-1842m，隧道进口路肩标高1680.73m，出口路肩标高1666.98m，隧道最大埋深157m。隧址区距白银-白杨树沟断裂较近，为确保安全，应调整线路高程，抬高上跨或者压低下穿，按照早进洞晚出洞的原则并相应的接长明洞。对于其他可以绕避泥石流的隧道工程，采取尽可能绕避的选线原则。
4.2.2路基工程
路基全长3800m，路基工程范围内覆盖层为坡、洪积层，基岩为片岩及花岗岩，且出露基岩比较破碎，在路基局部段落有季节性支沟穿过。建议在河流与路基交汇的中、上游地段分级修建混凝土坝、格栅坝或拦沙坝工程，将山洪泥石流改变为一般洪水。对于其他工程，线路应尽量避开泥石流，在堆积区前缘以路堤填方工程通过。
4.2.3桥梁工程
大峡黄河特大桥全长1658m，桥址范围内分布坡、洪积层及粉质粘土，基岩为泥岩、砂岩，岩层较破碎。应尽可能加大孔径留足净空，为泥石流的排放预留足够的高度和宽度。有些工程泥石流的组成物质块石颗粒巨大，设置拦石坝等工程设施收效甚微时，必须避开该泥石流。
5结论
通过对S103线兰州至黄河石林公路什川至青城段公路工程初步勘察阶段涉及到的泥石流形成条件的分析，探讨了泥石流发生的各种诱发因素，并针对公路建设中不同类型的工程设置提出了工程措施建议，总结如下：
（1）绕避处于发育旺盛期的特大型、大型泥石流或泥石流群，以及淤积严重的泥石流沟；
（2）远离泥石流堵河严重地段的河岸；
（3）线路高程应考虑泥石流发展趋势；
（4）峡谷河段以高桥大跨通过；
（5）宽谷河段，线路位置及高程应根据主河床与泥石流沟淤积率、主河搬动趋势决定；
（6）线路跨越泥石流沟时，应避开河床纵坡由陡变缓河平面上急弯部位，不宜压缩沟床断面，改沟并桥或沟中设墩，桥下应留足净空；
（7）严禁在泥石流扇上挖沟设桥或做路堑。
参考文献
[1]唐邦兴，吴积善.山地自然灾害(以泥石流为主)及其防治[J].地理学报，1990年02期.
[2]工程地质手册编委会.工程地质手册（第五版）[M].中国建筑工业出版社，2018年04月.
[3]苏交科集团股份有限公司.S103线兰州至黄河石林公路什川至青城段公路工程[R].2017年10月.
收稿日期
作者简介：周国胜，男，1989年生，工程师，主要从事岩土工程勘察、设计工作。E-mail:867743687@qq.com。
论文作者:周国胜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签：泥石流论文; 黄河论文; 工程论文; 条件论文; 地形论文; 路基论文; 兰州论文; 《基层建设》2018年第34期论文;