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巖土工程知識(shí)泥石流對(duì)建筑的影響
導(dǎo)語(yǔ)：泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險(xiǎn)峻的地區(qū)，因?yàn)楸┯�、暴雪或其他自然�?zāi)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(qiáng)等特點(diǎn)。發(fā)生泥石流常常會(huì)沖毀公路鐵路等交通設(shè)施甚至村鎮(zhèn)等，造成巨大損失。
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(dāng)?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(yùn)動(dòng)，就形成了泥石流。泥石流是一種災(zāi)害性的地質(zhì)現(xiàn)象。泥石流經(jīng)常突然爆發(fā)，來(lái)勢(shì)兇猛，可攜帶巨大的石塊，并以高速前進(jìn)，具有強(qiáng)大的能量，因而破壞性極大。它爆發(fā)突然、來(lái)勢(shì)兇猛，具有很大的破壞力。
泥石流流動(dòng)的全過(guò)程一般只有幾個(gè)小時(shí)，短的只有幾分鐘。泥石流是一種廣泛分布于世界各國(guó)一些具有特殊地形、地貌狀況地區(qū)的自然災(zāi)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(dá)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(chǎng)、礦山、鄉(xiāng)村，造成人畜傷亡，破壞房屋及其他工程設(shè)施，破壞農(nóng)作物、林木及耕地。此外，泥石流有時(shí)也會(huì)淤塞河道，不但阻斷航運(yùn)，還可能引起水災(zāi)。影響泥石流強(qiáng)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(duì)泥石流成災(zāi)程度的影響最為主要。此外，多種人為活動(dòng)也在多方面加劇這上述因素的作用，促進(jìn)泥石流的形成。
二、泥石流的分類(lèi)
按物質(zhì)成分分類(lèi)
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(chēng)之水石流。
按流域形態(tài)分類(lèi)
1、標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)條形，其形成區(qū)多為河流上游的溝谷，固體物質(zhì)來(lái)源較分散，溝谷中有時(shí)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(wú)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(lèi)
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(dá)80%。其中的水不是搬運(yùn)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(shí)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(yùn)介質(zhì)，石塊以滾動(dòng)或躍移方式前進(jìn)，具有強(qiáng)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(lèi)是中國(guó)最常見(jiàn)的兩種分類(lèi)。除此之外還有多種分類(lèi)方法。如按泥石流的成因分類(lèi)有：水川型泥石流，降雨型泥石流;按泥石流流域大小分類(lèi)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(lèi)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(lèi)對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)程度和規(guī)模也在不斷發(fā)展。當(dāng)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)違反自然規(guī)律時(shí)，必然引起大自然的報(bào)復(fù)，有些泥石流的發(fā)生，就是由于人類(lèi)不合理的開(kāi)發(fā)而造成的。近年來(lái)，因?yàn)槿藶橐蛩卣T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(lèi)工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)主要有三個(gè)方面。
三、泥石流誘發(fā)因素
自然原因
巖石的風(fēng)化是自然狀態(tài)下既有的，在這個(gè)風(fēng)化過(guò)程中，既有氧氣、二氧化碳等物質(zhì)對(duì)巖石的分解，也有因?yàn)榻邓形樟丝諝庵械乃嵝晕镔|(zhì)而產(chǎn)生的對(duì)巖石的分解，也有地表植被分泌的物質(zhì)對(duì)土壤下的巖石層的分解，還有就是霜凍對(duì)土壤形成的凍結(jié)和溶解造成的土壤的松動(dòng)。這些原因都能造成土壤層的增厚和土壤層的松動(dòng)。
不合理開(kāi)挖
修建鐵路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理開(kāi)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(dòng)，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(yán)重。又如香港多年來(lái)修建了許多大型工程和地面建筑，幾乎每個(gè)工程都要劈山填�；蛱罘�，才能獲得合適的建筑場(chǎng)地。1972年一次暴雨，使正在施工的挖掘工程現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)大雨暴發(fā)了礦山泥石流，沖出松散固體物質(zhì)約10萬(wàn)立方米，淤埋成昆鐵路300米和喜(德)-西(昌)公路250米，中斷行車(chē)，給交通運(yùn)輸帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。又如甘川公路西水附近，1973年冬在沿公路的溝內(nèi)開(kāi)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(huì)使植被消失，山坡失去保護(hù)、土體疏松、沖溝發(fā)育，大大加重水土流失，進(jìn)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(guó)著名的泥石流多發(fā)區(qū)。而在一千多年前，那里竹樹(shù)茂密、山清水秀，后因伐木燒炭，燒山開(kāi)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(kāi)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(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。當(dāng)?shù)厝罕娬f(shuō)：“山上開(kāi)畝荒，山下沖個(gè)光”。
次生災(zāi)害
如云南省東川地區(qū)在1966年是近十幾年的強(qiáng)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(zāi)害250余次。又如1981年，東川達(dá)德線(xiàn)泥石流，成昆鐵路利子伊達(dá)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(lái)勢(shì)兇猛、迅速之特點(diǎn)。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(yán)重。它對(duì)人類(lèi)的危害具體表現(xiàn)在四個(gè)方面。
對(duì)居民點(diǎn)的危害
泥石流最常見(jiàn)的危害之一，是沖進(jìn)鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)，摧毀房屋、工廠(chǎng)、企事業(yè)單位及其他場(chǎng)所設(shè)施。淹沒(méi)人畜、毀壞土地，甚至造成村毀人亡的災(zāi)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(jì)損失近百萬(wàn)元。
對(duì)公路和鐵路的危害
泥石流可直接埋沒(méi)車(chē)站，鐵路、公路，摧毀路基、橋涵等設(shè)施，致使交通中斷，還可引起正在運(yùn)行的火車(chē)、汽車(chē)顛覆，造成重大的人身傷亡事故。有時(shí)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(xiàn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如甘川公路394公里處對(duì)岸的石門(mén)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(zhǎng)約兩公里的路基變成了主河道，公路、護(hù)岸及渡槽全部被毀。該段線(xiàn)路自1962年以來(lái)，由于受對(duì)岸泥石流的影響己3次被迫改線(xiàn)。建國(guó)以來(lái)，泥石流給我國(guó)鐵路和公路造成了無(wú)法估計(jì)的巨大損失。
對(duì)水利水電工程的危害
主要是沖毀水電站、引水渠道及過(guò)溝建筑物，淤埋水電站尾水渠，并淤積水庫(kù)、磨蝕壩面等。
對(duì)礦山的危害
主要是摧毀礦山及其設(shè)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(bào)廢。
五、在工程建筑中應(yīng)注意的泥石流問(wèn)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(guò)，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(mén)為了保障交通安全常用的措施。
2)穿過(guò)工程。指修隧道、明硐或渡槽，從泥石流的下方通過(guò)，而讓泥石流從其上方排泄。這也是鐵路和公路通過(guò)泥石流地區(qū)的又一主要工程形式。
3)防護(hù)工程。指對(duì)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(xiàn)路或其它主要工程措施，作一定的防護(hù)建筑物，用以抵御或消除泥石流對(duì)主體建筑物
泥石流預(yù)防
雨水的沖刷、沖擊、側(cè)蝕和淤埋等的危害。防護(hù)工程主要有：護(hù)坡、擋墻、順壩和丁壩等。
4)排導(dǎo)工程。其作用是改善泥石流流勢(shì)，增大橋梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按設(shè)計(jì)意圖順利排泄。排導(dǎo)工程，包括導(dǎo)流堤、急流槽、束流堤等。
5)欄擋工程。用以控制泥石流的固體物質(zhì)和暴雨、洪水徑流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以減少泥石流對(duì)下游建筑工程的沖刷、撞擊和淤埋等危害的工程措施。攔擋措施有：欄渣壩、儲(chǔ)淤場(chǎng)、支擋工程、截洪工程等。
對(duì)于防治泥石流，常采用多種措施相結(jié)合，比用單一措施更為有效。
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