吳云鳳

（中水北方勘測設計研究有限責任公司，300222，天津）

崖羊山水庫位于云南省思茅地區(qū)墨江哈尼族自治縣（左岸）和普洱哈尼族彝族自治縣（右岸）的界河李仙江上，工程建筑物由混凝土面板堆石壩、左岸溢洪道、右岸引水發(fā)電系統(tǒng)、泄洪（兼導流）洞、沖沙洞和地面廠房等組成，于2006年投入運行，水電站裝機2臺，總裝機容量120 MW。

2012年8月1日凌晨3時許，崖羊山水庫工程區(qū)遭遇短時強暴雨，引發(fā)大壩右壩肩下游隔界箐溝泥石流，泥石流沖毀了溝口漿砌石攔擋壩和攔擋壩外側連接大壩和廠房的場內道路，且越過道路下泄后，淤堵了泄洪洞出口明渠，影響了泄洪洞泄流，對大壩安全構成了威脅。

一、隔界箐溝泥石流產生條件分析

李仙江屬紅河水系，發(fā)源于云南省南澗縣南。李仙江流域地處云貴高原西南邊緣，橫斷山脈南段，為亞熱帶高原季風氣候區(qū)。受季風、地形影響，李仙江流域氣候復雜多變，流域多年平均年降水量1100～3000 mm，其極多雨區(qū)的多年平均年降水量2000～3000 mm。據(jù)工程較近的普洱縣氣象站記錄，多年平均年降雨量為1435 mm，多年平均最大一日降雨量73 mm，最大一日降雨121 mm。

隔界箐溝位于崖羊山大壩右壩肩下游，溝口正對泄洪洞泄水明渠。隔界箐溝流域面積約3.9 km2，干流長3.4 km，源頭海拔高程約2100 m，溝口高程約830 m，平均比降37%。隔界箐溝常年流水，溝谷呈V形，兩岸陡峭，溝內陡坎懸崖發(fā)育，且多有巨型孤石于谷底或邊坡、或彼此相互鑲嵌。順溝口向里，溝底出露巖石漸多，巖性以砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖為主；兩岸隨高程抬升，覆蓋層厚度增加，植被逐漸茂密。溝口約200 m范圍，在溝口攔擋壩攔擋下，形成比較開闊的場地，在工程建設期，曾作為工程的施工場地。2012年8月1日泥石流發(fā)生后，溝口原有攔擋壩被部分沖毀，溝內多處谷底出現(xiàn)明顯下切，兩岸部分區(qū)域覆蓋層出現(xiàn)小規(guī)?；Ｓ捎谀嗍靼l(fā)生時系短時極強暴雨，且發(fā)生在夜間，工程沒有記錄到泥石流發(fā)生時的相關基礎資料。

泥石流是特定地形、地質、氣候條件組合的產物。泥石流的形成，一般必須同時具備以下幾個基本條件：有豐富松散的土石碎屑等固體物質來源；短時間內可提供充足的水源激發(fā)；有利于貯集、運動和停淤的地形。

受突發(fā)水流影響，加之溝谷一般地形陡，坡度大，往往導致泥石流暴發(fā)突然，流動速度快。一般溝床的縱坡越大，越有利于泥石流的發(fā)生，且泥石流多形成在集水面積較小的溝谷。據(jù)有關資料統(tǒng)計，溝床比為降10%～30%溝谷的泥石流發(fā)生頻率最高，5%～10%和30%～40%溝谷的泥石流發(fā)生頻率相對較低；集雨面積0.5～10 km2的溝谷最易產生泥石流，面積小于 0.5km2和 10～50 km2的溝谷次之，面積大于50 km2的溝谷發(fā)生泥石流的現(xiàn)象較少。軟弱的巖性層、膠結成巖較差的巖性層及軟硬相間抗風化能力差的巖性層往往能提供較多的松散物；滑坡、崩塌也常成為泥石流的固體源，泥石流流動過程中的強烈沖刷、對岸坡的沖蝕，更激發(fā)了滑坡、崩塌的產生，形成滑坡、崩塌—泥石流—滑坡、崩坍的惡性循環(huán)。由于夏季夜間多暴雨，所以夜間發(fā)生泥石流的現(xiàn)象往往較多。

隔界箐溝溝谷下切，坡度陡，地形有利于泥石流發(fā)生；加之溝內出露巖石以砂巖、粉砂巖和粉砂質泥巖為主，巖性相對軟弱，抗風化能力低，為泥石流的發(fā)生提供了基礎料源；突發(fā)的局地降雨成為泥石流發(fā)生的水源和動力條件；遇強降雨沖刷或泥石流發(fā)生，溝底淤積物流失，兩岸坡積物失去支撐崩塌，形成了泥石流料源的補充。另外，工程建設和投運后，周邊地區(qū)人類活動加劇，原始植被遭受不同程度的損毀，導致水土流失加劇，提高了泥石流發(fā)生的可能性。

典型泥石流的發(fā)生，一般可分為形成、搬運和堆積三個區(qū)。就隔界箐溝而言，兩岸是泥石流的主要形成區(qū)，溝谷沿程是泥石流的搬運區(qū)，正常情況下，溝口是泥石流的堆積區(qū)。2012年8月1日隔界箐溝發(fā)生泥石流并危及工程安全，除降雨和泥石流料源補給外，溝口泥石流堆積區(qū)於滿、攔擋壩潰決是另一主要緣由。攔擋壩潰決一方面導致泥石流堆積區(qū)原有堆積物的下泄，另一方面溝口堆積物下泄后，導致了溝谷下切。溝谷下切后，除不利于兩岸邊坡穩(wěn)定，加大了泥石流料源供給外，還加大了溝谷縱坡，有利于泥石流的搬運輸送，增加了泥石流的動能，提高了泥石流的危害和破壞能力。

二、泥石流防治設計

1.泥石流防治原則與措施

泥石流治理的目標是控制泥石流發(fā)生和發(fā)展，減輕或消除對被保護對象的危害。隔界箐溝泥石流對工程威脅最大的是場內道路和大壩泄洪洞出口明渠，特別是后者，一旦淤堵，將對大壩安全泄洪造成影響，危及大壩安全。綜合隔界箐溝泥石流發(fā)生的特點和可能造成的影響，對隔界箐溝泥石流防治制定了“以防為主、防治結合、重點保護、綜合治理”的原則。具體措施包括:

①控制和減少泥石流固體物質來源，一是在地方政府的配合下，做好隔界箐溝小流域的植被保護和恢復，避免毀林和繼續(xù)開墾土地；二是在溝內鄰近溝口泥石流堆積區(qū)上游、狹窄溝谷出口設置攔擋壩 （#1攔擋壩），固床穩(wěn)坡，即穩(wěn)定溝底縱坡和兩岸邊坡，抑制溝谷的縱橫向侵蝕。

②恢復溝口攔擋壩（#2攔擋壩），形成一定的堆渣停淤庫容，以利泥石流固體物質的停淤，分流水沙。

③對溝口下游的排泄區(qū)進行整治，設置水、砂排導槽，對出溝水流和非常情況下越過攔擋壩下泄的泥石流進行歸順疏導，使其按規(guī)定路線下泄。

④加高泄洪洞泄水明渠及出口閘門室邊墻，防止泥石流進入明渠和閘門室，危及工程安全。

2.洪水及泥石流總量計算

隔界箐溝流域面積僅3.9 km2，干流長3.4 km，平均比降37%，依據(jù)云南省暴雨洪水查算手冊，采用小流域設計洪水計算方法，計算100年一遇暴雨洪水的清水洪峰流量為17.8m3/s；采用《泥石流災害防治規(guī)范》（DZ/T 0239—2004）提供的雨洪法計算，100年一遇暴雨相應的泥石流流量為66.75 m3/s，參考2012年8月1日泥石流發(fā)生的時間，按泥石流發(fā)生2 h估算，相應泥石流的總量為9.7萬m3，相應的固體物質總量為5.8萬m3。

3.攔擋壩設計

#1攔擋壩的主要作用是固床穩(wěn)坡，位于狹窄溝谷出口處，采用漿砌石重力壩，壩頂長20 m，壩高5.0 m，壩頂寬 1.5m，上游坡 1∶0.2，下游坡1∶0.8，壩頂中部設寬14 m、深1.0 m的溢流缺口，壩體設直徑110 mm、間排距2.0 m的排水孔，排水孔進口設反慮，壩體上游側一定范圍回填碎石及塊石，以提高上游透水性、減小作用于壩體的土壓力。

#2攔擋壩主要作用是形成停淤庫容，位于溝谷出口，在原受損攔擋壩位置恢復重建，壩高10.5 m，壩頂長 55.0 m，上游坡 1∶0.9，下游坡 1∶0.3，壩頂寬3 m，壩頂中部設寬30 m、深1.5 m的溢流缺口；壩體設直徑110mm、間排距2.0 m的排水孔，排水孔進口同樣設反濾，壩體上游側同樣一定范圍回填碎石及塊石。

#2攔擋壩壩體底部設2孔1.0 m×1.0 m（寬×高）排水涵洞，由#1攔擋壩下泄的常年流水經#1、#2壩之間的排水溝導排至排水涵洞，經排水涵洞下泄。#2攔擋壩下游設防沖、消能導水槽，將通過涵洞和壩頂溢流缺口的下泄水流消能后疏導至下游排水溝。

#1、#2攔擋壩之間的泥石流固體物停淤區(qū)需根據(jù)淤積情況不定期（特別是每年汛期到來之前和汛期）進行清理，以保持有效的攔蓄庫容。

4.導排槽及泄洪排沙洞出口建筑物邊墻加高

#2攔擋壩下游導排槽分正常排水溝和非常情況下越過#2攔擋壩的泥石流導排槽。隔界溝的正常水流通過#2攔擋壩底部兩個1.0 m×1.0 m排水涵洞排泄后，經壩后防沖、消能導水槽疏導至公路邊排水溝，排至下游河床。結合#2攔擋壩外側場內道路的走向與走勢、路面和兩岸地貌情況，將#2攔擋壩外側的場內道路作為泥石流導排槽的上游部分，其下游部分結合泄洪洞邊墻加高，利用泄洪洞邊墻與山體之間的空間作為泥石流導排槽的一部分，兩者之間修建專用泄槽連接段。當發(fā)生泥石流越過#2擋渣壩的非正常情況時，泥石流通過該導排槽排泄至下游河床。導排槽均為混凝土或鋼筋混凝土結構。

為有效保護泄洪洞啟閉設備及出口明渠，對啟閉機室和邊墻采用鋼筋混凝土進行防護加高。

三、結 語

隔界箐溝泥石流防護治理已于2013年完成投運。泥石流的防治需要標本兼治、工程措施和非工程措施的有效結合，從泥石流發(fā)生的源頭抓起，保護環(huán)境，減少人類活動對環(huán)境的破壞，減少水土流失，減少泥石流的發(fā)生頻率和每次泥石流的發(fā)生總量是最便捷和最有效的最終治理。

[1]中國地質調查局.中華人民共和國地質礦產行業(yè)標準：泥石流災害防治工程設計規(guī)范（DZ/T 0239—2004）[S].2004.

[2]趙健.我國泥石流防治措施研究[J]. 中國水利，2007（14）.