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（地礦眉山工程勘察院四川眉山620010）

四川某石棉礦尾礦庫(kù)(泥石流)防治工程分析

■龔自文岳海周小林

（地礦眉山工程勘察院四川眉山620010）

依據(jù)“水石分離原則”，對(duì)該尾礦泥石流溝進(jìn)行綜合分析，提出了相應(yīng)的綜合防治措施。分析表明：由于礦渣提供了大量物源，而溝域暴雨洪水量大以及有利的地勢(shì)，造成了較大的礦渣泥石流隱患。采用上游修復(fù)泄洪引水隧洞，下游壩體加固+尾礦庫(kù)上修建排導(dǎo)槽進(jìn)行治理。

尾礦庫(kù)（泥石流）水石分離碾壓混凝土

1　概況

由于山體開(kāi)發(fā)石棉礦，幾十年的采礦過(guò)程中，平均每年有大量尾礦渣進(jìn)入支溝堆積，共堆積了三條較大支溝礦渣。最外側(cè)尾礦渣已完全匯集于主溝內(nèi)，形成尾礦庫(kù)，庫(kù)容約1550萬(wàn)方尾礦。溝內(nèi)兩個(gè)尾礦坡堆積體，主要位于坡體上，尚未匯集于主溝內(nèi)，但是礦體體積巨大，同時(shí)山坡坡度較大，在洪水及坡面流的作用下，也將最終沖入現(xiàn)有尾礦壩。

由于物源主要為礦渣，2001年4月3日～4月6日石棉地區(qū)連降暴雨，溝內(nèi)山洪爆發(fā)，上游泄洪隧洞口被枯樹(shù)等堵塞，以致于鄰近攔水壩處的無(wú)名湖潰決，近10萬(wàn)方的洪水沖向尾礦壩，致使尾礦壩在4月6日凌晨壩體由右側(cè)破壞，形成60多米寬、20多米深的缺口，并在壩體左側(cè)10米和26米處形成兩條貫穿壩體的裂縫，10米處裂縫鄰近段于4月30日跨塌，尾礦壩至此實(shí)際已破壞近86米，占?jí)误w總長(zhǎng)度的64%，沖走礦渣約30萬(wàn)方。由于現(xiàn)有尾礦庫(kù)庫(kù)容已接近飽和，因此，在洪水到來(lái)時(shí)將可能形成礦渣泥石流，危害下游人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，采用有效的工程措施進(jìn)行治理是十分緊迫和必要的。

2　基本特征

溝道全長(zhǎng)21km，流域面積61km2。溝道水流由南向北，為一常年性流水的溪溝，溝內(nèi)水流流量變化大，枯水季節(jié)的水流量一般為1m3/S，雨季（每年5—9月）最大洪峰流量可達(dá)40m3/s—200m3/S。

溝道流域處于川西高原與四川盆地過(guò)度帶山地，屬橫斷山脈大雪山東部小相嶺山脈的高山～中山區(qū)。地勢(shì)總體上南高北低，溝谷縱坡降到13～18%。流域內(nèi)南部最高海拔3760m，依此下降到北部溝口海拔～1170m，相對(duì)高差達(dá)2590m。山高谷深，山勢(shì)陡峭，河流溝谷比降大，為泥石流的形成提供了有利的地形條件。

由于物源主要為礦渣，2001年4月3日～4月6日石棉地區(qū)連降暴雨，溝內(nèi)山洪爆發(fā)，泄洪隧洞口被枯樹(shù)等堵塞，以致于鄰近攔水壩處的無(wú)名湖潰決，近10萬(wàn)方的洪水沖向尾礦壩，致使尾礦壩在4 月6日凌晨壩體由右側(cè)破壞，形成60多米寬、20多米深的缺口，并在壩體左側(cè)10米和26米處形成兩條貫穿壩體的裂縫，10米處裂縫鄰近段于4月30日跨塌，尾礦壩至此實(shí)際已破壞近86米，占?jí)误w總長(zhǎng)度的64%，一次沖走礦渣約30萬(wàn)方。每年雨季，極易誘發(fā)礦渣泥石流，沖出礦渣幾千方至幾萬(wàn)方不等。

3　治理方案

采用綜合治理“上游格柵壩+隧洞引水+下游排導(dǎo)槽”的方案，具體方案如下：

（1）對(duì)溝道上游距溝口約5.5km的泄洪隧洞（引向無(wú)泥石流的沖溝）進(jìn)行修復(fù)，隧洞長(zhǎng)1856m，目前隧道已嚴(yán)重?fù)p壞，特別是隧道底部沖蝕深度最深處達(dá)3米，嚴(yán)重?fù)p壞長(zhǎng)度達(dá)900米，底部局部沖蝕600米。隨著沖蝕的繼續(xù)發(fā)展，隧道存在坍塌的可能。隧道一旦發(fā)生坍塌，將完全喪失泄洪功能，上游56Km2流域的洪水將直接沖刷下游尾礦堆積區(qū)，形成泥石流災(zāi)害；隧道破壞以深坑沖刷和邊墻沖刷為主，因此，本次工程修復(fù)措施為：一、以填平隧道沖坑，將常水流束窄至中部，防止對(duì)邊墻的沖刷；二、放緩隧道底部坡度，加大隧道沿程水力損失和局部水力損失，減小流速，將隧道水流控制在恒定明渠流的流速內(nèi)。放緩坡度后，沿隧道20m設(shè)置一陡坎跌水，坎底鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)增加抗沖能力，采用C40鋼釬維混凝土澆筑；三、隧道底部加密錨桿，加強(qiáng)混凝土與花崗巖的粘結(jié)力。

（2）在泄洪隧洞的上游設(shè)計(jì)2座格柵壩，攔擋大塊石和枯樹(shù)以避免堵塞隧道。

（3）在庫(kù)尾修建排導(dǎo)槽，通過(guò)排導(dǎo)槽將洪水順利通過(guò)尾礦庫(kù)，使得洪水失去物源，不形成泥石流，做到“水石分離”。排導(dǎo)槽過(guò)流尺寸滿足50年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，槽底依據(jù)縱坡陡緩變化，采用梯級(jí)跌水消能及鋼纖維混凝土耐磨防沖。進(jìn)口段修建控流壩，且底部修建防滲帷幕，使地下水抬升至地表，降低庫(kù)內(nèi)地下水位；整個(gè)排導(dǎo)槽基礎(chǔ)采用礦渣碾壓混凝土澆筑，就地取材，節(jié)約成本，效果顯著。

4　治理效果分析

該礦渣泥石流物源豐富，溝道匯流面積大，極易發(fā)生大規(guī)模泥石流，上游溝道采用引水隧洞，下游采用排導(dǎo)槽“水石分離原則”，且采用礦渣碾壓混凝土做排導(dǎo)槽基礎(chǔ)，具有就地取材成本低，效益高的效用，運(yùn)行近十年來(lái)，有效地防治了泥石流災(zāi)害。

運(yùn)行8年后

[1]張麗萍，唐克麗礦山泥石流［M］.?地質(zhì)出版社，2001.

[2]潘懋，李鐵峰.?災(zāi)害地質(zhì)學(xué)［M］.?北京大學(xué)出版社，2002.

[3]費(fèi)祥俊.?泥石流運(yùn)動(dòng)機(jī)理與災(zāi)害防治［M］.?清華大學(xué)出版社，2007.

[4]崔鵬,韋方強(qiáng),謝洪等?中國(guó)西部泥石流及其減災(zāi)對(duì)策 [J],第四紀(jì)研究,2003,23（2）

[5]陳寧生；張飛；2003年中國(guó)西南山區(qū)典型災(zāi)害性暴雨泥石流運(yùn)動(dòng)堆積特征 [J];地理科學(xué)；2006年06期

[6]錢寧，王兆??；泥石流運(yùn)動(dòng)機(jī)理的初步探討 [J]；地理學(xué)報(bào)；1984年01期

F307.4[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-386-2

龔自文，男，工程師，研究方向?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)、地災(zāi)勘察設(shè)計(jì)。