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摘 要:近年来,由于山地森林系统的破坏日益严重,随之爆发的泥石流也越来越多,这些泥石流严重危害着相关地方群众的人身财产安全,所以如何有效稳固地治理泥石流就成了当下越来越被人们所重视的重大问题。本文将介绍治理泥石流常用的一些方法措施和新型的治理技术,并通过传统治理措施与新型治理措施的相互比较分析这种新型治理措施--柔性防护技术在治理泥石流时的优点。
关键词:柔性防护技术;泥石流;治理措施
中图分类号:P642.23 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)17-0193-02
1 引 言
我国山地和高原面积约占国土总面积的66%,大部分山地和切割高原地质构造复杂,地形起伏大,表层岩体破碎,加之受人类工程活动的影响,植被覆盖率较低,泥石流灾害活动较为频繁。优化和发展泥石流的治理措施,对降低泥石流治理成本,提高泥石流治理效果,更好地减轻泥石流隐患都有着深远的影响和作用。
2 治理泥石流的常用措施
在治理泥石流的过程中,人们普遍从两大方面采取措施进行治理,分别是工程治理措施和生物治理措施,在进行泥石流治理时主要采取“疏、拦、固”等方法。
2.1 治理泥石流的“疏”
进行泥石流治理时的“疏”主要是指为尽量减小泥石流所造成的伤害和损失,在泥石流流动区的中下游与堆积区建立疏导工程,人为控制其流动路线,使泥石流流入堆积区周围的空旷地带,比如附近的山谷、流动的河流。疏导工程因其工程简单有效、取材施工方便等特点,成为了进行泥石流治理时应用广泛的工程措施。目前我国约有80~90%的泥石流治理工程采用了疏导措施,具体疏导工程可根据截面形式分为尖底槽、V形槽和平底槽。
2.2 治理泥石流的“拦”
进行泥石流治理时的“拦”主要是指为有效拦截泥石流中的固体物质而在泥石流的上游寻找合适位置修建横向、具有拦挡功能的治理工程,此治理工程具有拦渣泄洪、控制固体物质带入量、防止沟道下切等特点,是进行泥石流综合治理的先导工程。根据不同的构造形式可将其分为重力式拦挡坝和格栅式拦挡坝两大类。
2.3 治理泥石流的“固”
进行泥石流治理时的“固”主要是指为防止暴雨侵袭时泥石流沟内的松散物源下滑堆积在沟内,造成重大的泥石流安全隐患,在泥石流沟内采取挡土墙等形式对沟内松散物质进行加固的治理工程。此工程可有效降低发生泥石流时泥石流所造成的危害程度。
2.4 治理泥石流的生物治理措施
爆发泥石流的原因大多是由于过度砍伐、放牧等行为,导致各支流河谷斜坡中下部的森林生态系统遭到严重破坏,土地没有了地表植被的固化,松散物质增多。要想真正有效地从根本源头减少泥石流等地质灾害的发生,有效控制其危害程度,就必须以生物治理措施为主,逐步恢复森林生态系统、改善坡地生态地质环境。
3 泥石流柔性防护技术的原理及特点
3.1 柔性防护技术的原理结构
基于落石拦截被动防护系统所改进发展起来的泥石流柔性防护系统大多以自身柔性或抗冲击力较强的环形网作为拦截网(图1),按照其不同的结构形式,可将其分为VX型(图1a)与UX型(图1b),这两种类型的防护措施分别适用于宽度不同的泥石流沟渠,它们的主要区别在于其中部结构是否存在钢柱。一般来说,当泥石流沟渠较窄时,采用VX型结构,且结构中部不设置钢柱;反之,当泥石流沟渠较宽时,采用UX型结构,且在结构中部设有钢柱。
3.2 柔性防护技术的特点
稀性泥石流爆发时,其所携带的体积较大的物质大多集中于泥石流的前端,由于柔性网具有抵抗点冲击的特性,所以柔性防护技术对有效治理泥石流具有很重要的作用。治理泥石流的柔性防护系统还具有较好的柔性特征,其抗冲击能力很强。设计为可渗透结构形式的柔性网能在排出水和较小颗粒泥沙的同时,将体积较大的石块拦截下来使之沉淀成为新的防护屏障。在接受泥石流的冲击时,柔性网可将所受到的冲击力通过支撑绳和锚杆传递到地面进行卸力。
除了抗冲击能力较强外,柔性防护系统在面临各类泥石流沟渠的不同地形条件时,也具有极强的适应性,更重要的是柔性防护系统不会对周边的环境景观造成破坏。
4 柔性防护技术在泥石流治理中的优点
随着地质灾害治理科技的不断发展,在安全治理的前提下,人们越来越重视治理工程的环保问题,此時,柔性防护系统便以其抗冲击力强、不破坏景观环境等特点被广泛应用于道路边坡防护、泥石流治理等行业。总的来说,用柔性防护系统代替传统的拦挡坝等刚性结构体进行泥石流治理主要有以下几大优势:
4.1 施工简便
在现有的施工技术下,修筑泥石流拦挡坝需要数月时间,而由于雨季等客观因素的影响,施工队通常无法进行连续性作业,施工人员的安全及材料供应都得不到有效保证。除此之外,即使许多赶在雨季到来之前建筑完工的拦挡坝,在雨季泥石流爆发时由于其强度标准不够,导致时常发生拦挡坝被泥石流冲毁的事件。应用柔性防护系统进行泥石流的治理就可以有效避免这种情况的发生。柔性防护系统的施工是在现场进行系统各部件的组装,所需的施工时间大大缩短,最多仅需数天时间就可完成柔性防护系统的施工,这就极大地降低了治理的各项成本,并使得工程的治理效果有立竿见影的表现。
4.2 易于取材
进行泥石流治理工程施工时所需的建筑材料较多,如砂、石、混凝土等材料,而绝大部分的泥石流都是爆发于山区、高原等地带,所以在进行泥石流治理工程施工时也就会相应的面对施工材料运输供给困难、修筑成本过高等问题。由于柔性防护系统质地较轻,所以进行运输和搬运也很容易,大大降低了进行泥石流治理工程的施工难度和施工成本。
4.3 泄水有效
在进行泥石流治理的实际操作中,普通固体形式的拦挡坝时常会由于泄水系统的淤塞而造成拦挡坝无法及时有效的进行泄水,致使拦挡坝所受到的压力过大,甚至于发生拦挡坝被冲毁的事件。所以建筑拦挡工程治理泥石流的关键就在于既要有效地拦截泥石流中体积较大的岩石等固体物质,又要保证泥石流浆体能够及时顺畅地通过拦挡工程,减轻拦挡工程的拦挡压力,使其能够充分发挥拦挡功效。应用柔性防护系统治理泥石流就可以有效解决这一关键问题,柔性防护系统所采用的柔性网既可以拦截大块固体物质,并使之沉淀成为天然的防护屏障,又可以保证泥石流的浆体能够顺畅通过,使泥石流的治理效果更加明显。 4.4 成本更低
采用传统固体形式的拦挡坝治理泥石流时,由于受到坝基等地理条件的影响,拦挡坝的设计也是各有不同,为保证拦挡坝能够安全有效地正常使用,在进行拦挡坝施工时按照相关的修筑标准要求往往需要修筑多道拦挡坝进行泥石流的拦挡,再加之这些拦挡坝的截面尺寸普遍较大,所需的修筑材料较多、运输难度较大,所以使得泥石流拦挡坝不光设计费用高,而且修筑成本也十分高昂。应用柔性防护系统进行泥石流的治理就可以有效避免由于资金不足而造成拦挡工程有瑕疵的问题现象,进行柔性防护系统施工时受泥石流沟渠地理条件的影响较小,设计难度大大降低,由于其施工时所需的材料也较为简单,建筑的网数也没有具体的要求,所以应用柔性防护系统进行泥石流的治理可以大大降低修筑泥石流拦挡工程的各项成本。
4.5 方便维护
若采用传统固体形式的拦挡坝进行泥石流的治理,进行后期的各项维护工作时都较为困难,很多拦挡工程由于后期维护的不到位,对淤泥等物质的清除不够彻底,导致泥石流二次爆发时,拦挡坝由于达不到泥石流拦挡的标准要求,而发生拦挡工程被冲毁的问题事件。采用柔性防护系统治理泥石流就可以有效防止此类事件的发生,由于柔性防护系统所采用的柔性防护网都是以组装的形式进行修筑的,所以在后期维护时,只需要将损坏的部分零件进行变换就可以,使維护工作更加简单,拦挡工程的使用更加有效长久。
5 结 语
虽然现阶段柔性防护技术在泥石流的治理中应用不是很广泛,其相关理论也有待同行业人士进行进一步的探讨、补充和发展,但就目前的情况来看,在小型的泥石流治理工程中用柔性防护系统代替传统固体形式的拦挡工程可以带来诸多好处。随着柔性防护理论在泥石流治理领域的日趋成熟,越来越多的柔性防护系统将会代替刚性拦挡坝,环保的泥石流治理方法也将会更为更多人所倡导。
参考文献
[1]李太平.关于典型泥石流拦挡结构柔性防护网的参数试验研究[J].兰州工业学院学报,2017(6):54~57.
[2]黄来源,张 亮,曹国强.SNS柔性防护网在北京崩塌防治工程中的应用[J].城市地质,2016,11(3):91~95.
[3]明仁贵.浅谈柔性防护系统在乌弄龙水电站渣场泥石流谷坊中的应用[J].华东科技:学术版,2016(8):101.
收稿日期:2018-5-13
作者简介:郭根柱(1978-),男,助理工程师,本科,主要从事质灾害防治工程勘查设计施工管理工作。
关键词:柔性防护技术;泥石流;治理措施
中图分类号:P642.23 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)17-0193-02
1 引 言
我国山地和高原面积约占国土总面积的66%,大部分山地和切割高原地质构造复杂,地形起伏大,表层岩体破碎,加之受人类工程活动的影响,植被覆盖率较低,泥石流灾害活动较为频繁。优化和发展泥石流的治理措施,对降低泥石流治理成本,提高泥石流治理效果,更好地减轻泥石流隐患都有着深远的影响和作用。
2 治理泥石流的常用措施
在治理泥石流的过程中,人们普遍从两大方面采取措施进行治理,分别是工程治理措施和生物治理措施,在进行泥石流治理时主要采取“疏、拦、固”等方法。
2.1 治理泥石流的“疏”
进行泥石流治理时的“疏”主要是指为尽量减小泥石流所造成的伤害和损失,在泥石流流动区的中下游与堆积区建立疏导工程,人为控制其流动路线,使泥石流流入堆积区周围的空旷地带,比如附近的山谷、流动的河流。疏导工程因其工程简单有效、取材施工方便等特点,成为了进行泥石流治理时应用广泛的工程措施。目前我国约有80~90%的泥石流治理工程采用了疏导措施,具体疏导工程可根据截面形式分为尖底槽、V形槽和平底槽。
2.2 治理泥石流的“拦”
进行泥石流治理时的“拦”主要是指为有效拦截泥石流中的固体物质而在泥石流的上游寻找合适位置修建横向、具有拦挡功能的治理工程,此治理工程具有拦渣泄洪、控制固体物质带入量、防止沟道下切等特点,是进行泥石流综合治理的先导工程。根据不同的构造形式可将其分为重力式拦挡坝和格栅式拦挡坝两大类。
2.3 治理泥石流的“固”
进行泥石流治理时的“固”主要是指为防止暴雨侵袭时泥石流沟内的松散物源下滑堆积在沟内,造成重大的泥石流安全隐患,在泥石流沟内采取挡土墙等形式对沟内松散物质进行加固的治理工程。此工程可有效降低发生泥石流时泥石流所造成的危害程度。
2.4 治理泥石流的生物治理措施
爆发泥石流的原因大多是由于过度砍伐、放牧等行为,导致各支流河谷斜坡中下部的森林生态系统遭到严重破坏,土地没有了地表植被的固化,松散物质增多。要想真正有效地从根本源头减少泥石流等地质灾害的发生,有效控制其危害程度,就必须以生物治理措施为主,逐步恢复森林生态系统、改善坡地生态地质环境。
3 泥石流柔性防护技术的原理及特点
3.1 柔性防护技术的原理结构
基于落石拦截被动防护系统所改进发展起来的泥石流柔性防护系统大多以自身柔性或抗冲击力较强的环形网作为拦截网(图1),按照其不同的结构形式,可将其分为VX型(图1a)与UX型(图1b),这两种类型的防护措施分别适用于宽度不同的泥石流沟渠,它们的主要区别在于其中部结构是否存在钢柱。一般来说,当泥石流沟渠较窄时,采用VX型结构,且结构中部不设置钢柱;反之,当泥石流沟渠较宽时,采用UX型结构,且在结构中部设有钢柱。
3.2 柔性防护技术的特点
稀性泥石流爆发时,其所携带的体积较大的物质大多集中于泥石流的前端,由于柔性网具有抵抗点冲击的特性,所以柔性防护技术对有效治理泥石流具有很重要的作用。治理泥石流的柔性防护系统还具有较好的柔性特征,其抗冲击能力很强。设计为可渗透结构形式的柔性网能在排出水和较小颗粒泥沙的同时,将体积较大的石块拦截下来使之沉淀成为新的防护屏障。在接受泥石流的冲击时,柔性网可将所受到的冲击力通过支撑绳和锚杆传递到地面进行卸力。
除了抗冲击能力较强外,柔性防护系统在面临各类泥石流沟渠的不同地形条件时,也具有极强的适应性,更重要的是柔性防护系统不会对周边的环境景观造成破坏。
4 柔性防护技术在泥石流治理中的优点
随着地质灾害治理科技的不断发展,在安全治理的前提下,人们越来越重视治理工程的环保问题,此時,柔性防护系统便以其抗冲击力强、不破坏景观环境等特点被广泛应用于道路边坡防护、泥石流治理等行业。总的来说,用柔性防护系统代替传统的拦挡坝等刚性结构体进行泥石流治理主要有以下几大优势:
4.1 施工简便
在现有的施工技术下,修筑泥石流拦挡坝需要数月时间,而由于雨季等客观因素的影响,施工队通常无法进行连续性作业,施工人员的安全及材料供应都得不到有效保证。除此之外,即使许多赶在雨季到来之前建筑完工的拦挡坝,在雨季泥石流爆发时由于其强度标准不够,导致时常发生拦挡坝被泥石流冲毁的事件。应用柔性防护系统进行泥石流的治理就可以有效避免这种情况的发生。柔性防护系统的施工是在现场进行系统各部件的组装,所需的施工时间大大缩短,最多仅需数天时间就可完成柔性防护系统的施工,这就极大地降低了治理的各项成本,并使得工程的治理效果有立竿见影的表现。
4.2 易于取材
进行泥石流治理工程施工时所需的建筑材料较多,如砂、石、混凝土等材料,而绝大部分的泥石流都是爆发于山区、高原等地带,所以在进行泥石流治理工程施工时也就会相应的面对施工材料运输供给困难、修筑成本过高等问题。由于柔性防护系统质地较轻,所以进行运输和搬运也很容易,大大降低了进行泥石流治理工程的施工难度和施工成本。
4.3 泄水有效
在进行泥石流治理的实际操作中,普通固体形式的拦挡坝时常会由于泄水系统的淤塞而造成拦挡坝无法及时有效的进行泄水,致使拦挡坝所受到的压力过大,甚至于发生拦挡坝被冲毁的事件。所以建筑拦挡工程治理泥石流的关键就在于既要有效地拦截泥石流中体积较大的岩石等固体物质,又要保证泥石流浆体能够及时顺畅地通过拦挡工程,减轻拦挡工程的拦挡压力,使其能够充分发挥拦挡功效。应用柔性防护系统治理泥石流就可以有效解决这一关键问题,柔性防护系统所采用的柔性网既可以拦截大块固体物质,并使之沉淀成为天然的防护屏障,又可以保证泥石流的浆体能够顺畅通过,使泥石流的治理效果更加明显。 4.4 成本更低
采用传统固体形式的拦挡坝治理泥石流时,由于受到坝基等地理条件的影响,拦挡坝的设计也是各有不同,为保证拦挡坝能够安全有效地正常使用,在进行拦挡坝施工时按照相关的修筑标准要求往往需要修筑多道拦挡坝进行泥石流的拦挡,再加之这些拦挡坝的截面尺寸普遍较大,所需的修筑材料较多、运输难度较大,所以使得泥石流拦挡坝不光设计费用高,而且修筑成本也十分高昂。应用柔性防护系统进行泥石流的治理就可以有效避免由于资金不足而造成拦挡工程有瑕疵的问题现象,进行柔性防护系统施工时受泥石流沟渠地理条件的影响较小,设计难度大大降低,由于其施工时所需的材料也较为简单,建筑的网数也没有具体的要求,所以应用柔性防护系统进行泥石流的治理可以大大降低修筑泥石流拦挡工程的各项成本。
4.5 方便维护
若采用传统固体形式的拦挡坝进行泥石流的治理,进行后期的各项维护工作时都较为困难,很多拦挡工程由于后期维护的不到位,对淤泥等物质的清除不够彻底,导致泥石流二次爆发时,拦挡坝由于达不到泥石流拦挡的标准要求,而发生拦挡工程被冲毁的问题事件。采用柔性防护系统治理泥石流就可以有效防止此类事件的发生,由于柔性防护系统所采用的柔性防护网都是以组装的形式进行修筑的,所以在后期维护时,只需要将损坏的部分零件进行变换就可以,使維护工作更加简单,拦挡工程的使用更加有效长久。
5 结 语
虽然现阶段柔性防护技术在泥石流的治理中应用不是很广泛,其相关理论也有待同行业人士进行进一步的探讨、补充和发展,但就目前的情况来看,在小型的泥石流治理工程中用柔性防护系统代替传统固体形式的拦挡工程可以带来诸多好处。随着柔性防护理论在泥石流治理领域的日趋成熟,越来越多的柔性防护系统将会代替刚性拦挡坝,环保的泥石流治理方法也将会更为更多人所倡导。
参考文献
[1]李太平.关于典型泥石流拦挡结构柔性防护网的参数试验研究[J].兰州工业学院学报,2017(6):54~57.
[2]黄来源,张 亮,曹国强.SNS柔性防护网在北京崩塌防治工程中的应用[J].城市地质,2016,11(3):91~95.
[3]明仁贵.浅谈柔性防护系统在乌弄龙水电站渣场泥石流谷坊中的应用[J].华东科技:学术版,2016(8):101.
收稿日期:2018-5-13
作者简介:郭根柱(1978-),男,助理工程师,本科,主要从事质灾害防治工程勘查设计施工管理工作。