九綿高速公路魯家溝泥石流特征

(成都理工大學環境與土木工程學院 四川 成都 610059)

九綿高速公路魯家溝泥石流特征

宋兵

(成都理工大學環境與土木工程學院四川成都610059)

四川黃金旅游線-九環線的重要組成部分九綿高速通過四川省平武縣木座鄉魯家溝泥石流堆積扇，本文通過對魯家溝泥石流災害的現場調查，從地形地貌、物源、水動力條件入手，分析了泥石流災害的特征和成因：魯家溝源頭最高海拔3350m，溝口標高1310m，落差2040m。魯家溝內基巖風化嚴重，坡積物豐富，滑坡、崩塌等地質災害點多，共計有松散固體物源量約630.87×104m3。魯家溝溝縱道坡比降從上游至下游由大變小，上游地貌適合于雨水匯集，支溝發育，這為魯家溝提供了發生泥石流水動力條件。泥石流的發生主要是暴雨作用下，溝域內順層斜坡失穩破壞，堰塞溝道并潰決形成泥石流。

九綿高速；泥石流；堰塞體

一、引言

九綿高速公路沿線地質條件復雜，生態脆弱，施工難度特別大，本文所作調查的魯家溝曾在1998年發生的特大泥石流，不僅在火溪河右岸造成特大災害，而且流體流入火溪河，堰塞并抬高溝床，沖毀火溪河左岸公路1000余米，數十萬立方米和巨石頓時堆積成天然攔河壩截斷火溪河，洪水翻壩將大量泥沙輸送到下游木座水電站，直接經濟損失達3000多萬元。訪問居民，1998年發生泥石流后殘留的塊石至今殘留在房屋周圍。由于九綿高速公路路線通過魯家溝泥石流堆積扇，故查明該溝泥石流形成條件、泥石流的基本特征，進而評價泥石流的危險性，及預測對九綿高速公路可能造成的危害具有重要性并為今后的施工設計階段提供了可借鑒的依據。

二、魯家溝泥石流流域基本特征

平武縣位于松潘-甘孜推覆造山帶和楊子陸塊的結合部位，跨屬后龍門山推覆造山帶和龍門山前陸推覆-沖斷帶，活動構造發育,主要受第四系活動斷裂虎牙斷裂及平武-青川斷裂影響較大。該流域屬于新構造運動以大面積間歇性抬升為主要特征。山區地貌系西北向東南作呈階狀下降，地殼間歇性抬升，相應的是河流下切。

魯家溝屬于深切割構造高中山地形，流域總體呈樹葉狀，呈SE-NW向展布。魯家溝流域長約4.3km，平均寬約2.1km，匯水面積約7.96km2。魯家溝源頭最高海拔3350m，溝口標高1310m，流域平均縱坡降424‰，流域地貌深切,呈“V”型峽谷，斜坡陡峻，溝谷兩側斜坡坡度在30°～70°之間。

泥石流流域內主要分布震旦系上統木座組灰色厚塊狀含礫黑云母變粒巖、黑云母變粒巖，局部含有板巖及震旦系下統陰平組灰色薄-中厚層狀變粒巖與絹云英千枚巖的不等厚互層。區內構造復雜，斷裂發育，巖體極為松動破碎。

平武縣屬于地震強烈活動區，魯家溝的地震基本烈度為Ⅶ度，九綿高速公路路線起點綿陽至平武縣城一帶強動峰值加速度為0.1-0.15，地震反應譜特征周期0.45；平武縣城至九寨溝縣城一帶動峰值加速度為0.2，對應的地震反應譜特征周期0.4。區域目前記到的最大地震是1654年7月21日甘肅天水南8級地震、1879年7月1日甘肅武都南8級地震和2008年5月12日四川汶川8.0級地震。汶川地震不僅對魯家溝流域內山體穩定性有強烈影響，還為泥石流提供了更多的物源。

三、魯家溝泥石流泥石流發育特征

由于擬建九綿高速通過魯家溝泥石流堆積扇，故分析其發育特征對于擬建公路的防治是及其重要的。魯家溝是一條多期次泥石流溝，根據野外勘查，泥石流堆積體主要可劃分為四期。各期泥石流從老到新依次分為I期、II期、III期、Ⅳ期(圖1)。

圖1 魯家溝多期泥石流分布圖

I期泥石流堆積體呈扇套扇堆積，II期殘余泥石流堆積在I期上部隆起部位，II期扇體頂面高程比I期扇頂高約13.5m。規模相對于II期泥石流堆積扇規模較大，殘余泥石流堆積體沿火溪河延長約459m，寬約362m，表面坡度約7°-10°，扇頂為為居民住處及農田。該期泥石流堆積體曾造成火溪河的堰塞，后期在火溪河的沖蝕作用下扇體前緣被侵蝕改造，形成緩堤岸，魯家溝溝口左側也可見其殘余堆積體。

Ⅱ期泥石流規模巨大，泥石流體出溝口開始堆積并達火溪河對岸，曾造成火溪河堵塞。泥石流堆積體在火溪河的沖刷作用下，前緣被侵蝕，殘余堆積體沿火溪河寬約229m，沿魯家溝縱向長度約289m，堆積體表部坡度6°-10°，扇頂表面孤塊石多見。堆積體被魯家溝侵蝕切割，表部高于魯家溝現代溝床約42m，前緣陡坎坡度約78°。

Ⅲ期泥石流泥石流堆積扇分布于魯家溝近溝口寬谷內，泥石流殘留體整體呈不規則長舌形以及粒徑不一的塊石，在曾經爆發時期，漫過居民建筑，至今仍有大量殘余堆積體，無明顯分層性。

Ⅳ期泥石流被后期火溪河及魯家溝洪水沖蝕，目前僅在魯家溝近溝口有少量殘余，泥石流堆積體主要由塊石組成，具有明顯的分層性。

四、魯家溝泥石流成因機制分析

魯家溝各支溝泥石流主要為暴雨作用下，大量匯集于溝道，匯流過程中將坡面松散泥沙及坡面的各類松散堆積物源攜帶進入溝道，并順溝而下，通過溝道揭底沖刷卷動溝道內的松散堆積物源，并將兩側溝岸松散固體物質帶走，以滾雪球的方式下向游運動，從而暴發支溝泥石流災害。

五、結論

(1)魯家溝是一條多期次泥石流溝，其獨特的地形地貌、水動力條件、地層巖性、地質構造、溝床變化和人類對溝內生態破壞程度決定著魯家溝泥石流的爆發規模、周期、泥石流類型及其危害程度。魯家溝內基巖風化嚴重，坡積物豐富，滑坡、崩塌等地質災害點多。固體物源豐富為魯家溝提供了產生泥石流的物源。魯家溝溝縱道坡比降從上游至下游由大變小，上游地貌適合于雨水匯集，支溝發育，這為魯家溝提供了發生泥石流水動力條件。

(2)魯家溝泥石流為屬滑坡堰塞壩潰決型泥石流，泥石流的發生主要與溝域內順層斜坡失穩破壞，堰塞溝道并潰決形成。

(3)從發生頻率看，魯家溝泥石流屬低頻泥石流，泥石流堆積體總體上可以分為4期，其中一期規模最大，泥石流沿河長459m，扇長約362m，方量約350×104m3。

[1]任強，陳生水，鐘啟明，等.堰塞壩的形成機理與潰決風險[J].水利水電科技進展，2011，31(5):30～34.

[2]劉希林，唐川.泥石流危險性評價，北京：科學出版社，1995.

[3]鐘敦倫，謝洪，韋方強.長江上游泥石流危險度區劃研究[J].山地研究，1994，12(2)：65～70.

[4]林茂炳，吳山.龍門山推覆構造變形特征[J].成都地質學院學報，1991，18(1)：46～54.

[5]余團，曹運江.龍門山穩定性探討[J].四川地質學報1999,19(2)：106～110.

宋兵(1994-)，男，漢族，內江，在讀研究生，畢業于西南科技大學，就讀于成都理工大學，研究方向：地質災害檢測與評估。