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泥石流冲沟型弃渣场防护方案和措设计研究以金沙水电站石家沟弃渣场为例
中国水土保持学会规划设计专业委员会2013年年会论文集
中国水土保持学会规划设计专业委员会2013年年会论文集 技术篇
泥石流冲沟型弃渣场防护方案和措施 设计研究
——以金沙水电站石家沟弃渣场为例
黄斌,马力,薛鹏,刘晖
(长江勘测规划设计研究有限责任公司,430010,武汉)
摘要在泥石流冲沟内布置弃渣场,堆渣将不可避免的占压泥石流的行洪通道。若不采取措施,可能会对弃 渣场上游泥石流冲沟的安全运行造成影响,进而危及周边人员、居民房屋和设施的安全;同时,冲沟内堆 填的弃渣,若不加以妥善防护,堆渣可能崩塌、滑落,从而形成新的泥石流物源,可能会对弃渣场下游的 泥石流冲沟的安全运行造成影响,并对周边居民和设施的安全造成威胁。本文以金沙水电站石家沟弃渣场 为例,对泥石流冲沟型弃渣场防护方案进行研究。 关键词泥石流:冲沟型弃渣场;石家沟弃渣场;金沙水电站
西南土石山区水电工程施工过程中,由于受地形条件限制,并为减少弃渣运距以节省工 程投资,同时考虑避免弃渣对周边居民房屋、人员设施等可能带来的巨大压力,经综合比选, 施工过程中只能将弃渣场布置于泥石流冲沟内。泥石流冲沟本身具有极大的危害性,在泥石 流冲沟内弃渣,往往形成不稳定体和潜在不稳定体,甚至成为泥石流的重要补充来源,若不 加以防治或防治不当,将极可能产生更大的危害。
泥石流冲沟型弃渣场的潜在危害较大,防治经验较为欠缺。如何安全顺畅的排导冲沟内 泥石流,又能有效防护弃渣,是泥石流冲沟型弃渣场防防护中必须面对和急需解决的问题。 本文以金沙水电站石家沟弃渣场为例,通过泥石流排导和弃渣场拦挡、防护相结合,工程与 植物措施相协调,形成完整的弃渣场防护体系和防护措施设计。
1概述
1.1项目概况
金沙水电站位于金沙江干流中游末端的攀枝花河段上,地处四川省攀枝花市西区,上距 观音岩水电站坝址28.9km,下距攀枝花水文站和银江水电站分别约1 lkm和21km,开发任务 为以发电为主,兼有供水、改善城市水域景观和取水条件、对观音岩水电站反调节作用等, 并促进地方经济社会发展。金沙水电站正常蓄水位1022m,装机容量560MW,多年平均发 电量为25.07亿kW·h。工程建设总工期72个月。
金沙水电站枢纽工程开挖总量937为万m,(自然方,下同),填筑总量442万m,,利 用自身开挖量304万m,,经土石方平衡后永久弃渣为625万m,,全部弃于石家沟弃渣场。 1.2流域概况
石家沟流域隶属于四川省攀枝花市西区,流域内分布有攀钢三小区、新庄三社、清香坪 污水处理厂等,均位于冲沟北侧;其中攀钢三小区紧邻冲沟中段,交通便利。
石家沟流域面积0.9246km2,主沟直线长度1.868km,主沟曲线长度2.282km,主沟床 弯曲系数1.222,流域最大相对高差750m,主沟平均比降40.1%。整个流域沟谷总长度
中国水土保持学会规划设计专业委员会2013年年会论文集
中国水土保持学会规划设计专业委员会2013年年会论文集 技术篇
5.566km,流域切割密度为6.02km/km2。石家沟从上游到下游发育10条支沟,其中左侧8 条,右侧2条(详见图1)。
图1石家沟地形变化三维立体图
石家沟流域位于区域构造稳定性评价分区的稳定性较差区(稳定性相对较好区)。区域 场地的地震基本烈度为Ⅶ度,坝址50年超越概率为10%的基岩水平峰值加速度值为120cm/s2
(0.1229)。
石家沟流域附近的攀枝花气象站多年平均气温20.8。C,多年平均降雨量853.4mm,多年
平均蒸发量为2596mm,历年实测年最大风速为17.7m/s(2001年7月20日)。
2泥石流性质、活动特征及治理现状
2.1泥石流活动历史 据调查,清香坪攀钢三小区后山泥石流在每年雨季皆有不同程度的发生,一年一次或多
次,特别是近些年来发生频率和规模都有加剧趋势,2007年发生了两次较大规模的泥石流。 其中,2007年7月10日凌晨发生的泥石流,冲毁平房一间,冲走车辆一辆,未发生人员伤 亡情况,当地共60多户居民、200多人的安全受到严重威胁,直接经济损失约450万元。 2.2泥石流性质
根据现场调查及研究分析,石家沟泥石流物质组成中粉砂、粘粒含量较少,多为2mm 各级粒度,很不均匀;流体属性多为牛顿体,无粘性;泥石流重度为1.752t/m3。经综合分 析,该泥石流为水石型稀性泥石流。泥石流中固体物质比重2.4t/m3,水力半径3.5m,水力 坡度40.1%,1%频率下泥石流洪峰流量为121.34m3/s,采用《泥石流灾害防治工程勘查规范 DZ/T0220—2006》西南地区(铁二院)公式计算,泥石流平均流速为11.13m/s。
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