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浅层泥石流防护结构设计与施工

30.1概述

泥石流是山区常见的一种突发性地质灾害，是由大量泥沙、石块等固体物质

与水混合组成的固液两相流。随着科技和经济的发展，人类活动范围不断扩大，

逐步向山区延伸，极大增加了泥石流灾害发生的概率。目前对于浅层泥石流尚未

有明确的定义，一般认为浅层泥石流形成区的最大土层厚度约为2～3m，总体流

量和长度较小，流动速度较低以及总体危害程度较轻微。浅层泥石流流通区的地

貌形态也多以坡面泥石流为主。

泥石流的防治通常采用以护坡、拦截、排导和防护等工程为主的治理措施。

针对浅层泥石流，以土工合成材料作为防治结构主要功能构件的防治方法，大多

采用以防止泥石流形成区水土流失的坡面治理和生物工程的方法来防止和减轻

灾害（详见第25章）。土工合成材料结构具有地形适应性强、抗冲击性能好、

施工简便、造型美观和造价低等优点，20世纪90年代以来，以土工合成材料防

护结构作为半永久或永久性浅层泥石流防护工程的治理措施，逐渐在国内外实际

工程中得到了一定的探索性应用，如拦渣实体坝、格栅坝（网格坝）、导流堤、

护面等结构。

土工合成材料防护结构作为浅层泥石流防治工程，还属于一项发展中的技

术，但与传统的浆（干）砌石、混凝土为材料的刚性结构相比，生态柔性的土工

合成材料防护结构具有造价低、地形适应性好、地基应力小、施工简便和美观等

优点，具有广泛的应用前景。相关研究成果可以大致的分为浅层泥石流的发生机

理和运动规律的揭示、防护结构的创新与优化、结构与浅层泥石流的相互作用机

理以及具有抗冲击性能土工合成材料研发等几个方面。随着应用研究的深入和工

程实践经验的积累，同时材料制造工艺的不断发展以及材料性能指标的提高，土

工合成材料防护结构在浅层泥石流防护工程中的应用也会更加广泛。

30.2常见浅层泥石流的防护结构

30.2.1结构型式

目前国内外常见的土工合成材料浅层泥石流防护结构型式可分为两种。一种

是双面加筋挡土墙型式的防护结构[图30.2-1（a）]，挡墙的墙面材料通常为网

格状钢筋等柔性材料，结构断面呈梯形。另一种是由大型土工袋或笼箱体堆筑而

成的防护结构[图30.2-1（b）]，结构断面呈梯形，并多采用筋绳将笼箱捆扎增

加结构的整体性。

结构及其使用的材料应满足如下要求：

（1）墙高应不大于5m，一般情况下可不考虑地震作用。

（2）墙顶宽应不小于1.5m，墙顶通常不做交通使用。

（3）墙体轴线应尽量为直线或平滑的拱形，背水面（即下游面）应为拱形

内侧，不宜出现折角。

（4）双面加筋挡墙型式中层间加筋材的铺设间距应不大于0.6m。

（5）墙面材料应有足够的强度和耐久性。

（6）土工合成材料笼箱直接作为墙面时，应防止表面老化，满足耐久性要

求。

（7）双面加筋挡土墙型式中的加筋材应具有足够的强度和抗冲击性，应尽

量具有相同的双向（横向与纵向）强度。

（8）若采用以芯材材料为材料强度主要来源的加筋材时，应确定芯材与保

护层之间的黏结强度，其黏结强度应不小于加筋材的设计强度。

（9）填料应具有较好的排水能力，泥石流堆积时渗入结构内部的水应迅速

排出。

图30.2-1土工合成材料防护结构型式

30.2.2结构的适用条件

土工合成材料防护结构为柔性结构；填料可就地取材；也可人力施工。因此，

适用于复杂的山地地形条件下的浅层泥石流防护工程。但应满足如下要求：

（1）结构底部应设石块等糙面垫层。

（2）结构内应设置水平和竖向排水层，在泥石流堆积时结构应具有足够的

排水能力。

（3）必要时应在水出流处设置消能墩。

（4）当防护结构后部堆积物过多时应及时清理。

土工合成材料防护结构也可同时作为浅层泥石流和浅层滑坡的防护结构使

用。作为浅层滑坡防护结构时应参照执行国家和各行业现行的有关规范、规程、

标准的要求。

30.3浅层泥石流防护结构的设计与施工

30.3.1设计基本原则

坡面泥石流防治工程与自然地质条件的关系极为密切，因此设计时必须全面

考虑气象、水文、地形、地质、水文地质条件及其复杂变化，包括可能发生的自

然灾害及因兴建工程改变了原有自然地质环境条件而引发新的灾害。以土工合成

材料防护结构作为浅层泥石流防治工程设计时，应充分考虑设计基准期内预定的

功能，场地条件、岩