汶川極震區(qū)映秀鎮(zhèn)紅椿溝特大泥石流災(zāi)害治理工程

2014年8月14日，“5.12”特大地震震中汶川縣映秀鎮(zhèn)紅椿溝爆發(fā)特大泥石流沖毀在建的映汶高速路，淤埋213國(guó)道，并堵斷岷江形成堰塞湖，致使洪水沖入映秀新區(qū)，造成重大損失。為保衛(wèi)災(zāi)后恢復(fù)重建成果，省委政府立即部署實(shí)施“紅椿溝特大泥石流災(zāi)害治理工程”。溫家寶總理親臨現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)應(yīng)急搶險(xiǎn)和治理。 紅椿溝巨災(zāi)型泥石流的特點(diǎn)是：溝內(nèi)斷裂發(fā)育，地震物源聚集度高、啟動(dòng)規(guī)模巨大、成災(zāi)機(jī)理異常復(fù)雜，危害目標(biāo)重大，工程治理難度和風(fēng)險(xiǎn)極大。 一、應(yīng)急搶險(xiǎn)處置：利用災(zāi)后高清晰航拍影像解譯驗(yàn)證調(diào)查方法，快速查明了泥石流再次暴發(fā)的條件，預(yù)判泥石流存在二次堵江的可能性，為保障溝口堰塞湖疏浚搶險(xiǎn)安全，防止災(zāi)情擴(kuò)大，提出對(duì)存在二次啟動(dòng)的泥石流新近堆積物，采用鋼筋石籠肋底槽固底穩(wěn)坡、排洪導(dǎo)流快速治理，“急、難、險(xiǎn)、重”搶險(xiǎn)效果顯著，控制了災(zāi)情進(jìn)一步擴(kuò)大。 二、專業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警：采用實(shí)時(shí)自動(dòng)雨量監(jiān)測(cè)、泥石流次聲報(bào)警、遠(yuǎn)紅外視頻等先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)建立了自動(dòng)化、全天候的專業(yè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)和預(yù)警預(yù)報(bào)體系，多次準(zhǔn)確預(yù)報(bào)泥石流，搶險(xiǎn)施工隊(duì)伍提前避險(xiǎn)。有效防控風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)無(wú)傷亡的科學(xué)救災(zāi)目標(biāo)。 三、綜合治理勘查評(píng)價(jià)：突破傳統(tǒng)泥石流認(rèn)識(shí)的束縛，對(duì)紅椿溝泥石流成災(zāi)過(guò)程中物源的聚集、拉槽、堵潰和揭底啟動(dòng)等災(zāi)變過(guò)程進(jìn)行了大量的探索研究，建立了泥石流多點(diǎn)堵潰和集中揭底的成災(zāi)機(jī)理模式，分析了泥石流堵江成災(zāi)的機(jī)理模型。對(duì)再次暴發(fā)泥石流的條件和二次堵江可能性、危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行了全面分析研究，為制定治理方案奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。 四、綜合治理工程設(shè)計(jì)：創(chuàng)新提出了“上游穩(wěn)坡固源、中游攔蓄調(diào)節(jié)、下游固床排導(dǎo)”的治理方案。實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)固物源防啟動(dòng)、逐級(jí)攔擋防堵潰、軟底排導(dǎo)防止揭底、控制總量防堵江的設(shè)計(jì)總目標(biāo)。在泥石流工程治理中首次提出樁基承臺(tái)20m高壩的創(chuàng)新技術(shù)，破解泥石流沖擊力巨大及新近堆積體上建高壩沉降變形過(guò)大的關(guān)鍵技術(shù)難題，下游新近堆積體上采用鋼筋柔性石籠防沖軟底槽解決了泥石流過(guò)流強(qiáng)烈磨蝕和不均勻變形引起剛性防護(hù)堤開(kāi)裂問(wèn)題。 五、治理工程施工：在泥石流高危區(qū)高強(qiáng)度施工作業(yè)，針對(duì)大體積混凝土、新近堆積物開(kāi)挖樁基承臺(tái)、軟底槽等制定了科學(xué)、合理的施工組織設(shè)計(jì)，運(yùn)用信息化、新技術(shù)施工方法。采用交叉作業(yè)區(qū)工期倒排、不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)工序有機(jī)銜接的控制措施，較正常工期提前4個(gè)月竣工。工程受到時(shí)任國(guó)土資源部部長(zhǎng)徐紹史、省委書(shū)記劉奇葆、省長(zhǎng)魏宏地高度評(píng)價(jià)，并建議向全國(guó)推廣。 六、工程效果監(jiān)測(cè)：建立了物源區(qū)雨量、物源啟動(dòng)、泥石流過(guò)流、工程體結(jié)構(gòu)受力等泥石流全過(guò)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)體系，大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，經(jīng)歷三年5次強(qiáng)降雨，尤其是2013年“7.10”超標(biāo)降雨檢驗(yàn)，紅椿溝泥石流啟動(dòng)規(guī)模和排放入江量均受到工程的控制和約束，治理工程結(jié)構(gòu)安全、防災(zāi)有效，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。 七、工程成果運(yùn)用：工程勘查設(shè)計(jì)成果已在汶川地震災(zāi)區(qū)、青海玉樹(shù)地區(qū)，西藏亞?wèn)|地區(qū)等泥石流高發(fā)區(qū)20多條重特大泥石流溝治理中得到推廣應(yīng)用和借鑒。已作為成都理工大學(xué)的野外科研教學(xué)基地。

項(xiàng)目是在汶川“5·12”特大地震發(fā)生后，泥石流災(zāi)害頻發(fā)的背景下開(kāi)展的，從2010年開(kāi)始開(kāi)展資料整理，2012年立項(xiàng)具體開(kāi)展科研工作，至2015年11月完成審查，2016年7月成果資料歸檔，項(xiàng)目歷經(jīng)5年時(shí)間。項(xiàng)目主要由四川省華地建設(shè)工程有限責(zé)任公司牽頭完成。

1.主要技術(shù)內(nèi)容

全面調(diào)查評(píng)價(jià)汶川地震區(qū)特大泥石流活動(dòng)特征，研究泥石流成災(zāi)機(jī)理模式；系統(tǒng)總結(jié)汶川縣映秀鎮(zhèn)紅椿溝特大泥石流治理工程和綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝泥石流治理工程的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)及其防災(zāi)效果，建立泥石流治理工程有效性和安全性評(píng)價(jià)體系，為四川、西藏、青海、云南等西南山區(qū)泥石流防治提供技術(shù)指導(dǎo)。

2.取得的主要?jiǎng)?chuàng)新成果

（1）揭示了強(qiáng)震區(qū)特大型泥石流爆發(fā)成災(zāi)的兩種啟動(dòng)放大成災(zāi)機(jī)理模式。在系統(tǒng)調(diào)查汶川地震區(qū)21條特大型泥石流及治理工程效果的基礎(chǔ)上，總結(jié)了汶川地震區(qū)特大泥石流的活動(dòng)特征，總結(jié)出了強(qiáng)震區(qū)特大型泥石流“多點(diǎn)堵潰、揭底放大、多陣疊加”和“兩源分離、集中堵潰、集中放大”成災(zāi)機(jī)理模式。

（2）首次在特大泥石流治理工程采用軟基高壩、柔性排導(dǎo)槽、水砂分治關(guān)鍵技術(shù)并創(chuàng)建監(jiān)測(cè)體系驗(yàn)證了關(guān)鍵工程體系效果。針對(duì)新近特大型泥石流堆積物結(jié)構(gòu)松散承載力低、厚度較大、富水特征，以及泥石流爆發(fā)活動(dòng)規(guī)模較大、活動(dòng)特征復(fù)雜的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)首次采用軟基高壩、柔性排導(dǎo)槽、水砂分治等關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)，并通過(guò)對(duì)關(guān)鍵工程建立的監(jiān)測(cè)體系，驗(yàn)證了關(guān)鍵技術(shù)防治技術(shù)是成功的，相關(guān)技術(shù)得到了廣泛借鑒應(yīng)用。

（3）創(chuàng)建了從降雨—物源啟動(dòng)—過(guò)流—堆積—工程約束效應(yīng)的全過(guò)程泥石流治理工程效果對(duì)照分析評(píng)價(jià)體系。以紅椿溝和文家溝泥石流治理工程為典型試驗(yàn)場(chǎng)，建立了全面的工程防治效果運(yùn)行監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，成功捕捉到10多次泥石流或洪水活動(dòng)，獲取了3個(gè)水文年的全面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。從治理工程對(duì)泥石流流量、流速、重度的調(diào)節(jié)作用，對(duì)物源穩(wěn)固量，攔固工程庫(kù)區(qū)淤積物粒度與回淤縱坡關(guān)系，治理工程位移和沉降量等治理工程關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)出發(fā)，揭示了泥石流在工程約束條件下活動(dòng)特征和發(fā)展演化規(guī)律。

（4）建立了由防治目標(biāo)、工程體系、關(guān)鍵工程、單體工程等多因子構(gòu)成的工程有效性和安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3.授權(quán)專利情況

針對(duì)特大泥石流“軟基高壩、柔性排導(dǎo)槽”等關(guān)鍵防治技術(shù)，申請(qǐng)并獲得2項(xiàng)實(shí)用新型專利，分別為“泥石流攔擋壩防沖消能結(jié)構(gòu)”和“軟基柔性排導(dǎo)槽”，專利號(hào)分別為ZL2015 2 0688888.2和ZL2015 2 0688889.7。

4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

（1）成本指標(biāo)：本項(xiàng)目投入研究經(jīng)費(fèi)共計(jì)500萬(wàn)元。

（2）質(zhì)量指標(biāo)：成果經(jīng)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院組織專家審查獲評(píng)為優(yōu)秀，得分95分。

（3）效益指標(biāo)：項(xiàng)目共獲得2項(xiàng)相關(guān)專利；2項(xiàng)技術(shù)成果被行業(yè)規(guī)范和指南采用；發(fā)表7篇研究論文；出版2部學(xué)術(shù)專著。建立了2處特大型泥石流防治示范基地

（4）用戶滿意度指標(biāo)：用戶滿意度98%。

5.應(yīng)用推廣及效益情況

技術(shù)示范與推廣應(yīng)用于四川、西藏、青海等地震災(zāi)區(qū)50多處重特大泥石流防治工程中（特大型21處），產(chǎn)生了5億元的減災(zāi)效益，推廣應(yīng)用工程區(qū)保護(hù)了7.5萬(wàn)多人口的生命安全，取得了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。 2100433B

為固定溝床，防止或減輕山洪及泥石流危害而在山溝中修筑的建筑物。包括泄水式溝頭防護(hù)、谷坊、攔沙壩、淤地壩、 小型水庫(kù)、 溝岸防護(hù)工程等。山溝是山區(qū)小流域的排水溝道。由于山溝所在流域的地質(zhì)、氣候、地形、土壤、植被等自然條件以及人類活動(dòng)的影響不同，山溝發(fā)生山洪、泥石流災(zāi)害的危險(xiǎn)程度也不相同。需要根據(jù)山溝的類型選用不同的治理措施。山溝治理工程不僅要與治理溝道的林草措施相結(jié)合，而且要與山坡水土保持工程相結(jié)合，統(tǒng)一規(guī)劃，體現(xiàn)坡溝兼治的原則。

溝道治理工程是為防止溝底下切，溝岸擴(kuò)張而修筑的工程措施。

中文名稱

溝道治理工程

英文名稱

gully control engineering works

定　　義

為防止溝底下切，溝岸擴(kuò)張而修筑的工程措施。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級(jí)學(xué)科），水利水土保持（二級(jí)學(xué)科），水土保持措施（水利）（三級(jí)學(xué)科）