王武刚，史继辉
（陕西地质工程总公司，陕西西安 710054）
摘 要：西安—成都客专330kV开关站工程位于东岳沟下游，沟内目前正在堆积有3处西成客专东岳沟特长隧道的弃渣场，为确保佛坪330kV开关站建设场地的安全，需对东岳沟泥石流地质灾害进行调查评估，对工程场地遭受泥石流灾害的危险性进行评估。本文通过3种方式分析认为东岳沟本身是泥石流低易发沟，拟建站址场地受泥石流灾害的影响小，危险性小。
关键词：佛坪330kV开关站；东岳沟；泥石流
0 引 言
根据陕西省地质环境监测总站的《陕西省秦巴山区泥石流成因分析与防治对策研究》可知，佛坪县属泥石流地质灾害易发区，2002年6月9日和2007年8月30日佛坪县均发生了较大泥石流灾害，泥石流灾害基本上发生在椒溪河两侧的支沟内；又据2013年《陕西省佛坪县地质灾害详细调查报告》资料可知椒溪河一级支沟东岳沟属地质灾害高易发区，其中滑坡灾害7处，泥石流灾害3处。由于佛坪县用地极其紧张，西安—成都客专330kV开关站工程位于东岳沟下游，沟内目前正在堆积有3处西成客专东岳沟特长隧道的弃渣场，为确保佛坪330kV开关站建设场地的安全，需对东岳沟泥石流地质灾害进行调查评估，对工程场地遭受泥石流灾害的危险性进行评估分析。
佛坪330kV开关站工程位于陕西省汉中市佛坪县以南的袁家庄镇东岳殿村二组东岳沟内，规划范围呈不规则多边形，总占地约25亩。区内建设主控通讯楼、构架及其他建筑物等工程。拟建站址建设场地属东岳沟河谷区。
1 地质环境条件
佛坪县地处南北气候的过渡带，属暖温带气候。平均气温11.5℃，极端最高温度37℃，极端最低气温－12.9℃；年平均降雨量938.1mm，年最大降雨量1382.3mm（1983年）。日最大降雨量为2002年6月9日498.2（县城409.4）mm/日。拟建站址多年年平均降雨量在950～1000mm之间。
东岳沟为汉江二级支流椒溪河左岸的一级支流，沟长约10km，流域面积约37.775km2，河床平均宽度约为25m，平均比降为8.8%，落差约880m，为一长年流水沟谷，由东北向西南汇入椒溪河。中上游由桃园子沟、南沟、西沟、石门子沟4条支沟组成，均为长年流水沟谷。
佛坪330kV开关站工程场址位于秦岭中低山区之汉江三级支流东岳沟河谷区，东岳沟由东向西流经场地南侧。拟建站址现为西成高铁隧道的弃渣场，高出河床7～8m，东岳沟原有河道及部分阶地均被隧道弃渣回填。2014年3月铁路部门对东岳沟河道进行了改造及防护，东岳沟河道现已改道至场地南侧山麓底部，两岸为人工砌筑的混凝土或砌石河堤，河段河床宽15～20m，河床底部进行过硬化处理（图1）。
作者简介：王武刚（1963—），男，陕西兴平人，陕西地质工程总公司副总工程师，高级工程师，工程地质专业，主要从事水文地质勘察、工程地质勘察、地质灾害勘查及评估工作
2 东岳沟泥石流现状分析
2.1 地质环境特征
东岳沟上游沟谷呈“V”字形，沟谷两侧斜坡坡度40°～50°，沟谷长约4.9km，流域面积约18.617km2，河谷宽度30～60m，河床平均宽度约为15m，沟床纵坡平均比降为15.1%，落差约740m。沟内巨石较多，粒径多为1.0～2.5m，沟谷两侧有少量阶地，大部分基岩出露，坡面植被茂盛，覆盖率约90%以上。
东岳沟中下游沟谷呈“U”字形，沟谷两侧斜坡坡度30°～40°，沟谷长约5.1km，流域面积约19.158km2，河谷宽度100～200m，河床平均宽度约为35m，沟床纵坡平均比降为2.7%，落差约140m。中下游沟谷开阔，沟谷两侧多发育有一、二级阶地，局部发育有三级阶地，沟内漂卵石较多，粒径为10～50cm，两侧坡体可见基岩出露，坡面植被茂盛，覆盖率约90%以上。中下游河床两岸基本都修建有河堤防护。
东岳沟沟口原来比较畅通，河流属于下切河床，因西成高铁建设阻碍了河流的流通，沟口变窄，堵塞沟口石拱桥桥洞，近两年在沟口形成了淤积带，上淤长度约200m，堆积厚度1.5～2m（图2、图3）。
图1 东岳沟改河道段及拟建场地
图2 沟口淤积带（镜向85°）
图3 沟口变窄的河道及石拱桥（镜向270°）
2.2 泥石流形成的可能性分析
泥石流的发生要具备3个条件，即地形条件、物源条件、水动力条件，缺一不可，下面对东岳沟的三大条件依次分析。
地形条件：东岳沟沟长约10km，流域面积约37.775km2，河床平均宽度约为25m，有较大的汇水面积，一定程度上为泥石流发生提供了地形条件。
物源条件：东岳沟的产沙区主要是东岳沟沟谷的上游，河床内的松散物平均厚度1～4m，上游以漂石、巨石为主，黏土类细粒物质少，地形较缓处多修成梯田，沟谷中堆积松散物及沟谷两边的薄层坡积物为泥石流提供了物源条件。沟谷内7处滑坡均为修建通村公路形成的小型滑坡，方量约数十立方米至数百立方米；3处泥石流沟位于东岳沟上游或支沟内，其中2处为长度约300～400m的泥石流沟，其物源为修建通村公路形成的弃渣，泥石流堆积物均堆积于东沟主沟道，堆积长度不超过30～50m，1处为坡面泥石流。
东岳沟内由于西成高铁隧道的建设，在沟内堆积有3处渣堆（图4～图6），在上游南沟内堆积有大量渣石Z1，预计堆积方量约200 000m3，在南沟内延伸长度达800m，下游建有拦渣坝；中下游堆积有2处渣石堆，其中Z2渣石堆位于东岳沟与其支沟桃园子沟交汇处北侧通村公路边，预计堆积方量约5000m3，Z3渣石堆位于东岳沟右侧庙垭子处，预计堆积方量约20 000m3，Z1～Z3弃渣为东岳沟泥石流提供了丰富的物源，但Z1～Z3弃渣建有拦渣坝、拦挡墙河堤等，弃渣被固定不再移动，加之堆积物均为巨石、块石，导水性及边通性很好，多不影响洪水排泄通道。
图4 Z1渣体（镜向100°）
图5 Z2渣体（镜向40°）
水动力条件：东岳沟沟长约10km，流域面积约37.775km2，河床平均宽度约为25m，沟床纵坡平均比降为8.8%，上游纵坡比降较大，为15.1%，下游纵坡比降较缓，为2.7%，汇水面积大，沟床比降较大，上游的洪水冲击力较大，下游相对较小。根据2012年陕西省地质环境监测总站《陕西省秦巴山区泥石流成因分析与防治对策研究》的研究，秦巴山地泥石流暴发的雨量通常是日降水量100mm，在秦巴山地特大暴雨（＞200mm）一般都能发生泥石流，而100～200mm的暴雨能否发生泥石流，主要取决于前期降雨量和固体物质蓄存量的多少，50～100mm的暴雨发生泥石流的几率小，泥石流多在一些特殊条件下才能形成。佛坪县2002年6月9日特大暴雨日降雨量为498.2mm/日、2007年8月30日暴雨日降雨量为167.9mm/日及2011年7月29日日降雨量为71.1mm/日等这些强降雨都为泥石流提供了水动力条件。
由以上三方面条件分析，东岳沟有发生泥石流的基本条件，上游为泥石流物源区，中下游为流通区，沟口以外至椒溪河为堆积区（图7），如发生泥石流则以稀性泥石流和水石流为主。
图6 Z3渣体（镜向255°）
2.3 泥石流易发性判定
对东岳沟泥石流易发性采用历史分析法、比拟法及规范查表法依次进行分析，具体分析如下。
历史分析法：根据佛坪县历史资料统计，1981年7月2日至7日，佛坪县连降暴雨，多处滑坡发生，损毁电站4座、公路10km、河堤0.7km、堰渠0.2km、民房100间、死亡8人；2002年6月9日，佛坪县遭受了历史上罕见的特大暴雨袭击，日降雨量为498.2mm/日，导致全县34 920人受灾（其中农业人口1.7万），部分区域和行业遭受了毁灭性灾害，沿河农田损毁严重；2007年8月30日，佛坪县降暴雨，日降雨量为167.9mm/日，迅速形成山洪、滑坡和泥石流灾害，使城区及周边两个乡镇1.3万人受灾；2011年7月30日，佛坪再度爆发山洪，导致西汉高速连接线、108国道、县乡村道路受损196处，秦岭隧道发生近年来首次特大泥石流，约2220m3，全县交通道路、农业基础设施受损；2015年4月1日暴雨东岳沟沟口形成洪水，洪水水位线在原有的印痕位置，洪水漫过石拱桥桥面，但未形成泥石流。
图7 东岳沟泥石流平面示意图
上述历史上灾害的记录中，均未提及东岳沟造成人民生命财产遭受损失的情况，说明东岳沟历史记录中未发生灾害性泥石流，通过调查得知：1981年7月2日至7日连降暴雨，2002年6月9日特大暴雨及2007年8月30日暴雨等发生百年一遇的洪水时东岳沟都曾发生泥石流，但未发生灾害性泥石流，泥石流堆积物堆积于椒溪河河床上，形成偏向下游的洪积扇。对位于拟建站址区的原一级阶地上的村庄房屋未造成损毁，只是损毁了高漫滩及一级阶地的农田。
东岳沟在1981年曾形成泥石流堆积扇堆积于椒溪河河床，其洪积扇主轴线偏向沟口下游，2002年6月9日情形也是如此，但泥石流堆积物并未冲毁位于近沟口左岸（图8）的小学以及沟口右岸（图9）的大队部库房，这两所房子至今完好，只是小学遭受了洪水淹没，洪水线高出当时地面标高30～40cm（地面高程当年及现在并未变化），现场可看见当年的印痕，而大队部土房尚未见流水的痕迹（大队部土房地面高程低于学校房屋约1m），说明过小石桥洪水主流已偏移。
2007年8月30日东岳沟也曾发生泥石流，洪水在沟口于学校高程以上30～40cm。在东岳沟内桃园村漫滩因河水冲刷，损毁了高漫滩上的耕田（现已修建成鱼塘），在拟建站址附近的东岳村四组的表现也是损毁了高漫滩上的耕田。
图8 废弃的小学（向上游）（镜向100°）
图9 原大队部库房（向下游）（镜向340°）
东岳沟泥石流堆积区位于东岳沟汇入椒溪河沟口，洪积扇规模不大，原有堆积物看有大块石，泥质含量少，发生频率1～6年，为稀性泥石流，属低易发泥石流。
类比法：佛坪县是陕西省泥石流的高发区，通过与佛坪县2007年8月30日发生泥石流的5条重点沟谷（黄家沟、大湾沟、庙垭沟、堰沟、后沟）的调查对比，主要从沟长、纵坡比降、沟内堆积物情况与地形地貌、沟口排水通道情况、发生频率等方面进行对比，对比发现发生泥石流的沟谷均短小顺直，水力比降在18%以上，同时沟谷内的松散堆积物均未固结密实，沟口均被挤占，水流通延狭窄，而东岳沟沟形宽大，沟内基本均进行了防护，沟谷侵蚀处于末期，其内个别支沟在有松散堆积物的情况下发生泥石流的可能性大，但整个东岳沟发生泥石流可能性小，属低易发泥石流沟，地质灾害危害较小，危险性小（表1）。
表1 2007年8月30日佛坪县城典型泥石流特征与东岳沟特征对比表
规范查表法：根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T 0220—2006）附录G，即“泥石流沟的数量化综合评判及易发程度等级标准”，对东岳沟泥石流沟进行易发程度数量化评分和综合判别，东岳沟泥石流的易发程度数量化评分值为54分，属低易发泥石流沟（表2）。
表2 东岳沟泥石流严重程度数量化表
3 东岳沟泥石流预测分析
拟建场地段为泥石流的流通区，东岳沟泥石流沟近35年的记录未发现泥石流影响村民生命财产的灾情，拟建场地段河床属下切河床，河床已于2014年被硬化处理，硬化厚度约0.4m，现场调查发现河道下切作用已经在局部破坏了硬化的河床，河道仍会在暴雨洪水冲刷作用下继续下切，或在泥石流的侧蚀影响下损伤已建河堤，如下切深度超过河堤基础深度则会影响河堤的稳定性，但东岳沟为低易发泥石流沟，只在特大暴雨时才产生泥石流，拟建场地平整高程高出现河床5～6m，故建设场地遭受泥石流的可能性小，地质灾害危险性小。
东岳沟内无采矿活动及其形成的弃渣，目前在东岳沟中、下游有2处高标准农田整理项目，正在对东岳沟岸堤进行浆砌块石防护（其中见Z2渣体处），东岳沟未见新的修路、建厂等其他破坏地质环境的人为活动，铁路建设弃渣集中堆弃在Z1处，因已经进行了防护，而且渣体已经形成宽大的拦碴坝，故其加剧泥石流的可能性小，地质灾害危险性小。
4 结论及建议
（1）东岳沟属低易发泥石流沟，拟建站址段属泥石流流通区，泥石流地质灾害危险性小。
（2）预测分析认为：预测工程建设遭受东岳沟泥石流害的可能性小，地质灾害危险性小；目前铁路建设弃渣加剧泥石流的可能性小，地质灾害危险性小。
（3）东岳沟泥石流沟未发现泥石流影响村民生命财产的灾情，站址段河床属下切河床，应加强监测，对已破坏的固化河床及时修复固化，必要时对河堤进行加固。
（4）东岳沟沟口的袁家庄镇已经与佛坪县城连成一体，人类工程活动日趋频繁，东岳沟属地质灾害易发地段，应继续加强地质环境保护与监测，尤其是物源变化监测，并对东岳沟沟口河床堆积物进行清理，疏通河道。
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