泥石流流量计算全解-共26页
第二节 泥石流流量计算
1）频率为P 的暴雨洪水流量计算（P Q ）
泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关，而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算，其公式为：
P Q =0.278KiF （2-1） 式中：P Q —清水洪峰流量（m 3/s ） F —流域面积（km 2）； i —1h 面雨量（mm ）；
K —汇流系数，查青海省水文图集，取为0.8。 2）频率为P 的泥石流峰值流量计算（
C
Q ）
按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量
C
Q 计算。
C
P C C D Q Q ?+=)1(φ （2-2）
式中：C Q —频率为P 的泥石流峰值流量（m 3/s ）；
P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（m 3/s ）；
C φ—泥石流泥沙修正系数， )/()(C H S C C γγγγφ--=；
C γ—泥石流容重（t/ m 3）
；
S γ—清水的比重（t/ m 3）
，取值为1.0；
H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m 3），取值为2.65；
C
D —泥石流堵塞系数，取1.1。
利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-3。
表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表
沟名及编号 设计
频率 K i (mm) F （km 2） Qp (m 3/s) Dc C φ
Qc (m 3/s) 热藏龙哇沟
2%
0.8
20.3
1.6
7.22
1.1
0.511
12.00
1%
21.9 7.80 12.97 龙藏沟
2% 0.8
20.3 0.519
2.34 1.1 0.333
3.43 1%
21.9
2.53
3.71
第三节泥石流流速计算
泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，目前泥石流流速计算公式多为半经验或经验公式。一片区各泥石流均属稀性泥石流，稀性泥石流的流速计算公式本报告选用西北地区（铁一院）公式：
3
8
c c c v H I α=23（15.3/） （2-5）
式中：
c v ——泥石流断面平均流速（m/s ）;
c H ——泥石流流体水力半径（m ），可近似取其泥位深度； c I ——泥石流流面纵坡比降（‰）； α——阻力系数。
利用以上公式计算的一片区2条泥石流沟峰值流速结果见表5-4。
表5-4 热藏龙哇、龙藏沟泥石流峰值流速计算结果表
沟名及编号 设计频率 α
c H (m)
c I （‰）
c v （m/s ）
热藏龙哇沟 P=2% 1.534 0.30 0.273 2.747 P=1% 0.4 3.327 龙藏沟
P=2% 1.372
0.30 0.315
3.243 P=1%
0.35
3.594
第四节一次泥石流过流总量
一次泥石流总量Q 计算，根据泥石流历时T （s ）和最大流量C
Q （m3/s ），按泥石
流暴涨暴落的特点，将其过程概化成五角形，按下式计算：
C
Q T K Q ??= （2-3）
式中：K-与流域面积相关的系数；T-泥石流历时，取1200s 。 计算结果见下表5-5。
第五节一次泥石流固体冲出物
一次泥石流固体冲出物按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2019）附录I 提供的计算公式进行计算：
)
/()(w H w c H Q Q γγγγ--=
式中H Q —一次泥石流冲出固体物质总量（m3）；
Q
—一次泥石流过程总量（m3）
c γ—泥石流重度（t/m3）； w γ—水的重度（t/m3）；
H γ—泥石流固体物质的重度（t/m3）。
表5-5 热藏龙哇、龙藏沟泥石流沟过程总量及一次固体物质总量计算结果表 分类 沟名
计算频率 C Q (m 3/s)
T (s)
Q （m 3）
H Q （m 3）
热藏龙哇沟 2% 12.00 1200 3803.56 1286.29 1% 12.97 1200 4107.84 1389.20 龙藏沟
2% 3.43 1200 1088.28 368.04 1%
3.71
1200
1175.34
397.48
第六节泥石流整体冲压力
泥石流整体冲压力计算公式：
αγλ
δsin 2c c
V g
= （2-6）
式中：δ—泥石流整体冲击压力（Pa ）； g —重力加速度（m/s2）；
α—建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角，取90°； λ—建筑物形状系数，方形为1.47，矩形为1.33，圆形为1.0；
c V —泥石流断面平均流速（m/s ）；
计算结果见下表5-6。
表5-6 热藏龙哇、龙藏沟泥石流冲击压力计算结果表
沟名
γC (kN/m 3)
V C (m/s)
g
α(°)
λ
δ(kPa)
热藏龙哇沟 15.3 3.326 9.8 90 1.33 14.71 龙藏沟
13.8
3.243
9.8
90
1.33
13.99
第七节泥石流爬高和最大冲起高度
1、泥石流最大冲起高度1H ?计算公式：
g
V H c 22
1=? （2-7）
2、泥石流爬高2H ?计算公式：
g V g V b H c
c 2
28.02≈?=? （2-8）
式中：b —迎水面坡度的函数。 计算结果见下表5-7。
表5-7 热藏龙哇、龙藏沟泥石流爬高和冲起高度计算结果表
沟名 V C (m/s) 爬高ΔH(m) 冲起高度ΔH(m)
热藏龙哇沟 3.326 0.45
0.56
龙藏沟
3.243
0.43 0.54
第八节泥石流弯道超高
由于泥石流流速较快，惯性较大，故在弯道凹岸处有比水流更加显著的弯道超高。计算弯道超高的公式：
2
3212.3lg(/)c H V g R R ?=? （2-9）
式中：3H ?—弯道超高值（m ）；
2R —凹岸曲率半径(m)； 1R —凸岸曲率半径（m ）； c V —流速（m/s ）； g —重力加速度（m/s 2）。
计算结果见下表5-8：
表5-8 热藏龙哇、龙藏沟泥石流弯道超高计算结果表 沟名 V C (m/s) R 2(m)（凹）
R 1(m) Δh(m) 热藏龙哇沟 3.326 35
16 0.88 龙藏沟
3.243
27 14
0.71
第六章防治方案
第一节防治原则、依据
一、防治目标与原则
根据热藏龙哇沟、龙藏沟泥石流的形成特征、危害形式、危害程度、发展趋势，泥石流防治总的目标是减轻泥石流灾害对规划区的危害。
具体目标：
1、根据泥石流的危害性及危险性大小，确定本治理工程措施为永久性工程，各项治理工程必须安全可靠，通过治理，使泥石流治理工程在设计频率、规模的泥石流发生时，不再造成危害。
2、治理工程措施是针对泥石流类型、活动规律等进行，各项工程包括稳拦、排导等配合使用，综合治理，保证安全。
3、应建立可行的后的泥石流动态，以保施工安全，为今后泥石流的治理效果监测和灾害预警提供依据基泥石流监测网络，适时监控治理过程中和治理础数据。
为此，治理工程措施应遵循安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便、与环境协调的原则。
5）遵循泥石流自身的特点和规律，因地制宜，防、治结合，综合防治。
二、防治依据
（一）规范依据
1、中国地质调查局《泥石流灾害防治工程设计规范》（DT/T0239－2019）；
2、中华人民共和国地质矿产行业标准《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2019）；
3、中国地质调查局《滑坡、崩塌、泥石流灾害详细调查规范》（1:50000）；
4、中国人民共和国地质矿产行业标准《崩塌、滑坡、泥石流监测规程》（DT/T0223－2019）；
5、国务院2019年394号令下发的《地质灾害防治条例》；
6、《混凝土结构设计规范》（GBJ50010－2019）；
7、《建筑抗震设计规范》（GBJ50011—2019）；
8、中华人民共和国水利部《砌石坝设计规范》（SL25—2019）；
9、中华人民共和国水利电力部《浆砌石坝施工技术规定》（SD120－84）；
10、《城市防洪工程设计规范》(CJJ50－92)；
11、《砌体结构设计规范》（GB50003－2019）；
12、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2019）；
13、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2019）；
14、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2019；
15、《建筑变形测量规程》（JGJ/T8～97）。
第二节防治方案分析
一、防治总体方案
对热藏龙哇沟、龙藏沟应急防治工程提出拦挡、排导相结合的综合防治方案。拦排结合防治方案即在全面研究区内泥石流发育特征及危害程度的基础上，从泥石流形成源头及松散固体物质补给来源入手，在主沟内修建拦挡坝，固沟稳坡，拦蓄泥石流固体物质，降低排导沟的排泄压力和沟内泥沙淤积量。
（1）热藏龙哇沟
拦挡坝：根据热藏龙哇沟泥石流沟内沟道物源特征，拟在沟道中上游修建一座格宾石笼坝，沟下游修建重力式拦挡坝。
排导槽：在热藏龙哇沟沟口下游各修建一条排导槽，把泥石流排入麦秀河。（2）龙藏沟
根据龙藏沟，沟道物源较少，且植被覆盖率较高，泥石流爆发时主要为高含沙的洪流，因此简易修建一条排导槽进行治理。
二、防治工程类型和措施分析
（一）拦挡工程功能分析
本次防治工程设计中下游段坝体结构采用抗剪切、抗冲击力强的拦挡坝，以
增加其安全可靠程度。治理区流域内泥石流补给物质主要位于主沟段，泥沙补给段比较集中，一些地段沟道开阔，具备良好的库容条件，采取沟内拦挡工程将产生巨大的拦砂效益和稳坡护岸作用，抬高沟床，稳定沟岸，从而减少其对泥石流的固体物质补给，起到很好的泥石流防治效果，这种措施在泥石流防治中广泛采用，并取得了良好的防治效果和防治经验，成为泥石流灾害防治中拦挡坝的主要形式。根据沟内地形、地质条件，本次设计在热藏龙哇沟道中下游段选择采用混凝土重力式拦挡坝和格宾石笼坝。
（二）拦挡工程结构分析
（1）热藏龙哇沟
本次施工图设计布设拦挡坝共计2座，其构筑物形式为1座格宾石笼坝，1座C25混凝土坝体，均采用坝顶溢流的形式。
本次设计的拦挡坝地面以上有效坝高（不含溢流口高度）在1.6—3.2m，以最大限度的拦蓄泥沙为目的。坝顶设置溢流口，溢流口宽度依据泄流量及沟床宽度确定。
坝基础埋深根据坝址处地层、地质条件和地面以上坝高以及满足抗滑、抗倾覆稳定性要求确定。如不满足稳定性需求时，可根据需求适当加深基础埋深，以能够达到稳定性要求为宜。
坝肩结合槽根据各拦挡坝坝址处坝肩的地层岩性条件和工程地质条件确定。碎石土层坝肩嵌入深度不小于2-3m，并确保坝肩结合良好，以满足坝体的稳定性要求。
由于热藏龙哇沟内布置的2拦挡坝坝基处于沟道碎石土中，坝肩处于松散堆积物中，且多处变形垮塌，为防止坝基冲刷和保护坝肩及拦挡两侧沟岸坍塌物，在坝肩两侧设翼墙。
第七章防治工程设计
第一节设计参数
设计参数是工程设计的重要依据，它的分析计算是设计工作的一项主要内容，其正确与否直接关系到工程的安全性、可靠性和投资的经济合理性。由于泥石流的形成和运动机理十分复杂，本次热藏龙哇、龙藏沟泥石流防治工程的设计参数主要依据《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T 0239—2019）及相关地质灾害防治规范执行，一些参数的计算直接引用勘查成果，另外参考以往资料和相关规范以及地区的一些经验公式分析确定。
一、防治工程安全等级和设计标准
泽库县麦秀镇龙藏村热藏龙哇沟、龙藏沟泥石流灾害危害对象主要是生态与地质环境、居民点、学校及各项工农业设施。
1、流域生态与地质环境
泥石流对生态与地质环境的危害属泥石流伴生灾害。
由于泽库县麦秀镇龙藏村热藏龙哇沟、龙藏沟泥石流爆发频繁，进一步加速了区内水土流失，同时，并诱发沟岸边坡垮塌、引发次一级更大范围的滑坡，使得沟岸两侧的林地逐渐丧失，流域生态和地质环境进一步恶化，进而又导致新的泥石流的爆发。泥石流对生态与地质环境的危害不仅难以用量来评价，而且是十分难以恢复的。
2、居民点
泽库县麦秀镇龙藏村热藏龙哇沟、龙藏沟泥石流危害区内有2所寄宿学校（尼桑堂小学、龙藏完小，均有国外慈善机构援建资金）、1所幼儿园共计师生443人、400万元的固定资产及龙藏村61户（305人）村民等。
3、各项基础设施
泽库县麦秀镇龙藏村热藏龙哇沟、龙藏沟泥石流危害区内的各项工农业设施主要包括省道S203以及村级公路、耕地、通信光缆、输电线路等。
根据中国地质调查局《泥石流灾害防治工程设计规范》（DT/T0239-2019）规定，结合已有的工程治理措施，综合分析泥石流灾害的受灾对象和期望经济损失，适当参考防治工程投资，最终确定该泥石流防治工程安全等级应定为二级。相应的防治工程主体工程设计标准应按50年一遇的降雨强度设计，拦挡工程基本荷载下抗滑安全系数应达到1.20，特殊荷载下抗滑安全系数应达到1.07，基本荷载下抗倾覆安全系数应达到1.50，特殊荷载下抗倾覆安全系数应达到1.14。
二、设计参数计算
（一）泥石流防治前、后重度值
泥石流的重度反映了流体的含沙量，它受到流域泥沙补给条件和沟床输沙能力的共同影响。
1、防治前重度值
本设计泥石流防治前重度值根据查表法综合确定区内热藏龙哇泥石流沟流体重度为1.558t/m 3；龙藏沟泥石流沟流体重度为1.412t/m 3。
2、防治后重度值
泥石流防治后的重度计算经验公式，经过在一些泥石流沟防治工程的计算检验，具有较高的适用性。本次利用该经验公式计算热藏龙哇沟防治后的重度。公式如下：
0.150.65c 7.5(/0.06)H i F γ=计
式中：H 计—流域防治工程计算总坝高（m ）；
c γ—泥石流重度（t/m 3
），（取1.593）；
i —沟床平均比降（%）；
F —流域面积（km 2）；
'0.5v S 0.36(/)v S H H =计建
'v S —防治后泥石流固体物质百分含量；
S v —防治前泥石流固体物质百分含量，取0.35～0.37；
H 建：防治工程总坝高（m ）；
'''c (1)v H v S S γγ=?+-
'c γ—防治后泥石流重度（t/m 3
）；
H γ—泥石流固体物质重度（t/m 3
），取2.65；
依据上面公式进行计算，热藏龙哇防治后泥石流重度1.309t/m 3，，基本形成携沙水流。根据对热藏龙哇、龙藏沟泥石流防治后的重度进行测算及经验公式计算对比认为，防治后泥石流重度将大为降低。
（二）泥石流流量 1、泥石流防治前峰值流量
本设计泥石流防治前峰值流量直接选用第五章计算的结果，见表7—1。
表7-1 泥石流流量计算结果表
项目 F
(km 2） Q P2% (m 3/s) Q P1% (m 3/s) γ c (t/m 3) Ф Q C2%
(m 3/s) Q C1% (m 3/s) 热藏龙哇 1.6 7.22 7.80 1.558 0.511 12.00 12.97 龙藏沟
0.519
2.34
2.53
1.412
0.333
3.43
3.71
2、泥石流防治后峰值流量
防治后流量大小是泥石流防治工程设计中的重要参数。本次依据上述对防治后泥石流重度的测算结果，确定防治后泥石流流量。采用配方法计算，公式如下：
Q c =（1+Φ）Q B ·D
式中：Q B —频率为p%的暴雨洪水下最大流量（m 3/s ）；
Q C —频率为p%的暴雨洪水下的泥石流流量（m 3/s ）； D —堵塞系数，取1.1； Ф — 泥石流流量增加系数。
Ф=（γc —1）/（γh —γc ）
γc —泥石流防治后重度（t/m 3）。 γh —泥石流颗粒重度，取2.65t/m 3。
RIF
Q P 278.0%)2(=
式中：Q P —清水洪峰流量（m 3/s ） F —流域面积（km 2）； I —1h 面雨量（mm ）；
R —汇流系数，查青海省水文图集。
计算结果见表5—2。
表7—2 防治后泥石流流量计算结果表
沟名 F(km 2
)
洪水流量（m 3/s ）
1+φ
堵塞系数
(D )
防治后泥石流流量
(m 3/s) 2% 2%
热藏龙哇沟 1.6 7.22 1.23 1.1 9.78 龙藏沟 0.519 2.34 1.33 1.1 3.435
根据上述计算，本次泥石流防治工程实施后，在五十年一遇降雨条件下，
热藏龙哇、龙藏沟沟口的泥石流流量为9.78、3.435m 3/s 。
（三）泥石流流速
热藏龙哇、龙藏沟沟谷狭窄，因上游山高坡陡，沟谷短而沟床纵坡降大，泥石流被束缚于沟槽中运动，能量易聚不易散，因而泥石流具有流速快、位能高、动能积累快的特点。本设计泥石流流速选用第四章计算的结果经西北地区（铁一院）计算公式校核计算，综合确定。
表7-3热藏龙哇、龙藏沟泥石流峰值流速计算结果表
沟名及编号
设计频率
α
c H (m)
c I （‰） c v （m/s ）
热藏龙哇沟 P=2% 1.534 0.30 0.273 2.745 P=1% 0.4 3.326 龙藏沟
P=2% 1.372
0.30 0.315
3.243 P=1%
0.35
3.594
（四）一次泥石流过程总量及冲出固体物质总量
本设计泥石流一次泥石流过程总量及冲出固体物质总量选用第五章计算的结果。
表5-5 热藏龙哇、龙藏沟泥石流沟过程总量及一次固体物质总量计算结果表
分类 沟名
计算频率 C Q (m 3/s)
T (s)
Q （m 3）
H Q （m 3）
热藏龙哇沟
2% 12.00 1200 3803.56 1286.29 1% 12.97 1200 4107.84 1389.20 龙藏沟
2% 3.43 1200 1088.28 368.04 1%
3.71
1200
1175.34
397.48
（五）冲击力
冲击力是破坏防治工程构筑物的主要作用力之一，其大小与泥石流流量、流速、重度等有关，它的设计要经过多次试算才能确定。泥石流冲击力是泥石流防治工程设计的重要参数。分为流体整体冲压力和个别石块的冲击力两种。在此只对其整体冲击力、冲起高度和弯道超高分别进行计算。
1、泥石流体整体冲压力计算
根据第四章计算，泥石流整体冲压力直接选用其计算结果，表5—4。
表5—4 各拦挡坝坝址断面处泥石流冲击力计算结果表
沟名 γC (kN/m 3) V C (m/s) g α(°) λ δ(kPa) 热藏龙哇沟
15.3
3.326
9.8
90
1.33
14.71
2、泥石流冲起高度计算
根据公式对泥石流在不同频率下的最大冲起高度H ?与在爬高过程中由于受到沟床阻力的影响的爬高h ?进行计算，计算结果见表5—5。
表7—4 泥石流冲起高度H ?和h ?计算成果表
沟名
γC (kN/m 3)
V C (m/s)
g
α(°)
λ
δ(kPa)
热藏龙哇沟15.3 3.326 9.8 90 1.33 14.71 龙藏沟13.8 3.243 9.8 90 1.33 13.99
三、设计参数选取
热藏龙哇、龙藏沟泥石流重度、流量、流速及冲击力设计值见表5—6、5-7。
表7－5 泥石流设计参数
项目参数热藏龙哇沟龙藏沟
计算参数
泥石流沟床粗糙率0.12 0.12
平均泥深H
c
（m）0.4 0.3
水力坡度Ι0.273 0.358
固体物质重度γ
h
（t/m3） 2.65 2.65
泥石流重度γ
c
（t/m3） 1.558 1.412
泥石流最大流量Q
c
（s/ m3）12.00 3.43
泥石流平均流速V
c
（m/s） 2.745 3.326表7－6 拦挡坝设计参数
名称与代号热藏龙哇沟龙藏沟
最大泥石流设计流量Q
c
（m3/S）12.00 3.43一次泥石流过流总量Q（m3）3803.561088.28
一次泥石流固体冲出物Q
h
（m3）1286.29368.04 泥石流整体冲击力Fδ（kpa）14.7113.99
浆砌块石、混凝土坝砌体重度γ
b
（KN/m3）25 25
泥石流重度γ
c
（KN/m3）15.26 13.83
第二节防治工程构筑物设计
（一）热藏龙哇沟治理工程设计
1、拦挡坝设计
拦挡坝是本次防治热藏龙哇泥石流的主要措施，拦挡坝体型式采用重力式拦挡坝和格宾石笼坝。坝的主要功能已在第六章第二节中详述，现仅对各拦挡坝构筑物的设计进行说明。
泥石流计算方法
干线公路灾害防治试点工程 技术指南 （试行） 中华人民共和国交通部 二○○六年八月
目录 1 总则2 2 灾害调查和评估2 2.1泥石流和水毁 4 2.2路基病害7 3 防治工程设计9 3.1水毁防治工程10 3.2泥石流防治工程 (14) 3.3路基病害防治工程 (15) 4施工17 5 工程验收19 6 效果评估和总结20附录泥石流相关计算方法21 1 总则
1.1 为提高公路抗灾能力，指导干线公路灾害防治工程试点工作的实施，特制定本技术指南。 1.2 公路灾害防治工程是通过增设和完善公路的灾害防护设施为重点，对公路边坡、路基、桥梁构造物和排（防）水设施进行综合整治，以提高公路抗灾能力的专项工程。 1.3 公路灾害防治试点工程的实施应按照“安全、耐久、节约、和谐”的原则，贯彻“预防为主、防治结合、因地制宜、综合治理”的方针，对公路灾害防治工程采取综合措施进行整治。 鼓励技术创新和采用经过论证的新技术、新材料和新工艺。 1.4 通过实施公路灾害防治试点工程，提高试点路段的抗灾能力、通行能力和行车安全水平，探索总结适合我国国情的公路灾害防治工程技术措施和组织实施方法，为全面实施积累经验。 1.5 本指南适用于干线公路灾害防治试点工程的实施。 1.6 干线公路灾害防治试点工程的实施，除应符合本指南外，还应符合国家有关标准的规定。 2 灾害调查和评估
2.1 泥石流和水毁 2.1.1水毁调查与评估，必须进行水毁形成条件调查，通过现场勘察认识所在河段的类型及河床变形、地质构造等特点，再结合灾害工程特点，研究水毁的原因。水毁和泥石流都具有冲击、侵蚀、携带、淤积等破坏能力，但形成机理和流体性质完全不同。 2.1.2洪水与暴雨时空关系密切，以重复发生、夜间多发为特征。其危害的方式包括冲刷、侵蚀、冲击、淤积、淹没、漫流改道为主，具有突发、集中、历程短、成灾快的特点。调查评估的重点是洪水发生的时间、历程、流量、频率等。 2.1.3洪水调查的内容和方法见表2.1.3。 表2.1.3 洪水调查的内容和方法 2.1.4洪水流量计算根据实地条件采用比降法、急滩法或卡口法。河道顺直、沟床稳定、纵坡和糙率一致的河段，可采用满宁公式计算；由稳定流变为急流的沟床纵坡变化的河段，可采用急滩法计算；河道变窄的峡谷河段，可采用卡口法计算。 2.1.5设防洪峰流量计算，有可靠暴雨和水文资料情况下，根据统计分析确定；没有可靠资料情况下，可利用邻近地区资料移植分析计算。在山区条件下，推算小概率洪水的可靠性较差。对于频繁发生洪水灾害的重灾区，可能的最大洪水推荐采用暴雨放大、移植或叠加的方法预测最大洪水。 2.1.6泥石流暴发突然，速度快，历时短，破坏力大，能将大量固体物质冲出山外，对路基、桥涵、隧道及其附属构造物堵塞、淤理、冲刷、撞出，造成直接破坏；也可淤塞河道，迫使
泥石流流量计算书
第二节 泥石流流量计算 1）频率为P 的暴雨洪水流量计算（P Q ） 泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关，而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算，其公式为： P Q =0.278KiF （2-1） 式中：P Q —清水洪峰流量（m 3/s ） F —流域面积（km 2）； i —1h 面雨量（mm ）； K —汇流系数，查青海省水文图集，取为0.8。 2）频率为P 的泥石流峰值流量计算（C Q ） 按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量 C Q 计算。 C P C C D Q Q ?+=)1(φ （2-2） 式中： C Q —频率为P 的泥石流峰值流量（m 3/s ） ； P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（m 3/s ）； C φ—泥石流泥沙修正系数， )/()(C H S C C γγγγφ--=； C γ—泥石流容重（t/ m 3）； S γ—清水的比重（t/ m 3），取值为1.0； H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m 3），取值为2.65； C D —泥石流堵塞系数，取1.1。 利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-3。 表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表 沟名及编号 设计 频率 K i (mm) F （km 2） Qp (m 3/s) Dc C φ Qc (m 3/s) 热藏龙哇沟 2% 0.8 20.3 1.6 7.22 1.1 0.511 12.00
泥石流计算书1
1.泥石流水文参数计算 1.1 计算断面的确定 泥石流计算断面的选择主要为流域内典型断面。 1.2 计算公式和参数 主要计算公式及参数取自《四川省水文手册》、《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239－2004）以及《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）。根据泥石流防治工程的需要，对泥石流流体重度、流速、流量、一次冲出量、一次固体冲出物质总量、泥石流整体冲压力、爬高、最大冲起高度、弯道超高等进行计算和校核。 1.3 主要参数校核 1.3.1 短历时暴雨公式 当t＜1小时 H tp=S p·t1-n1P n1p=a1+b1·lgp 当t=1-24小时 H tp=S p·t1-n2p n2p=a2+b2·lgp S p=H24p·24n2p-1 1.3.2 长历时暴雨公式 当T=1-7日 H Tp=H24p·T mp m p=a+b·lgp 式中：H tp——短历时t小时的设计暴雨量（mm）； H Tp——长历时t日的设计暴雨量（mm）； H24p——年最大24小时的设计暴雨量（mm）； n1p、a1、b1——短历时（t＜小时）设计暴雨的公式指数及其参数；
n2p、a2、b2——短历时（t=1-24小时）设计暴雨公式指数及其参数； m p、a、b——长历时（t=1-7日）设计暴雨的公式指数及其参数，据四川省水文手册附图2-9、2-10查得a=0.45, b=0.01； p——设计频率（%）； S p——设计暴雨雨力（mm/小时）； 计算结果见下表： 单位：mm 表1-1各种历时设计暴雨量 1.3.3 洪水 ①洪峰流量计算 由于棉簇沟泥石流无洪水实测资料，只能用间接法求得洪峰流量，根据暴雨资料，用推理公式计算最大流量，计算成果汇总见表
泥石流动力特征计算 (1)
泥石流的力学特征 (1)容重 泥石流静力学特征主要指泥石流体或浆体的容重、含水量、物质组成、流变特征、化学性质及其静力特征等。在一般地区出于泥石流的突发性、冲击力大等条件所限，难以直接测得天然泥石流容重。一般采用现场调查试验法进行泥石流容重的测定，即在现场请当地亲眼看见泥石流暴发的居民多人，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的总质量和总体积，求出泥石流流体容重。在无法取得代表性样品时，根据《规范》中泥石流沟易发程度数量化评分标准，对某泥石流沟进行泥石流沟易发程度数量化评分（详见表4-3），按照《规范》中附表“数量化评分（N ）与重度、（1＋Φ）关系”，可以得到泥石流的容重。本报告采用后一种方法，查表得到泥石流的容重为m3。 (2)泥石流流速 泥石流的流量是泥石流重要的特征值之一。它不仅反映了泥石流的强度，规模和流体性质，而且决定着防治泥石流工程建筑物的类型、结构和尺寸。因此，泥石流的洪峰流量是泥石流研究和防治工程中不可缺少的参数。 流速VC 按照铁道部推荐的稀性泥石流的计算公式进行计算: 式中： a 1——泥石流中含沙量变化引起的流速修正系数，()5 .0111+Φ=H a γ； R ——水力半径(m)，2.5m ； IC ——泥石流水力坡度（‰），用沟床纵坡代替；
n ——清水河床糙率系数； Φ——泥石流泥沙修正系数， ()()c H c γγγγω--= Φ； c γ——泥石流容重（t/m3） ，为m3； w γ——清水容重（t/m3） ，m3； H γ——泥石流中固体物质重度（t/m3）。 根据以上计算公式，泥石流的平均流速为s 。 (3)泥石流流量 泥石流流量计算，目前主要有两种方法，一是雨洪法；二是形态调查法。 ①雨洪法 假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量 (计算方法查阅四川省水文手册)，然后选用堵塞系数，按下式计算泥石流流量： 式中： c Q ——频率为P 的泥石流洪峰值流量（m3/s ）； p Q ——频率为P 的暴雨洪水设计流量（m3/s ）； Φ——泥石流泥沙修正系数，查《规范》附表，值为； c γ——泥石流容重（t/m3），为m3；
尾矿库溃坝泥石流计算
4.5 泥石流分析预测 根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）附录D的经验公式来预测泥石流堆积区的最大危险范围： 一、基础数据 1、流域最大高差H=15m； 2、主沟长度D=0.125m； 3、松散固体物（地表以上的尾渣）储量W=29.3×104m3； 4、流域面积A=2.928km2； 确定的泥石流特征值如下： 二、预测计算 1、泥石流堆积幅角R=47.8296-1.3085D+8.8876H =47.8296-1.3085×0.125+8.8876×15=181(度)； 2、泥石流最大堆积宽度B=0.5452+0.0034D+0.000031W =0.5452+0.0034×0.125+0.000031×29.3 =0.5465km； 3、泥石流最大堆积长度L=0.8061+0.0015A+0.000033W =0.8061+0.0015×2.928+0.000033×29.3 =0.8115km； 4、泥石流堆积区的最大危险范围: S=0.6667L·B-0.0833B2·sinR/(1-cosR) =0.6667×0.8115×0.5465-0.0833×0.54652×sin181/(1-cos181) =0.2957-0.0249×(-0.0175/[1-(-0.9998)] =0.2957+0.0000218=0.2959km2。
原计算方法： 1、泥石流流体重度γc 根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》表F.1，稀粥状泥石流流体重度γc=1.65t/m3，属粘性泥石流。 2、泥石流流速V c 粘性泥石流流速计算通用公式:V c=（1/n c）H c2/3I c1/2 式中：n c—泥石流沟床粗糙率，取n c=0.06； I c—泥石流水力坡降（沟床坡降），取I c=5%。 H c—计算断面平均泥石流深（m）。从图上测算H c=1.45m γc—泥石流容重（t/m3），取γc=1.65t/m3； 计算流速V c=（1/0.06）×1.652/3×0.051/2=5.2m/s。 3、泥石流洪峰流量Q c 采用形态调查法Q c=W c×V c 式中：W c—泥石流过流断面（m2），从图上测算W c=10m2； 则Q c=10×5.2=52m3/s。 4、一次泥石流过程总量Q 一次泥石流过程总量与洪峰流量、历时因素有关：Q=K·Q c·T 泥石流历时一般地T=600～1800s，取T=600s； K值的变化随流域面积S的大小而变化，当S＜5km2时，K=0.202；当5km2≤S≤10km2时，K=0.113；当S＞10km2时，K=0.0378； 则Q=0.202×52×600=6302m3。 5、一次泥石流冲出固体物质总量Q H 计算公式Q H=Q·（γc-γw）/（γH-γw） 式中γH—泥石流固体物质重度（t/m3），取γH=2.0t/m3； γw—水的重度，取γw=1.0 t/m3； 则Q H=6302×（1.65-1）/（2.0-1）=4096m3。 从以上计算结果分析，该尾矿库一旦溃坝时涌向下游的固体物质总量4096m3，预计泥石流冲出距离（距初期坝脚）约380m。本尾渣场下游平坦且属工业园区，500范围内无重要建筑物、构筑物，亦无风景区及自然保
粘性泥石流运动流速与流量计算
粘性泥石流运动流速与流量计算 舒安平1，费祥俊2 （1. 中国水利水电科学研究院；2. 清华大学） 摘要：粘性泥石流作为最常见的一种泥石流，普遍存在于固体物质组成松散、降雨持续集中的 陡峻山区。作者首先对现有的粘性泥石流运动速度的有关成果进行扼要评述。根据曼宁公式的 结构形式，通过对大量泥石流沟的实测资料进行统计分析，得出涉及参数较为全面、具有一定普遍意义的粘性泥石流运动速度公式，经验表明该公式的可靠度令人满意，据此提出粘性泥石流的流量公式及其计算方法，从而为泥石流灾害治理工程规划设计提供了科学依据。 关键词：粘性泥石流；曼宁公式；阻力参数；流速；流量 1 引言 我国是一个泥石流频发的国家，特别是在西南和西北山区，每年雨季由于滑坡泥石流等山地灾害造成的人员伤害及经济损失均十分严重。就在2002年5 月至8 月中旬不足4 个月的时间里，仅仅云南省14 个地市州因连降暴雨，引发受灾超过2 000 万人、死亡230多人、经济损失高达36 亿元的重大洪水泥石流灾害即为一个典型的例证。可见，泥石流作为一种破坏性自然灾害，由于来势迅猛、影响深远，一旦成灾，其后果相当严重，因此对泥石流运动流速与流量进行分析研究，不仅为工程规划设计所急需，而且也是工程界和学术界普遍关注的重点课题。 根据固体物质颗粒组成，泥石流一般可分为泥流、粘性泥石流和水石流三种类型，其中粘性泥石流由于其固体颗粒组成范围广，并具有粗颗粒多、细颗粒含量大、颗粒分布呈“双峰”形态的特点，是自然界中最为常见的一种泥石流，一直是许多专家学者研究的重点课题。目前盛行的粘性泥石流运动理论模型，主要基于两相流体内部阻力特点来求解泥石流运动流速。尽管这种方法理论性较强，但由于各种模型应用时存在着一定的局限与不足，特别是由于粘性泥石流体内部阻力的复杂性而不得不假定固体颗粒呈均匀分布，加之模型中存在着一些难以确定的参数等问题，使得目前人们提出的一些泥石流运动速度模型及流量计算方法尚难达到实用水平[1]。在这种情况下，只能借助经验方法建立适合某种特定条件 下的泥石流运动流速公式，进而求解流量，显然这些公式带有很强的经验性，其适用范
泥石流动力特征计算
3.3.2泥石流的力学特征 (1)容重 泥石流静力学特征主要指泥石流体或浆体的容重、含水量、物质组成、流变特征、化学性质及其静力特征等。在一般地区出于泥石流的突发性、冲击力大等条件所限，难以直接测得天然泥石流容重。一般采用现场调查试验法进行泥石流容重的测定，即在现场请当地亲眼看见泥石流暴发的居民多人，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的总质量和总体积，求出泥石流流体容重。在无法取得代表性样品时，根据《规范》中泥石流沟易发程度数量化评分标准，对某泥石流沟进行泥石流沟易发程度数量化评分（详见表4-3），按照《规范》中附表“数量化评分（N ）与重度、（1＋Φ）关系”，可以得到泥石流的容重。本报告采用后一种方法，查表得到泥石流的容重为1.68t/m3。 (2)泥石流流速 泥石流的流量是泥石流重要的特征值之一。它不仅反映了泥石流的强度，规模和流体性质，而且决定着防治泥石流工程建筑物的类型、结构和尺寸。因此，泥石流的洪峰流量是泥石流研究和防治工程中不可缺少的参数。 流速VC 按照铁道部推荐的稀性泥石流的计算公式进行计算: 式中：a 1——泥石流中含沙量变化引起的流速修正系数，()5 .0111+Φ= H a γ； R ——水力半径(m)，2.5m ； IC ——泥石流水力坡度（‰），用沟床纵坡代替； n 1 ——清水河床糙率系数；
Φ——泥石流泥沙修正系数， () () c H c γ γ γ γ ω - - = Φ ； c γ——泥石流容重（t/m3），为1.68t/m3； w γ——清水容重（t/m3），1.0t/m3； H γ——泥石流中固体物质重度（t/m3）。 根据以上计算公式，泥石流的平均流速为8.28m/s。 (3)泥石流流量 泥石流流量计算，目前主要有两种方法，一是雨洪法；二是形态调查法。 ①雨洪法 假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量(计算方法查阅四川省水文手册)，然后选用堵塞系数，按下式计算泥石流流量： 式中：c Q——频率为P的泥石流洪峰值流量（m3/s）； p Q——频率为P的暴雨洪水设计流量（m3/s）； Φ——泥石流泥沙修正系数，查《规范》附表，值为0.71； c γ——泥石流容重（t/m3），为1.68t/m3； w γ——清水的重度（t/m3），为1.0； H γ——泥石流中固体物质重度； DC——泥石流堵塞系数（见表3-8），可查经验表为1.5。 表3-8泥石流阵流堵塞系数DC值表 按照雨洪法，利用泥石流流量公式计算所得的泥石流最大流量如下表（表3-9）所示：表3-9雨洪法计算最大流量
泥石流流量计算全解
泥石流流量计算全解
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第二节 泥石流流量计算 １）频率为P 的暴雨洪水流量计算(P Q ） 泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关,而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算,其公式为: P Q ＝0.278KiF （２-1) 式中：P Q —清水洪峰流量(m 3/s ） Ｆ—流域面积（k ｍ2); i —1ｈ面雨量(mm); K —汇流系数，查青海省水文图集,取为０．８。 2)频率为Ｐ的泥石流峰值流量计算( C Q ) 按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下,首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量,然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量 C Q 计算。 C P C C D Q Q ?+=)1(φ (2－２) 式中: C Q —频率为P 的泥石流峰值流量(ｍ3/ｓ） ； P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（ｍ3/s ）; C φ—泥石流泥沙修正系数, )/()(C H S C C γγγγφ--=; C γ—泥石流容重(ｔ/ m 3)； S γ—清水的比重（t/ m 3）,取值为1.0； H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m 3），取值为２.６5; C D —泥石流堵塞系数，取1.1。 利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-３。 表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表 沟名及编号 设计 频率 K ｉ (mm) F (k ｍ2) Ｑｐ (m 3/ｓ) Dc C φ Qc （m 3／s)
泥石流分析及流量求解
泥石流分析及流量求解 1）频率为P 的暴雨洪水流量计算（P Q ） 泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关，而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算，其公式为： P Q =0.278KiF （2-1） 式中：P Q —清水洪峰流量（m 3/s ） F —流域面积（km 2）； i —1h 面雨量（mm ）； K —汇流系数，查青海省水文图集，取为0.8。 2）频率为P 的泥石流峰值流量计算（C Q ） 按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量 C Q 计算。 C P C C D Q Q ?+=)1(φ （2-2） 式中： C Q —频率为P 的泥石流峰值流量（m 3/s ）； P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（m 3/s ）； C φ—泥石流泥沙修正系数， )/()(C H S C C γγγγφ--=； C γ—泥石流容重（t/ m 3） ； S γ—清水的比重（t/ m 3） ，取值为1.0； H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m 3），取值为2.65；
C D —泥石流堵塞系数，取1.1。 利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-3。 表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表 第三节泥石流流速计算 泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，目前泥石流流速计算公式多为半经验或经验公式。一片区各泥石流均属稀性泥石流，稀性泥石流的流速计算公式本报告选用西北地区（铁一院）公式： 3 8 c c c v H I α=23（15.3/） （2-5） 式中： c v ——泥石流断面平均流速（m/s ）; c H ——泥石流流体水力半径（m ），可近似取其泥位深度； c I ——泥石流流面纵坡比降（‰）； α——阻力系数。 利用以上公式计算的一片区2条泥石流沟峰值流速结果见表5-4。
过路涵洞设计中的泥石流模拟计算
泥沙研究 2001年8月Journal of Sediment Research第4期 过路涵洞设计中的泥石流模拟计算 吴保生 (清华大学,北京100084) 摘要:本文针对过路涵洞设计对泥石流进行了模拟计算。首先在美国联邦高速公路局现有河流模拟与桥渡冲刷流管模型(BRI-ST ARS)的基础上,增加了泥石流的模拟计算功能,并根据实测泥石流资料对模型进行了验证。然后采用修改后的模型,对位于美国科罗拉多州斯奴马西峡谷段的第SH-82号高速公路扩建工程中的泥石流涵洞,进行了不同设计方案的泥石流模拟计算,给出了可靠的涵洞与渠道水力设计参数。模拟计算结果的分析表明,对于输送泥石流的过路涵洞,若采用传统的水力学计算方法,将会导致设计涵洞尺寸的严重不足。修改后的BRI-ST ARS模型可以作为过路涵洞设计中泥石流模拟的有效工具,可用于同类条件下过路涵洞设计的水力计算。 关键词:泥石流模拟;过路涵洞;BRI-ST ARS;流管模型 中图分类号:P642.23 文献标识码:A 文章编号:04682155X(2001)0420034207 1 引言 泥石流是公路交通中经常遇到的重大自然灾害之一。在泥石流多发地区,泥石流携带的大量泥沙颗粒常常会在路面突然堆积,造成道路交通的中断和堵塞;特别是一些较大的泥石流,还可以凭借其巨大的能量将道路和桥梁冲毁,造成严重的交通事故和巨大的经济损失。位于美国科罗拉多州斯奴马西峡谷段(Snowmass Cany on)的第SH-82号高速公路,便经常受到来自位于其靠山坡一侧流域的大小不等的泥石流的威胁,图1是现有SH-82号高速公路穿过典型泥石流堆积扇时的情形。 由于公路交通发展的需要,科罗拉多州高速公路局计划在现有SH-82号高速公路的内侧再增加一条道路,使之成为双向封闭的单行高速公路。为了避免路面的正常运行受到泥石流的频繁威胁,拟对来自靠山坡一侧大小不等流域的泥石流采取必要的工程措施加以控制。初步设计采用了在路面下设置过路涵洞的方法,将来自流域的泥石流通过涵洞输送到公路下侧的谷地[1]。 在传统的过路涵洞设计中,对于泥石流的水力计算并没有现成的方法可寻。本文采用一维泥石流数学模型对过路涵洞设计中的泥石流进行了模拟计算,提出了可靠的过路涵洞与渠道水力设计参数。 2 流域基本特征 第SH-82号高速公路的斯奴马西峡谷段位于美国科罗拉多州的Basalt和Aspen之间。该峡谷段两侧的大小流域可以分为两种类型[2]:高阶流域和低阶流域。高阶流域的河网通常大于3阶,流域面积在21.8ha到36.0ha之间,流域平均坡降在36%和57%之间。底阶流域的河网通常只有1～2阶,流域面积在4.4ha到40.5ha之间,流域平均坡降在53%和78%之间。 位于斯奴马西峡谷段两侧的流域,在河谷和坡脚地带大多有大量的泥石流堆积物。这些堆积物呈喇叭状由从流域出口向河谷延伸,形成典型的冲积扇外形,见图1。堆积物的表面一般是比较均匀的;沿堆积扇垂向的取样分析表明,泥石流在这一地区是十分活跃的,呈周期性发生。 历史上在该地区所发生的泥石流,多是由6至9月份之间强度较大的暴雨和春季5月份迅速融化 作者简介:吴保生(1959-),男,清华大学博士。 收稿日期:2000211228
泥石流运动特征值计算方法-
泥石流运动参数特征值计算方法 --- 以xxxxx村泥石流沟为例 摘要：文章在前期地质调查基础上，对治理区泥石流运动参数进行了详细计算，包括泥石流 流量、流速、整体冲击力、冲起高度、弯道超高等，并对该泥石流沟提出治理建议。 关键词：泥石流；运动参数 1, 前言 泥石流是山区特有的一种不良地质现象，由暴雨或上游冰雪消融形成的携带有大量泥土和石块的间歇性洪流。具有突然发生、来势凶猛、历史短暂、破坏力强的特点。沿途冲毁道路桥梁，淹没房屋农田，阻塞河道，在顷刻问造成巨大灾害，应该要注意防范。 泥石流勘查指在收集已有资料的基础上，结合测绘、勘探（钻探、物探等）、试验等手段，对泥石流活动区域进行的有关泥石流的形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害等方面的各种实地调查、综合分析与评判，为泥石流防治方案的选择和防治工程的设计提供基础资料。其中泥石流运动特征值的包括流量、流速、冲击力、弯道超高等，泥石流的这些运动参数不仅反映了泥石流的规模、强度和 流体性质，其确定方法和计算结果还直接决定着泥石流防治建筑物的类型、结构 和尺寸,是泥石流研究和防治工程设计的基础。 2, 治理区概况 2.1治理区位置 治理区位丁xxxxx西北方向，处丁xxxxxx 风景区，行政区划上隶届丁xxxxx 镇。中心点坐标为北纬xxxxxx ,东经xxxxxx。该地区分布有S213省道（xxx公路），交通较为便利。 2.2地质环境背景 （1）地形地貌：治理区地处燕山南麓，届低山丘陵地区，海拔标高+240? 487m总体地形北高南低，相对高差90?180m治理区沟谷发育，呈“ V'型及 “LT型，谷宽20?60m沟谷两侧山体坡度较陡，自然坡度角区约为55?75° , 部分岩质边坡近乎直立，沟床纵坡15°,单沟沟谷为南北向，沟谷内第四系坡积，残积物较厚，植被较发育。
泥石流动力特征计算
332泥石流的力学特征（1）容重 泥石流静力学特征主要指泥石流体或浆体的容重、含水量、物质组成、流变特征、化学性质及其静力特征等。在一般地区出于泥石流的突发性、冲击力大等条件所限，难以直接测得天然泥石流容重。一般采用现场调查试验法进行泥石流容重的测定，即在现场请当地亲眼看见泥石流暴发的居民多人，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的总质量和总体积，求出泥石流流体容重。在无法取得代表性样品时，根据《规范》中泥石流沟易发程度数量化评分标准，对某泥石流沟进行泥石流沟易发程度数量化评分（详见表4-3）,按照《规范》中附表“数量化评分（N）与重度、（1+①）关系”，可以得到泥石流的容重。本报告采用后一种方法，查表得到泥石流的容重为 1.68t/m3。 （2）泥石流流速 泥石流的流量是泥石流重要的特征值之一。它不仅反映了泥石流的强度，规模和流体性质，而且决定着防治泥石流工程建筑物的类型、结构和尺寸。因此，泥石流的洪峰流量是泥石流研究和防治工程中不可缺少的参数。 流速VC按照铁道部推荐的稀性泥石流的计算公式进行计算 丄 I0'5 式中：a――泥石流中含沙量变化引起的流速修正系数, R――水力半径（m）, 2.5m; IC ――泥石流水力坡度（％。），用沟床纵坡代替; 清水河床糙率系数; 1
泥石流泥沙修正系数, 泥石流容重（t/m3 ），为1.68t/m3 ; 清水容重（t/m3 ）, 1.0t/m3 ; H――泥石流中固体物质重度（t/m3 ）。 根据以上计算公式，泥石流的平均流速为8.28m/s （3）泥石流流量 泥石流流量计算，目前主要有两种方法，一是雨洪法；二是形态调查法①雨洪法假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小 流域暴雨洪峰流量（计算方法查阅四川省水文手册），然后选用堵塞系数，按下式计算泥石 流流量：式中：Q c――频率为P的泥石流洪峰值流量（m3/s）; Qp――频率为P的暴雨洪水设计流量（m3/s）; ――泥石流泥沙修正系数，查《规范》附表，值为0.71 ； 泥石流容重（t/m3 ），为1.68t/m3 ；清水的重度（t/m3 ），为1.0 ； H——泥石流中固体物质重度； DC泥石流堵塞系数（见表3-8 ），可查经验表为1.5 表3-8泥石流阵流堵塞系数DC值表 按照雨洪法，利用泥石流流量公式计算所得的泥石流最大流量如下表（表）所示: 表3-9雨洪法计算最大流量
泥石流动力特征计算
3.3.2泥石流的力学特征 (1)容重 泥石流静力学特征主要指泥石流体或浆体的容重、含水量、物质组成、流变特征、化学性质及其静力特征等。在一般地区出于泥石流的突发性、冲击力大等条件所限，难以直接测得天然泥石流容重。一般采用现场调查试验法进行泥石流容重的测定，即在现场请当地亲眼看见泥石流暴发的居民多人，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的总质量和总体积，求出泥石流流体容重。在无法取得代表性样品时，根据《规范》中泥石流沟易发程度数量化评分标准，对某泥石流沟进行泥石流沟易发程度数量化评分（详见表4-3），按照《规范》中附表“数量化评分（N ）与重度、（1＋Φ）关系”，可以得到泥石流的容重。本报告采用后一种方法，查表得到泥石流的容重为1.68t/m3。 (2)泥石流流速 泥石流的流量是泥石流重要的特征值之一。它不仅反映了泥石流的强度，规模和流体性质，而且决定着防治泥石流工程建筑物的类型、结构和尺寸。因此，泥石流的洪峰流量是泥石流研究和防治工程中不可缺少的参数。 流速VC 按照铁道部推荐的稀性泥石流的计算公式进行计算: 5 .032 11c C I R n a V ???= 式中： a 1 ——泥石流中含沙量变化引起的流速修正系数，() 5 .011 1+Φ = H a γ； R ——水力半径(m)，2.5m ； IC ——泥石流水力坡度（‰），用沟床纵坡代替； n 1 ——清水河床糙率系数； Φ——泥石流泥沙修正系数， () ()c H c γγγγω--= Φ； c γ——泥石流容重（t/m3），为1.68t/m3； w γ——清水容重（t/m3），1.0t/m3； H γ——泥石流中固体物质重度（t/m3）。 根据以上计算公式，泥石流的平均流速为8.28m/s 。 (3)泥石流流量 泥石流流量计算，目前主要有两种方法，一是雨洪法；二是形态调查法。 ①雨洪法 假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量 (计算方法查阅四川省水文手册)，然后选用堵塞系数，按下式计算泥石流流量： ()c p c D Q Q ?Φ+=1
泥石流明洞计算书
喀什—伊尔克什坦口岸公路建设项目明洞计算书 新疆公路规划勘察设计研究院 2010-11-9
1 概述 1.1工程概况 喀什—伊尔克什坦口岸公路设置有4个明洞，主要用于遮挡、引渡公路上边坡山体所产生的泥石流地质灾害。其中1号明洞长80m，纵坡为1.61%；2号明洞长30m，纵坡为1.06%；3号明洞长80m，纵坡为1.06%；4号明洞长80m，纵坡为1.92~0.79%。4个明洞所处的地质条件相似，即分别位于4个冲沟沟口，岩体为Q2-3形成的砾岩山体，山体陡峻，高差大于300m，山体前缘为坡积群，卵石土堆积，中密，分选中等，磨圆中等，地基承载力基本容许值[fa0]=400-650kPa。山体冲沟较密集，冲沟长度一般小于3Km，但沟谷内卵石土堆积且较丰富，丰水季节，雨水汇集快，携带卵石土的冲蚀力强。泥石流每年都有发生，水量丰富的年份，泥石流次数和规模都会增加。 1.2技术标准 1）公路等级：二级公路； 2）设计速度：60公里/小时； 3）建筑限界：限宽10m（1.0＋0.5＋2×3.5＋0.5＋1.0），限高5.0m； 4）道路荷载：公路-Ⅱ级。 1.3计算依据 1）《公路隧道设计规范》（JTG D70－2004） 2）《公路工程技术标准》（JTG B01－2003） 3）《公路隧道设计细则》（JTG/T D70-2010） 4）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60－2009） 5）《公路路线设计规范》（JTG D20－2006） 6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 7）《地下工程防水技术规范》（GB 50108－2008） 8）《锚杆喷射混凝土砼支护技术规范》(GB50086-2001) 9）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89） 10）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008） 11）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）