T∕CI 055-2023 强震区泥石流防治工程勘查规范.pdf
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1、ICS 93.080CCS R00/09团体标准T/CI 055-2023强震区泥石流防治工程勘查规范Specification of prevention and control engineering fordebris flow in meizoseismal area2023-4-24 发布2023-4-24 实施中国国际科技促进会发 布T/CI 055-2023I目次前 言.II1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 基本规定.35 泥石流分类标准.46 勘查工作部署及内容.57 勘查方法技术要求.138 资料整理及成果编制.19附录A(规范性附录)泥石流类型划分.2
2、4附录B(资料性附录)泥石流沟发展阶段的识别.26附录C(资料性附录)泥石流降雨预警等级划分.27附录D(资料性附录)泥石流危险区范围预测.29附录E(规范性附录)泥石流勘查工作量布置原则.33附录F(资料性附录)泥石流试验方法.34附录G(资料性附录)泥石流沟的数量化综合评判及易发程度分级标准.37附录H(规范性附录)泥石流调查表.40附录I(资料性附录)泥石流特征值的确定.42附录J(规范性附录)泥石流物源计算.58附录K(资料性附录)堵溃型泥石流调查评判及溃决流量计算.75附录L(资料性附录)勘查设计书编制提纲.76附录M(资料性附录)勘查报告编写提纲.79附录N(资料性附录)勘探记录表
3、格式.83T/CI 055-2023II前 言本文件按照标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写GB/T 1.1-2020给出的规则起草。某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国国际科技促进会标准化工作委员会提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件起草单位:四川省华地建设工程有限责任公司、西南交通大学、成都理工大学、枣庄学院、中国地质环境监测院、中国地质调查局成都地质调查中心、中南大学、中铁第一勘察设计院集团有限公司、西南科技大学、四川大学、中国铁道科学研究院集团有限公司。本文件主要起草人:赵松江、胡卸文、余斌、王文沛、陈洪凯、徐林荣、高路、罗刚、张友
4、谊、韩征、常鸣、刘波、何坤、姚强、杨涛、丁明涛、吴建利、赵峥、苗晓岐、高延超、李德华、赵世春、余志祥、齐欣、李为乐、刘清华、覃亮、郝红兵、蒙明辉、孙东、焦朋朋、张楠、苏娜。T/CI 055-20231强震区泥石流防治工程勘查规范1范围本文件规定了强震区泥石流防治工程勘查工作内容、勘查工作量、勘查方法和手段、成果报告编制等技术要求。本文件适用于强震区危及城镇人口集中区、工矿企业、风景名胜区、乡村集聚地、学校、铁路、公路、水利水电工程等公共安全的泥石流灾害防治工程勘查工作;地震高烈度区潜在泥石流灾害防治工程勘查工作可参照执行。本文件附录A、E、H、J为规范性附录,附录B、C、D、F、G、I、K、L
5、、M和N为资料性附录。2规范性引用文件下列文件中对于本文件的应用是必不可少的。其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 50021岩土工程勘察规范GB55017 工程勘察通用规范GB55018 工程测量通用规范GB 50026工程测量规范GB 50487水利水电工程地质勘察规范GBJ27铁路工程地质泥石流勘测规则GB/T 50123 土工试验方法标准GB/T 50266工程岩体试验方法标准DZ/T 0190 区域环境地质勘查遥感技术规定(1:50000)DZ/T 0220 泥石流灾害防治工程勘查规范DZ/T 0261 滑坡崩塌泥石流灾害调查规范(1:50000)DL/T 5010 水利
6、水电工程物探规程DL/T5213 水利水电工程钻孔抽水试验规程DL/T 5152 水工混凝土水质分析试验规程JCJ/T87 建筑工程地质勘探与取样技术规程SL44水利水电工程设计洪水计算规范SL345 水利水电注水试验规程。SL190 土壤侵蚀分类分级标准3术语和定义T/CI 055-20232下列术语和定义适用于本文件。3.1泥石流debris flow山区沟谷或坡面在降雨、冰雪融化、水库溃决等自然和人为因素作用下发生的一种挟带大量泥砂、石块或巨砾等固体物质的特殊洪流。3.2泥石流灾害debris flow hazard对人类生命财产和生存环境已经造成危害或损失的泥石流活动过程。3.3潜在泥
7、石流沟potential debris valley震前没有泥石流活动记录,震后具备形成泥石流条件(震后崩塌、滑坡物源增多),且一旦发生泥石流可能造成人类生命财产损失或生存环境破坏的沟谷。3.4泥石流勘查 debris flow investigation采用调查测绘、勘探试验等合适的技术方法,针对强震区泥石流形成条件的变化、泥石流活动特征,评价震后泥石流的危险区及危害性,提供防治工程设计所需地质参数及图件资料的工作过程。3.5泥石流灾害防治工程prevention project for debris flow hazard采取恰当的工程措施消除泥石流的形成条件、控制震后泥石流的形成规模、约
8、束或引导泥石流的路径,使泥石流活动不再对受威胁的区域造成危害的人类工程活动。3.6泥石流监测debris flow monitoring采用人工测量、仪器观测等技术方法,对震后泥石流活动过程的相关参数进行现场观测,查明泥石流活动特征,为泥石流勘查设计、防灾预警和防治工程效果评价提供直接证据资料的工作过程。3.7窄陡型泥石流沟 narrow-steep debris flow valley指沟道纵坡坡降大于250、沟底宽小于40m、流域面积一般小于5km2的泥石流冲沟,具有沟谷狭窄、纵坡陡峻,多呈“V”谷。T/CI 055-202333.8宽缓型泥石流沟 wide-gentle debris f
9、low valley指沟道纵坡坡降小于250、沟底宽大于40m、流域面积一般大于5km2的泥石流冲沟,具有沟谷较宽、纵坡较缓,多呈“U”谷。3.9强震区meizoseismal area地震震级一般大于等于7级、实际地震烈度大于VIII度的区域。3.10高烈度区high intensity area地震基本烈度大于VIII度的区域。3.11物源 source material受降雨洪水、溃决洪水(堰塞湖、水库、冰湖)、冰雪融化等水流冲刷起动,可能参与泥石流活动并构成泥石流固体物质的地质体。包括沟域内分布的滑坡、崩塌堆积体、人工弃渣堆积体,沟道松散堆积物、斜坡风化岩土体、震裂破碎岩体等可能成为松
10、散物质的地质体。3.12震裂物源 shattered source material由于强烈地震作用在山体分水岭附近因震动裂开的松弛岩土体(潜在不稳定坡体),以岩体为主,震后常因地震震动或降雨作用失稳作为泥石流补给物源,属于强震区特殊类型物源。3.13强震区泥石流勘查 debris flow investigation in meizoseismal area地震后,在强震区因地震形成的各类物源大量增加,导致泥石流形成条件发生重大变化,泥石流暴发的可能性较震前显著增加,为防治震后泥石流活跃期(5-15年)的泥石流灾害而开展的勘查工作。4基本规定4.1勘查目的和任务查明强震区受地震影响,沟域地质
11、环境和泥石流形成条件的变化,震前和震后泥石流的基本特征和危害,针对震后物源量激增、泥石流活动加剧、成灾规模和链式灾害造成治理难度增大等特殊条件,特T/CI 055-20234别是针对窄陡型、宽缓型泥石流沟的形成条件及成灾机理的不同,制定泥石流防治方案和防治工程设计提供基础资料。4.2勘查阶段震后泥石流勘查按一次性全面勘查进行,治理工程实施过程中因条件局部变化或设计方案调整,可针对性开展局部补充勘查。4.2.1全面勘查查明震后泥石流的形成条件,重点是地震诱发物源类型和数量的变化,泥石流活动演化特点,灾害链等危害方式的变化。充分考虑窄陡型和宽缓型泥石流沟治理条件的差异,提出两个或两个以上防治工程方
12、案,并针对所提方案拟建工程区的工程地质条件、施工条件等进行详细勘查,精度应满足可行性研究方案比较,治理工程初步设计、施工图设计工作需要。4.2.2补充勘查施工开挖后揭露的地质条件发生重大变化,且不能满足设计要求时,应开展补充勘查,精度应满足施工图设计变更需要。因震后泥石流暴发、极端暴雨洪水冲刷等特殊情况,造成沟道地形、物源等条件发生重大变化,待实施的治理方案需要重大调整时,应开展补充勘查,勘查工作量可参照全面勘查工作要求执行。5泥石流分类标准5.1泥石流类型划分5.1.1按水源成因分为暴雨、冰川和溃决泥石流;按物源特征分为坡面侵蚀型、崩滑型、沟床冲刷型、冰碛型和弃渣型泥石流等(参见附录 A 表
13、 A.1)。5.1.2按沟谷形态可分为窄陡型和宽缓型泥石流(参见附录 A 表 A.2)。5.1.3按暴发频率分极低频、低频、中频和高频泥石流(参见附录 A 表 A.3)。5.1.4按泥石流物质组成,可分为泥流型、泥石型和水石(沙)型泥石流(参见附录 A 表 A.4)。5.1.5按流体性质可分为黏性泥石流和稀性泥石流。(参见附录 A 表 A.5)。5.1.6按发育阶段可分为发展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流和停歇期泥石流(参见附录 A表 A.6 和附录 B)。5.2泥石流规模分级T/CI 055-202355.2.1按泥石流暴发一次冲出固体物质量或泥石流峰值流量可分为特大型、大型、中型和小
14、型四级(表 1)。表 1按泥石流一次冲出固体物质量或峰值流量分级规模等级分级指标特大型大型中型小型一次冲出固体物质量(104m3)5020502202峰值流量(m3/s)2001002002010020*注:“一次冲出固体物质量”和“峰值流量”不在同级时,按就高原则确定规模等级。5.2.2按已发生泥石流灾害一次造成的死亡人数或直接经济损失,泥石流规模可分为特大型、大型、中型和小型 4 个等级(见表 2)。表 2已发生泥石流按死亡人数或财产损失分级规模等级分级指标特大型大型中型小型死亡人数(人)302910933财产损失(万元)10005001000100500100*注:“死亡人数”和“财产损
15、失”不在同级时,按就高原则确定规模等级。5.2.3对潜在的泥石流,根据受威胁人数或可能造成的直接经济损失,可分为特大型、大型、中型和小型四个等级(见表 3)。表 3潜在泥石流按威胁人数或威胁财产分级规模等级分级指标特大型大型中型小型威胁人数(人)10005001000100500100威胁财产(万元)10000500010000100050001000*注:“威胁人数”和“威胁财产”不在同级时,按就高原则确定规模等级。6勘查工作部署及内容6.1全面勘查6.1.1基本规定利用震前和震后遥感资料对全流域进行遥感解译的基础上,充分收集、调查地震前后泥石流活动、已实施治理工程情况,部署开展全沟域泥石流
16、工程地质测绘,对重点物源区、拟设治理工程区开展大比例尺工程地质测绘及工程地质勘探和试验。6.1.2遥感解译T/CI 055-20236利用卫星影像和无人机航空相片解译震后泥石流沟域物源类型及分布、泥石流活动特征、危害范围和灾害链等;有条件可用地震前、后不同时相的影像图解译,对比泥石流发展过程、演化趋势;编制遥感图象解译图,比例尺宜为1:10 0001:50 000;对可能形成堵点的滑坡、崩塌堆积体、震裂山体(危岩体)等重要物源,需采用无人机航空摄像进行遥感解译的,无人机航空摄像比例尺宜为1:20001:10000。可利用无人机多期摄影三维建模叠加比较的方法,精细化测量沟域泥石流暴发前、后,物源
17、起动量及其沟内堆积量的空间分布和数量匹配关系。6.1.3地形测量6.1.3.1全沟域调查宜收集利用已有地形图制作调查底图,对震后地形变化的区域应进行修测。6.1.3.2针对拟建工程区和重点物源区,据评价和设计需要可布置大比例尺测图。6.1.3.3地形图平面控制网可采用卫星定位测量、导线测量、三角形网测量、水准测量等方法建立。6.1.3.4坐标网宜采用国家坐标网和高程系,当泥石流治理与城镇、重大工程建设有关时,应采用相同坐标系统和高程系。无特殊要求的,可采用独立坐标系统和假设高程系。6.1.3.5泥石流沟全域调查区、重点调查区和拟建工程调查区的地形测量比例尺按表 4 确定。具体比例尺选取以能够满
18、足泥石流灾害分析评价、治理工程设计用图要求为原则。表 4地形测量成图比例尺及测量范围要求调查分区适宜成图比例尺测量范围泥石流沟全域调查区1:100001:50000包括沟域汇水区、沟口堆积扇与汇入主河口。存在堵河溃决洪水冲刷、淹没影响的,测量范围应外扩至灾害链上、下游危及的区域。重点调查区1:5001:2000主要是集中物源点(崩滑体、堰塞体、沟道揭底段等)、沟道堵塞段(卡口、窄谷、桥涵等)、堆积扇区(支沟与主沟、主沟与主河)、既有防治工程(水库、拦砂坝、防护堤等)、治理工程拟建弃渣场区。拟建工程调查区固源工程谷坊坝群、潜槛群、固底槽、堰塞体加固1:1001:1000上游包含工程固源区段沟槽,
19、坝群回淤压脚库区,首坝下游30m范围,两岸至回淤压脚线以上斜坡一定范围。拦挡工程拦砂坝(包括桩林坝、格栅坝、缝隙坝、梳齿坝等坝型)1:2001:1000上游包含库区、下游坝址至护坦(副坝)下游50m范围,两岸至回淤线以上一定斜坡范围。坝肩斜坡若存在滑塌可能的应上扩至滑塌源区。需要设置翻坝路的应包括拟选翻坝路线段范围。停淤工程停淤场、停淤围堤1:1001:1000上游包含停淤场库区、停淤坝溢流口下游30m范围,停淤场库区回淤线以上斜坡一定范围。排导工程排导槽(桩板排导槽)、防护堤、桥涵、1:1001:1000排导槽进出口端向上下游各外扩20m,两岸各外扩2050m,并包含泥石流威胁对象(需要保护
20、的对象)分布区。6.1.4工程地质测绘T/CI 055-202376.1.4.1收集与泥石流形成有关的地形地貌、地层岩性、地质构造、土壤植被及人类工程活动等沟域地质环境背景条件资料。6.1.4.2物源调查6.1.4.3对全沟域物源开展调查和测绘,重点是同震形成的崩塌、滑坡堆积体,后期可能形成崩塌、滑坡的高位变形体(震裂山体),震前已有的和震后新形成的沟道堆积物(包括堰塞体)等,查明其分布范围、数量、堆积形态、颗粒组成,特别是粗大颗粒对泥石流治理工程可能造成的堵塞影响。分区评价物源堆积体的稳定性,以及受洪水、泥石流冲刷的起动模式。6.1.4.4对泥石流形成贡献较大的重点物源应开展大比例尺的平、剖
21、面测绘,并有勘探工作控制,测绘剖面与勘探线布置应一致。图件应反映物源堆积体的形态、地质结构、颗粒组成、变形情况、临岸冲刷水位、地下水位等,测绘内容应能满足分析物源起动量、堰塞体溃决可能性的需要。对需要进行固源治理的物源堆积体,尚应结合治理工程措施进行地基岩土勘查。6.1.4.5各类物源静储量及动储量计算方法参照附录 J。6.1.4.6沟道条件调查6.1.4.7重点调查测绘震后沟道的纵坡、卡口、跌水、弯道、崩塌和滑坡形成的堵点(堰塞体)、集中揭底冲刷和主支沟交汇等微地貌特征及其对泥石流运动的影响,震后泥石流活动痕迹及其形成的淹没区范围、沟道冲淤特征、桥涵过流断面、主河输沙能力等。宜采用纵、横剖面
22、测绘辅以适当勘探工作控制。6.1.4.8水源条件调查6.1.4.8.1降雨调查收集沟域及临近雨量站建站以来的雨量观测资料,以及区域其它雨量站历史观测资料,特别对历史上已发生泥石流期间的降雨资料应加强访问和收集,必要时可设置自动雨量站进行观测;雨量站资料重点是1小时、6小时的降雨和历史最大降雨资料的收集。同时,应收集区域内历年的气象资料。高山区还应收集当地常年降雪区范围、雪线变化、降雪期及降雪量等气象资料,对同期降雪、降雨的沟域,应校核与沟域内泥石流形成有关的降雨区范围。6.1.4.8.2地表水调查对沟域内震后形成的堰塞湖、既有的拦水坝及水库、支沟中的山坪塘,高山冰湖、冰川以及引水式电站的引、调
23、水工程等开展调查测绘,主要查明水体的分布、蓄水量、流量及动态变化,评价其参与泥石流活动的可能性。高海拔沟域应调查雪线以上和雪线以下降水类型及其产流量转化关系。地震形成的大库容堰塞湖,应对堰塞湖库的调节效应及其控制汇水区对泥石流削峰拦砂作用进行详细调查。T/CI 055-202386.1.4.8.3地下水调查重点对震后崩塌、滑坡堆积物堵塞段沟道的地下水潜流、溢出进行调查,分析其对厚层松散堆积物渗透变形稳定性的影响,判断沟道堆积物揭底冲刷起动的可能性;对大泉、暗河的流量进行观测。对岩溶发育的沟道及松散堆积层较厚的沟道堆积区,应调查洪水、泥石流水体沿沟向地下渗漏情况,包括渗漏地段及渗漏量、渗透系数等
24、。6.1.4.9拟建治理工程区6.1.4.9.1对拟设固源工程区(谷坊坝、固底槽、潜坎群、堰塞体加固等)和拦挡工程区(拦砂坝、桩林坝、格栅坝、缝隙坝、梳齿坝等)工程地质条件进行测绘,划分岩土体类型并描述其工程地质特性,至少布设一纵一横实测剖面,拦砂坝坝址应有钻孔控制。拟采用桩基础的坝址部位,钻孔深度应大于拟设桩基础深度。6.1.4.9.2对排导工程区(排导槽、防护堤、桥涵)和停淤工程区(停淤堤)的地质条件进行测绘,划分岩土体类型并描述其工程地质特性,至少布设一条纵剖面,进口、出口、弯道、桥涵等关键节点应实测横剖面,并有钻孔或探井、探槽控制。6.1.4.10施工条件6.1.4.10.1调查沟域内
25、交通路网现状,评价施工可利用程度。窄陡型泥石流沟应调查施工临时道路布设、索道线路和塔基的可行性及方案建议。6.1.4.10.2选择施工场地、工地临时建筑的布设位置,并对选址区地质环境条件进行调查。6.1.4.10.3调查沟域及临近的水源,评价其水量、水质及利用条件,提出生产生活用水建议。6.1.4.10.4调查沟域及周边电网情况,提出施工用电下线点位置、线路布设等用电方案建议。6.1.4.10.5调查沟域内的天然建筑材料,评价其分布、质量、储量及开采利用条件;如不能满足需求时,应对临近的料场进行调查。6.1.4.10.6对拟设工程区的沟道水文条件进行调查,提出施工排水和导流措施建议。6.1.4
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