熱軋鋼板樁在火山災(zāi)害控制中的應(yīng)用

1有珠山火山的噴發(fā)歷史

洞爺湖位于日本北海道西南部，屬于支笏洞谷國立公園。20世紀(jì)初葉火山爆發(fā)頻繁，陷沒后形成了這座湖泊，湖畔有著名的洞爺湖溫泉，這里是北海道為數(shù)不多的溫泉勝地。

湖岸近處的有珠山歷史上共噴發(fā)9次火山，給周邊環(huán)境帶來了很多災(zāi)難。

2項目建設(shè)狀況

1977~1978年的噴發(fā)成為有珠山火山侵蝕控制項目建設(shè)的契機，由此開始了有珠山山麓周邊侵蝕控制設(shè)施的建設(shè)，1992年還完成了收集警戒報警信息的觀測裝置所的設(shè)置。

有珠山侵蝕控制項目的特點是采用主動式鋼制侵蝕控制結(jié)構(gòu)預(yù)防。鑒于有珠山周邊地質(zhì)耐震不足，需要承受噴發(fā)前后的地殼變動等因素，故采用了在各溪流中設(shè)置鋼制自由樁、雙重鋼板樁墻堰堤、鋼制縱切堰堤等方案。

在2000年噴發(fā)時，圍繞金比羅火山口群周邊的堰堤較好承受了地殼變動的變形，吸附了熱泥水，極大地減輕了溫泉街的災(zāi)害。

此外，2000年噴發(fā)時的火山灰及地殼變動,使得流入洞爺湖溫泉街的西山河、小有珠河、小有珠右河三條溪流,以及流經(jīng)忙田街注入噴火彎的板谷河、透口譚河兩條溪流等流域的不安定因素增加很大,特別是洞爺湖溫泉街距離金比羅火山口比較近,所以針對溫泉街在山谷的出口附近新設(shè)置大規(guī)模的泥石流收集空地。

針對2004年火山噴發(fā)的情況確定將溫泉街周邊劃分為兩類防災(zāi)區(qū)域,其中A區(qū)域于2004年度已基本建成侵蝕控制設(shè)施,X區(qū)域的侵蝕控制設(shè)施于2005年度開始著手建設(shè)。

3 鋼板樁的應(yīng)用

1977~1978年北海道有珠山噴發(fā)后首次采用了雙重鋼板樁墻侵蝕控制堰堤結(jié)構(gòu)，這是屬于鋼制侵蝕控制結(jié)構(gòu)之一,以后還在駒K岳等需要大規(guī)模侵蝕控制結(jié)構(gòu)的火山侵蝕控制區(qū)域被采用。

其結(jié)構(gòu)設(shè)計借鑒了河流雙重隔斷堤及港灣護岸的設(shè)計手法,針對土石流等外力的沖擊,采用中間夯土的耐剪切阻力結(jié)構(gòu)。

雙重鋼板樁墻侵蝕控制堰堤具有以下特點:

·通過結(jié)構(gòu)材料的變形可以一定程度地緩解活火山地域的地殼變動。

·夯土可以就地取材

·相比混凝土侵蝕控制墻施工快、工期短。以西山河8號侵蝕控制堰堤H15.8~H17.3為例,施工方法如下:

(1)地面挖掘

(2)打入鋼板樁

(3)安裝橫撐、連桿

(4)中間填土、鋪平、夯實

(5)封頂混凝土

(6)蓋土

4 結(jié)論

根據(jù)地形、地貌的具體特點,在火山灰可能流經(jīng)的路徑，合理配置熱軋鋼板墻結(jié)構(gòu)可以高效、捷、環(huán)保的對火山噴發(fā)等造成的自然地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防性處置,效果極為顯著。該方法對泥石流、山體坡、橋隧道塌方等災(zāi)害也能很好的起到預(yù)防作用。