云南大關壽山水電站地質災害危險性評估

楊 淵

(永善金沙礦業有限責任公司，云南 昭通 657309)

近年來，各地充分利用現有水資源建造中、小型水電站，由于部分水庫選址不當或沒有采取必要的防護措施，不同程度地存在地質災害隱患。根據《地質災害防治條列》(國務院令第394號)和《關于加強地質災害危險性評估工作的通知》(云國土資環[2004]267號)精神，對相關擬建工程開展地質災害危險性評估是非常必要的。為此，本文以云南大關壽山水電站建設項目為例，對地質災害危險性評估的相關過程作一介紹。

1 工程概況

大關縣壽山水電站位于云南昭通大關縣翠華鎮、黃葛鄉及壽山鄉境內，橫江上游灑漁河上，是灑漁河水能梯級開發的最后一級電站。壽山電站為徑流引水式開發電站，總裝機容量3.2萬kw，單機容量1.6萬kw。工程樞紐建筑物主要由攔河壩、引水隧洞、調壓井、壓力管道、發電廠房等建筑物組成。該水電站項目重要性屬一般建設項目。

評估區屬構造強侵蝕中山峽谷地貌區，相對高差967.2m，地形坡度10°～60°。區內出露地層主要為新生界第四系殘坡積層(Qel+dl)、第四系沖洪積層(Qal+pl)、第四系崩積層(Qcol)、第四系滑坡堆積層(Qdel)、古生界志留系上統菜地灣組(S3c)、中統大路寨組(S2d)、嘶風崖組(S2s)、下統黃葛溪組(S1h)、龍馬溪組(S1l)、奧陶系中上統大箐～十字鋪組(O2+3)，地層巖性變化較大；區域地質構造較復雜，區內發育3條斷裂及1條背斜，區域地殼穩定性屬于次不穩定區；區內巖性、巖相較不穩定，巖土體工程地質性質較差；地下水類型為孔隙水、裂隙水及巖溶水，水文地質條件復雜；工程地質條件差，不良地質現象主要表現為沖溝及巖溶，區內破壞地質環境的人類活動目前處于相對破壞作用較強階段。評估區地質環境條件復雜程度為復雜。確定云南省大關縣壽山水電站建設項目地質災害危險性評估等級為二級。

2 地質災害危險性現狀評價

2.1 地質災害類型及特征

評估區現狀地質災害發育強烈，主要的地質災害類型為滑坡和崩塌，其次潛在不穩定斜坡。據現場調查，評估區發育各類地質災害點共計28處，其中滑坡16個，崩塌8個，泥石流溝谷3條及潛在不穩定斜坡1處，災害規模以中、小型為主。評估區內的滑坡災害多是由于人類修建公路、電站等工程活動誘發；崩塌災害點主要分布于區內河谷兩岸陡崖下的斜坡上。區內地質災害點現狀下，主要是對區內的公路、河流及其附近的村寨、農田造成危害，危害程度大。

2.1.1 滑坡發育特征

評估區內的16個滑坡(H1、H2……H16)，從滑坡規模來看以小型為主。從滑坡體的物質組成來看，殘坡積層滑坡有14個，基巖滑坡有2個；按滑坡體厚度來分，主要為淺層滑坡(土石界面)，少量為中層滑坡；滑坡的控滑結構面主要為土體與基巖的接觸面，少量為節理裂隙面、巖層層理面和強弱風化差異界面；從滑坡力學性質來看，大多數為牽引式滑坡。

2.1.2 崩塌發育特征

評估區崩塌災害發育程度中等，共有崩塌體8個(B1、B2……B8)，規模以中型為主，控制結構面主要為節理裂隙面及卸荷裂隙面。由于區內地形坡陡，區域構造斷裂發育，受構造作用影響巖石節理裂隙發育，風化嚴重，結構破碎，工程地質條件較差，因此，在人工切坡、降雨、地震等作用下，易形成崩塌。

2.1.3 泥石流發育特征

評估區現狀下共發育泥石流溝3條(N1、N2、N3)，均為溝谷型泥石流，溝谷切割深，橫斷面均呈“V”字型，兩側山坡坡度30～40°，溝床坡降大。區內軟弱巖組與堅硬巖組呈互層狀產出，巖體存在差異風化，巖石力學強度低，區域構造斷裂發育，新構造運動強烈，巖石節風化嚴重且結構破碎，為泥石流提供了充足的物源。其次，大量的人為活動破壞了植被和山坡的穩定性，造成水土流失，促進了泥石流的發展；而且，區內降雨時空分布不均，降雨的80%以上集中于雨季，暴雨頻發，為泥石流活動提供了充分的水動力，因此，每年的雨季易形成泥石流。

2.2 地質災害危險性現狀評估

評估區內現狀地質災害發育強烈，區內地質災害的發育多受地質構造、地層巖性的控制，人類工程活動是誘發區內地質災害的主導因素之一。各類災害中，現狀危害、威脅程度較大的災種為滑坡，其次是崩塌和泥石流，最后為不穩定斜坡。

(1)滑坡：在評估區內發育的16個滑坡中，H1、H3、H9為古滑坡，現狀下基本穩定，危害程度大，其余滑坡現狀下均不穩定，主要是威脅區內的公路、村莊及河流，危害性及危險性大，其中又以H8滑坡現狀危害程度較大。

(2)崩塌：在評估區內發育的8個崩塌中，現狀下除B7、B8崩塌基本穩定外其余均不穩定，主要是威脅區內的河流及公路，危害性及危險性小，其中B6崩塌危害程度中等，危害性及危險性中等。

(3)泥石流：在評估區內發育的3條泥石流溝谷中，均為小型規模的溝谷型泥石流，現狀不穩定，主要威脅區內的公路、河流及其周邊的村寨、民房等，危害程度大，危險性大。

(4)潛在不穩定斜坡：評估區內發育1個潛在不穩定斜坡，為巖質邊坡，坡面上卸荷裂隙發育，分布有規模不等的楔形體，現狀下基本穩定，主要是威脅灑漁河及正在修建的民房，危害性及危險性大。

3 地質災害危險性預測評估

評估工作主要采用成因歷史分析法，層次分析法，工程設施具體點分析法，結合壽山水電站建設項目的工程特性進行地質災害危險性預測評估。根據前述分析，該電站危害較大的災害是滑坡，其次是崩塌和泥石流，最后是潛在不穩定斜坡。

3.1 工程建設加劇現有典型地質災害危險性的預測

擬建電站工程施工加劇H1、H2、H4、H5、H8、H9、H12和H16滑坡產生危害的可能大，危害性及危險性大；加劇H3、H6、H7、H10、H11、H13、H14和H15滑坡對擬建電站的危害程度中等，危險性中等。擬建工程施工加劇B1、B3、B4、B5和B7崩塌產生危害的可能性大，危害性及危險性大；加劇B2、B8崩塌產生危害的可能性中等，危害程度中等，危險性中等。擬建工程施工加劇N1、N2、N3泥石流產生危害的可能性中等，危害性及危險性中等，其中N3泥石流溝危害大。加劇BW1潛在不穩定斜坡對擬建電站壩址區、取水口產生危害的可能性大，危害性及危險性大。

3.2 擬建電站可能誘發地質災害的預測

3.2.1 攔河壩

攔河壩為砼重力壩，壩頂高程為707.80m，壩高18.8m，壩頂長102.75m，壩頂寬6.7m，清基水平總深度7～14m。圖1為壩址區右岸赤平投影圖。

擬建攔河壩施工，其左岸現狀下坡體基本穩定，人工開挖將形成土質邊坡，該類邊坡結構松散、自穩能力差，在河水的側蝕、淘蝕及降雨或連續強降雨等外作用力的影響下，極有可能誘發淺層滑坡、坍塌及垮塌等危害，對擬建大壩、施工人員及灑漁河河道形成掩埋、沖毀危害，對其后緣坡體上的昭麻高速公路及其老公路、民房將形成拉毀、拉裂危害，其危害性及危險性大；擬建壩址區右岸山體自然狀態下穩定，開挖不穩定，其表層的松散土體開挖后易誘發土體滑坡、垮塌危害，下伏基巖風化強烈，節理裂隙發育，開挖后可能沿①、②、③組節理面(圖1)誘發基巖滑坡、崩塌等危害，對擬建大壩、施工人員、正在修建的民房及灑漁河河道形成掩埋、沖毀危害，其危害性及危險性大。

在清基成槽過程中，開挖深度較大，開鑿基槽將形成深基坑邊坡，由于開挖層為松散結構的土體，抗剪強度低，透水性強，其自穩能力差，工程施工過程中，邊坡易產生垮塌、滑坡，同時河床段有產生涌水的可能，對施工人員構成直接威脅，危害性較大。

在河水導流過程中，河水將對兩岸斜坡上的松散土體沖刷、淘蝕，極易誘發淺層滑坡、坍塌等危害，對擬建的大壩及施工人員形成掩埋、沖毀等危害，其危害性及危險性大。

3.2.2 庫 區

水電站庫區為山間河谷型庫盆，攔河壩較低，水庫回水線約0.7km，庫區面積小。河床為本區最低排泄基準面，蓄水后為地下水補給河水型，而且庫區回水高程以下砂卵礫石層屬強透水層，因此庫區蓄水后可能存在一定的壩基滲漏及繞壩滲漏問題，但危害程度小。

庫區蓄水后，對其左岸的滑坡穩定性不會產生較大的影響；但庫區右岸表層分布有大量的松散堆積體，在降雨等作用下，可能誘發庫岸失穩危害，而且由庫水位上升，誘發庫岸兩側斜坡產生滑坡危害，從而威脅庫區兩岸的民房等已有建筑物，其危害性及危險性大。

河流輸沙為庫區淤積的主要來源，據調查，壽山水電站壩址以上多年平均總輸沙量為184萬t，庫岸再造新產生的坍塌對岸區造成直接淤積危害。因此庫區的淤積量較大，對水庫正常蓄水量危害較大。

3.2.3 引水隧洞

引水隧洞位于灑漁河右岸，主要分布于古生界志留系下統龍馬溪組)地層中，從取水口至調壓井全長7619m，據可研報告資料，隧洞總體上基本穩定，局部穩定性差至不穩定性。隧洞圍巖類型以Ⅲ～Ⅳ類為主，其中Ⅲ類圍巖長4405m，占隧洞總長的57.8%；Ⅳ類圍巖長2740.0m，占36.0%；Ⅴ類圍巖長474.0m，占6.2%。

(1)在各類圍巖段中，巖體從微風化至強風化不等，但地質構造不發育，巖層走向與洞軸線交角20～60°，巖層傾角平緩，對于隧洞右壁穩定有利，但對于左壁及洞頂不利，隧洞開挖，可能沿洞頂及側壁產生崩塌、坍塌及片幫等危害，對施工人員及施工場地形成掩埋危害，危害性及危險性中等～大。

(2)在隧洞進口洞段，表層分布有厚約2～10m的第四系松散土體，下伏基巖風化強烈。隧洞施工期間，其表層松散土體可能誘發淺層松散土體滑坡、坍塌等危害，對施工場地及施工人員形成掩埋危害，其危害性及危險性大；其下伏基巖可能沿節理面誘發基巖滑坡、崩塌及掉塊等危害，對施工場地及施工人員形成掩埋危害，其危害性及危險性大。

3.2.4 調壓井

調壓井為地下工程，所處區域為順向坡，井筒段為Ⅲ類圍巖(局部夾Ⅳ類)，處于弱風化巖體中。在調壓井施工開挖過程中，表層的松散土體可能誘發順層滑坡、坍塌等危害，井筒上段的下伏基巖節理裂隙發育，施工中可能沿圖2中第①組節理面產生小規模的崩塌、坍塌等危害；井筒下段圍巖穩定性相對較好，可能誘發局部坍塌、掉塊等危害，同時可能誘發涌水危害。調壓井施工中誘發上述危害的可能性大，主要是對施工場地及施工人員形成掩埋危害，其危害性及危險性大。

3.2.5 壓力管道

壓力管道為地下埋管，在壓力管道洞口施工開挖期間，表層的松散土體可能誘發順層滑坡、坍塌等危害，下伏基巖節理裂隙發育，施工中可能沿節理面產生小規模的崩塌、坍塌等危害，危害性及危險性大。

3.2.6 廠房區

擬建廠房區域地形坡度10～15°，地表分布厚8～13m的沖洪積層，靠近山坡地表為厚3～5m的第四系滑坡堆積層，下伏基巖巖質堅硬，性脆，完整性較好，發育兩組節理裂隙。擬建廠房后緣斜坡發育H9順向滑坡體，地形坡度35～65°，開挖不穩定，施工中可能沿第①組節理面產生小規模的崩塌、坍塌等危害(圖2)，對擬建廠房區、施工人員形成掩埋危害，其危害性及危險性大；廠房基礎開挖深度約10～15m，基礎開挖形成的陡邊坡，其上部的第四系松散土體，結構松散，抗剪強度低，自穩能力差，故施工開挖形成的陡邊坡易產生垮塌、滑坡等地質災害，同時有產生涌水危害的可能，因此基坑施工開挖可能會產生垮塌、滑坡及涌水的危害，危害性及危險性大，發生垮塌、滑坡及涌水危害的可能性大；

綜上，大關壽山水電站工程建設中遭受現有地質災害危害的可能性中等～大，危害性中等～大；工程建設引發或加劇地質災害的可能性中等～大，危害性中等～大。在電站施工期間可能引發的災害主要有滑坡、崩塌、坍塌、掉塊、泥石流、突泥、涌砂、突水等地質災害以及片幫、坑道涌水及滲水、突水地面不均勻沉降等工程地質現象。上述災害規模大小不一，但對擬建工程的施工會造成較大的影響，必須引起足夠的重視，進行專項的防治、治理工作，以保證施工人員的生命財產安全及工程的順利施工。

4 地質災害危險性綜合評估及防治措施

4.1 地質災害危險性綜合評估原則

根據擬建的云南省大關縣壽山水電站工程建設場地類型、布局特點及地質災害發育特征、地質災害對擬建工程施工期、運營期的危害程度及潛在的危害程度，將評估區地質災害危險性劃分為二級四區，即危險性大(Ⅰ)區及危險性中等(Ⅱ)區，其中危險性大(Ⅰ)區又分為危險性大一(Ⅰ1)區、危險性大二(Ⅰ2)區及危險性大三(Ⅰ3)區。

危險性大(Ⅰ)區：指評估區工程地質條件脆弱，現狀和潛在地質災害危害性大，可能造成的地質災害后果嚴重，對工程建設和運營構成潛在的威脅，不進行專項治理就可能釀成大的災害或留下后患的區段。

危險性中等(Ⅱ)區：指工程地質環境較差，現狀和潛在的地質災害對工程建設有一定的危害，需針對某些現狀及潛在隱患點，采取預防措施的區段。

4.2 地質災害危險性綜合分區評估

(1)危險性大一(Ⅰ1)區

該區包括擬建攔河壩、庫區及引水隧洞K0+000～K0+750段。區段內地質環境條件復雜，地質災害發育強烈，區段內灑漁河兩岸沿線具有產生崩塌、滑坡等地質災害的條件，工程建設中可能引發、誘發或加劇的地質災害為滑坡、坍塌、崩塌等危害及片幫、滲水、基坑涌水等危害；可能遭受現有地質災害及洪水為害。總之區段內現有潛在的地質災害對工程建設項目及區段地質環境條件已構成了一定的危害或潛在的危害，其危害性及危險性大。

(2)危險性大二(Ⅰ2)區

該區包括引水隧洞深溪溝過溝建筑物和隧洞K4+463～K4+693、K4+820～K5+040段。區段內地質環境條件復雜，區域地質構造較復雜，深溪溝兩岸斜坡具有產生崩塌、滑坡等地質災害的條件，工程建設中誘發地質災害對擬建工程產生危害的可能性大，危害程度大，危險性大；擬建工程建設及運營中遭受現有地質災害危害的可能性大，危害大。

(3)危險性大三(Ⅰ3)區

該區包括擬建廠房區、廠房石料場及隧洞K5+820～K7+619段。區段內地質環境條件復雜，工程建設中誘發地質災害對擬建工程產生危害的可能性大，危害程度大，危險性大；擬建工程建設及運營中遭受現有地質災害危害的可能性大，危害大。

(4)危險性中等(Ⅱ)區

該區主要包括引水隧洞K0+750～K4+463、K5+040～K5+820段、2#支洞、石料場及棄渣場。區段內擬建工程距已有地質災害點位置均較遠，遭受現有地質災害危害的可能性小，危害小，但2#支洞洞臉可能遭受B2崩塌危害的可能性中等，危害性及危險性中等；棄渣場雨季遭受灑漁河誘發洪水危害及次生泥石流危害的可能性中等，危害性中等。

4.3 防治措施的提出

根據現狀地質災害的分布情況及工程建設可能誘發就加劇地質災害發生的實際情況，提出如下防治措施：

(1)對壩址區左岸的H1滑坡進行詳勘，前緣近壩段修建重力攔擋墻進行治理；對右岸的H5滑坡先清除堆積體，再修建重力攔擋墻；BW1潛在不穩定斜坡上的不穩定塊體應清除。

(2)做好工程區各分項工程的勘察工作，合理選擇壩基(肩)及廠址區的基礎持力層，對壩基、壩肩進行加固防滲處理。

(3)庫區左岸修建擋土墻以免形成庫岸再造危害，同時對庫區周邊環境進行綜合治理，以防止或減少水土流失現象。

(4)引水隧洞及支洞開挖應嚴格按有關規范要求進行施工，進出口洞臉可采取掛網噴漿、噴錨、鋼筋混凝土襯砌等防治措施，防止產生坍塌、滑坡；隧洞開挖施工應邊開挖邊及時采取全斷面鋼筋混凝土襯砌等措施，防止垮塌、滲漏等危害。

(5)調壓井、壓力管道等應在施工時及時對井壁、洞壁進行支護。

(6)對廠房深基坑施工，必須在基坑四周打抗滑護壁樁，同時對基坑涌水要及時排水疏導。

(7)對壩址基礎、廠房基礎，施工形成的陡邊坡，必須采取掛網噴漿、噴錨、鋼筋混凝土襯砌等護坡防治、治理措施。

(8)對評估區內發育的泥石流溝谷及沖溝做好疏通溝谷及防排水工作，以免造成泥石流危害。

(9)加強監測，并對現狀下滑坡穩定性情況不明確的滑坡進行專題研究，查清其空間展布，物理力學性質等，以免工程施工對其穩定性產生影響，使其滑動。

5 結 論

分析后認為大關壽山水電站范圍內地質環境條件復雜，巖土體工程地質條件較差，現狀地質災害發育強烈，區內屬地質災害多發高頻區，因此應重視對環境條件的改變而引發地質災害造成的危害性。擬建工程在施工過程中遭受已有地質災害及洪水、泥石流危害大，須認真做好防治、治理工作。綜合認為評估區內工程建設場地適宜性綜合評價為適宜性差。

參 考 文 獻

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