基于《水利水電工程邊坡安全監測三維可視化分析理論方法及應用》探討白鶴灘水電站金江滑坡體監測預警

金沙江白鶴灘水電站位于四川涼山州與云南昭通市交界處，是目前全球在建規模最大、單機容量最大、裝機規模第二大的水電站，也是我國西電東送戰略的重要工程項目。由于地質條件復雜，因此白鶴灘水電站的建設技術難度非常高，很多主要技術指標位居世界第一，在工程建設期間，庫岸邊坡的穩定性是其遇到的主要工程地質問題之一。尤其是上游的金江滑坡，其穩定性研究具有重要價值，會直接影響下游電站的安全及周邊居民的生命財產安全。本文參考《水利水電工程邊坡安全監測三維可視化分析理論方法及應用》一書，介紹水利工程邊坡的安全監測現狀與三維可視化技術，采用邊坡三維建模法對邊坡失穩情況進行研究，為水電站的安全建設提供參考。

已建的很多水利工程證明，水庫邊坡穩定性分析在工程建設過程中至關重要，尤其是高陡邊坡，一旦失穩會引發嚴重的壩體安全問題，甚至導致壩體崩潰、水庫報廢。水庫在建成蓄水后，受水位波動影響，邊坡沿岸的地質、水文條件會發生改變，部分土層長期受到水體的沖刷、浸潤，其內部應力結構會逐漸發生變化，容易出現變形、沉陷、崩塌等問題，從而影響鄰水邊坡的穩定性，導致邊坡變形、滑落。

白鶴灘水電站金江滑坡是一個堆積體積高達１．５８ 億ｍ３ 的特大型滑坡，其穩定性問題更是十分突出，從邊坡失穩動力學角度對其進行研究，可發現滑坡體穩定性的主要影響因素有以下幾點：一是地質結構，地質結構是水利工程邊坡結構建設的基礎，直接影響著邊坡的穩定性。白鶴灘水電站項目區域的地質條件十分復雜，存在灘多坡陡、峽谷地形不對稱、巖層地質性質復雜及地震烈度高等難點，金江滑坡段整個滑坡體坡度大、面積廣，其地層結構主要由上層松散碎石土堆積體和下層滑坡破碎巖體組成，若在此地層上建立邊坡，坡腳、坡體的應力結構勢必會影響邊坡的主體結構，導致邊坡不穩。二是施工影響，邊坡工程的施工作業工序繁雜、難度較高，若未按照規范要求進行施工，會大大提高邊坡失穩概率，尤其是邊坡開挖時的支護作業與爆破作業，是影響邊坡穩定性的重要因素。三是自然因素，降雨、地下水等自然因素都會對邊坡結構的穩定性造成影響，雨水、地下水等進入滑坡體結構后，其砂石、巖土體積及質量會增大，這會大幅降低邊坡的抗剪強度，導致滑坡概率大大增加，一旦金江滑坡體出現滑坡現象，勢必會影響下游白鶴灘水電站水庫與邊坡工程的穩定性。四是人為因素，受設計人員專業水平與施工人員技術水平不高的影響，很多水利工程的邊坡結構設計與施工組織設計都存在不合理之處，容易影響邊坡穩定性。白鶴灘水電站吸納了眾多優秀工程師，他們克服當地艱險的地質與施工技術難題，創造了舉世矚目的壯麗工程。

由《水利水電工程邊坡安全監測三維可視化分析理論方法及應用》一書可知，一旦滑坡體失穩，會對水利工程造成嚴重影響，因此對其進行失穩動力學實時安全監測和早期預警十分必要。現今主要通過專業監測和群測群防兩種方式進行監測預警，可對滑坡體的各種數據進行采集、處理，并從動力學的角度對滑坡體的受力情況展開分析，從而確定其滑坡失穩風險的發生概率，為相關人員做好防護工作提供參考。其中：專業監測是指利用專業儀器設備，由專業人員或監測單位對相關參數進行定量監測；群測群防則是非專業技術人員進行巡查時對滑坡區地表狀況、水流變化等進行了解、監測，以完成簡易變形監測。對金江滑坡體而言，采取動力學實時安全監測、早期預警更為有利，相關人員采用了微芯樁、微芯鏈等智能傳感設備對地表振動、傾斜、深部位移等變形情況進行監測，并基于邊坡失穩動力學構建邊坡穩定性評價模型和邊坡失穩相關的靜力學、動力學及運動學指標體系，再利用計算機系統對監測數據進行分析處理，通過指標預警、趨勢預報、模型預警與安全預警模型，計算邊坡工程的抗沖擊性、穩定性指數，一旦指數超出安全閾值，預警系統便會秒級自動預警并提示工作人員及時采取防護措施。

在《水利水電工程邊坡安全監測三維可視化分析理論方法及應用》指導下，在建水利水電工程可學習白鶴灘水電站金江滑坡體的失穩動力學實時安全監測早期預警經驗，采用激光多普勒測震儀、微芯樁、微芯鏈等智能傳感設備對滑坡體進行實時監測預警，為現場工程滑坡失穩作出早期準確的安全預警。

作者簡介：任大春（１９６４—），男，湖北武漢人，碩士，中國三峽建工（集團）有限公司正高級工程師，研究方向為巖土、安全監測

段杭（１９８３—），男，湖北武漢人，碩士，中國三峽建工（集團）有限公司高級工程師，研究方向為電力設計、安全監測

熊娟（１９８１—），女，湖南長沙人，碩士，北京中關村智連安全科學研究院有限公司高級工程師，研究方向為安全監測

趙翔（１９８３—），男，湖北荊州人，碩士，北京中關村智連安全科學研究院有限公司工程師，研究方向為安全監測