輸電線路工程選線中的泥石流危險性評價

李 彬，張衛紅，劉常青，周 波

(1.青海省電力設計院，青海西寧 810000;2.中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊，陜西西安 710003)

受地質環境、線路通道、桿塔檔距等影響，輸電線路工程常常要經過地質災害高發區，而泥石流對輸電線路的破壞尤為嚴重。泥石流常發生于山區小流域，具有暴發突然、來勢兇猛、歷時短暫、破壞力強的特點［1］，能在瞬間沖毀輸電線路桿塔等建筑物，對輸電線路工程安全造成極大威脅，因此為盡量避免泥石流對輸電線路的影響，合理選擇工程線路尤為重要。以青海省化隆縣境內330 kV吉祥至官廳Ⅰ回線、官廳至李家峽Ⅱ回線輸電線路已建吊溝至丹麻段為例，綜合考慮泥石流活動影響因子，運用灰色關聯分析法分析泥石流活動對輸電線路的影響，并根據分析結果制定防治措施，希望能為輸電線路工程選線與泥石流防治提供參考。

1 輸電線路工程概況

1.1 工程區概況

青海省化隆縣境內330 kV吉祥至官廳Ⅰ回線、官廳至李家峽Ⅱ回線輸電線路工程為兩條平行的單回路架設線路，自吊溝村南500 m處向東走線至石大倉村，右轉經文山村穿越千戶溝，繼續向東南方向走線至拉尕塘北側，之后繼續向東至山頂部位右轉向東南方向穿越科沿溝至丹麻村，線路全長2×29 km。線路走線基本沿著中高山區及丘陵區的過渡地帶，地質條件復雜，災害頻發，尤其是泥石流溝密集，泥石流災害高發，給輸電線路安全運營帶來巨大隱患。

1.2 泥石流發育特征

工程區泥石流活動頻繁，部分桿塔受到泥石流威脅。區內有查主溝(N1)、石大倉溝(N2)、大家沿溝(N3)、安關溝(N4)、駝哇蒼溝(N5)、科沿溝(N6)、丹麻溝(N7)等7條主要的泥石流溝，均屬溝谷型泥石流，其中 N1、N3、N5、N7常年有水，其余為間歇性排洪溝谷。區內地形、地質和降水條件均有利于泥石流發生。溝谷上游段多為峽谷，溝腦部位多為三面環山、一面出口的瓢狀或漏斗狀，有利于地表洪流和松散固體物質迅速匯集，沿溝谷延伸方向兩側沖溝縱橫，斷面多呈V形，谷坡陡直，坡度 30°～65°，縱坡降 150‰ ～240‰，有利于泥石流快速流動，中下游段河谷區地形相對開闊，坡降也隨之減緩，有利于泥石流固體物質堆積。區內溝谷兩側植被覆蓋率低，地層由細砂巖、泥巖組成，表層風化、沖刷強烈，尤其是強烈的侵蝕下切和側蝕導致溝谷兩側斜坡小規模崩塌、滑坡發育，溝岸坍塌嚴重，松散堆積物厚2～5 m，為泥石流發生提供了物源條件。區內降水豐富，年降水量421.7 mm，最大日降水量62.5 mm，最大1 h降水量34 mm，降水分配極不均勻，多集中在6—9月(雨季)，降雨強度大且集中，為泥石流的發生提供了水源條件。

2 輸電線路工程選線

根據上述工程特點和泥石流發育情況，在進行輸電線路選線時，應進行泥石流危險性評價，在泥石流發育地段盡量采用大檔距桿塔跨越泥石流危險區，對于由于輸電線路通道比較緊張等原因無法避讓的情況，應采取必要且合理的支護措施。

3 泥石流危險性評價

3.1 評價方法和評價因子

采用灰色關聯分析法對輸電線路經過的泥石流發育地段進行泥石流危險性評價，將典型泥石流溝與工程區泥石流溝進行比較，確定泥石流災害發生的危險程度，以指導輸電線路選線。評價時，評價因子的選擇應符合具有明確的物理意義、各因子相互獨立、容易獲取和量化［2］的原則。根據上述原則和泥石流發育特征，選擇一次泥石流(可能)最大沖出量X1(萬m3)、流域面積X2(km2)、補給段長度比X3(%)、流域相對高差X4(m)、主溝床平均比降X5(%)、日最大降水量X6(mm)、松散固體物質儲量X7(萬m3)作為泥石流危險性評價因子［3］。

3.2 參考序列的選擇

選擇云南蔣家溝某泥石流溝作為參考序列。蔣家溝流域系小江右岸的一條支流，每年暴發泥石流次數多、規模大、歷時長、危害大，同時流域內設有中國科學院東川泥石流觀測站，擁有豐富的觀測與研究資料，在泥石流研究領域具有代表性。選擇蔣家溝地形、地質背景近似，危險度等級為高的某泥石流溝作為參考序列［4］，即 N0={195.1，47.1，60，219，0.18，102，7.5}，將工程區內的7條泥石流溝作為比較序列與蔣家溝進行比較(表1)，與參考序列的關聯度值越大則危險度越高，反之危險度越低。

表1 泥石流溝基本數據

3.3 泥石流危險性評價

采用灰色關聯分析法確定工程區主要泥石流溝和蔣家溝某泥石流溝序列之間的關聯度，見表2。由表2知，7條泥石流溝泥石流危險度的灰色關聯度都在0.6左右，故判定其泥石流危險度均為中。

表2 泥石流危險性評價結果

以石大倉溝(N2)和丹麻溝(N7)為例，根據實地調查對評價結果進行驗證。石大倉溝形成區位于工程區北側基巖山區，流通區地處山前低山丘陵區，流域面積59.7 km2，溝長約 12.5 km，松散物質儲量約 1.5 萬m3/km2，相對高差400 m，溝床縱坡降180‰，溝谷縱斷面呈V形，兩側溝岸坡度35°～45°，植被覆蓋率45%，出露地層為強風化泥巖、砂巖，滑坡、崩塌等不良地質災害發育，暴雨時雨水攜帶泥沙、塊石順溝道下泄，建議采用跨越方式通過該泥石流流通區。丹麻溝主溝走向近北西，流域面積14.5 km2，溝長約4.3 km，松散物質儲量約1.5萬m3/km2，相對高差260 m，溝床縱坡降180‰，溝谷縱斷面呈V形，出露地層以白堊系紫紅色礫巖、砂巖、粉砂巖為主，風化強烈，表層破碎，為泥石流發生提供了物源條件，一次泥石流輸移總量3.45萬m3，規模為中型，屬中易發的泥石流溝。實地調查結果與判定結果基本一致。

一般來說，輸電線路工程選線時應盡量避讓泥石流溝，如溝口沖積扇等，但是由于工程區地形復雜，選線避讓空間有限，一旦發生泥石流災害將造成巨大損失，因此需要進行地質災害防治。對于本工程而言，應根據灰色關聯度法評價結果對危險度為中及以上的泥石流溝進行防護。

4 泥石流防治措施

由于工程區地質環境復雜、線路工期短，因此泥石流防治應主要采取工程措施［5－7］，以避強治弱、攔停為主，擋石淤泥，攔沙分流。在輸電線路工程中主要采用局部防護工程，以減輕泥石流對輸電線路桿塔的危害。①攔擋工程。為防止泥石流沖擊塔基造成倒塔，在區內石大倉溝、安關溝、駝哇蒼溝、丹麻溝源頭修筑攔石壩、格柵壩、漿砌石重力壩等，進行泥石流防治。②穩溝固坡工程。除部分塔基位于泥石流溝溝口以外，工程區大部分塔基都位于泥石流溝兩側的山坡之上，采用工程規模不大、耗資不多的穩定邊坡坡腳的措施比較適宜，如擋土墻護坡、護坎和支撐擋墻等，例如查主溝、大家沿溝、科沿溝一帶輸電線路塔基可采用這種方法進行防護。

5 結語

采用灰色關聯分析法對輸電線路工程區泥石流溝泥石流危險性進行量化評價，不僅可在輸電線路可研階段對路徑內泥石流進行提前預測，優化路徑，而且對于已經運營的輸電線路工程可根據量化結果進行泥石流防治，治理難度大的泥石流溝可通過改線加以避讓。上述方法對已建和新建輸電線路路徑優化有很好的指導作用，為輸電線路的選線與災害防治提供了一定的參考。

［1］吳積善，田連權，康志成，等.泥石流及其綜合治理［M］.北京:科學出版社，1993:17.

［2］祁龍.泥石流溝活躍程度的評價方法［J］.山地學報，2000，18(4):365－368.

［3］張成杰，王常明，王鋼城，等.灰色關聯法在泥石流危險性評價中的應用［J］.吉林地質，2005，24(4):111 －116.

［4］吳積善，康志成，田連權，等.云南蔣家溝泥石流觀測研究［M］.北京:高等教育出版社，1990:65－70.

［5］劉翠娜，李曉瑋，鄭秀華.金礦區泥石流治理對策［J］.中國水土保持，2012(2):29－31.

［6］李峰，馬東濤，馬煜.麻格溝泥石流特征、成因及危險性評價［J］.中國水土保持，2011(4):62－64.

［7］尹成戌.舟曲縣“8·8”特大山洪泥石流災害成因與防治對策［J］.中國水土保持，2011(3):24－26.