喇嘛山水電站地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估

劉建坤

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津300250）

喇嘛山水電站地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估

劉建坤

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津300250）

論述了喇嘛山水電站建設(shè)項(xiàng)目的地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害分布特征、災(zāi)害的形成條件及影響因素，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目做了現(xiàn)狀評(píng)估、預(yù)測(cè)評(píng)估及綜合評(píng)估，并提出了防治措施及建議，為喇嘛山水電站工程建設(shè)項(xiàng)目的地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供了依據(jù)。

喇嘛山水電站；地質(zhì)災(zāi)害；危險(xiǎn)性評(píng)估與防治

1 概況

喇嘛山水電站位于河北省承德市豐寧滿族自治縣窟窿山鄉(xiāng)，水電站總庫(kù)容992萬(wàn)m3，控制流域面積為284km2，裝機(jī)容量500kW，是以發(fā)電為主，結(jié)合防洪、供水的小（1）型水利水電樞紐工程。本工程等別為Ⅳ等，其主要建筑物包括攔河壩、泄洪排沙隧洞、溢洪道、發(fā)電隧洞、電站廠房及壓力管道等。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象、水文

評(píng)估區(qū)屬中溫帶半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)型山地氣候。春季風(fēng)多干旱，夏季濕熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷干燥。多年平均氣溫6.4℃，1月份最冷，平均氣溫-11.7℃，7月份最熱，平均氣溫22.1℃。多年平均年降水量463mm；最大季節(jié)性凍土深度150cm。喇嘛山水電站控制流域面積284km2，流域長(zhǎng)度30.5km，河道縱坡1.23%，喇嘛山水電站以上流域多年平均地表年徑流量1702萬(wàn)m3。

2.2 地形地貌

評(píng)估區(qū)地處內(nèi)蒙古高原向華北平原的過渡帶，地貌類型包括以變質(zhì)巖為主的低山小區(qū)和低山河谷地貌。

評(píng)估區(qū)河流較直，流向呈NE69°，河谷呈“U”型，河道坡降1.02%，庫(kù)區(qū)河谷地表高程866.0～915.3m，河谷盆地在河流兩側(cè)分布，漫灘及階地在局部河流轉(zhuǎn)彎處發(fā)育，無(wú)明顯階地發(fā)育。

兩岸山體高差50～200m，最高峰高程1542.0m，溝谷較多，山體植被較發(fā)育，局部山體裸露，部分傾角較緩坡面分布薄層碎石土，植被較茂盛，多為低矮灌木，地貌類型為以變質(zhì)巖為主的低山小區(qū)。

2.3 地層巖性

區(qū)內(nèi)分布的巖性包括巖漿巖、第四紀(jì)松散沉積物。巖漿巖包括：燕山期晚侏羅世第2次侵入體（r2（3）b5）鉀長(zhǎng)花崗巖，燕山期晚侏羅世第2次侵入體（r2（3）b5）花崗細(xì)晶巖。

第四紀(jì)松散沉積物多分布在河谷及兩側(cè)山體坡腳：下更新統(tǒng)坡積褐黃色含壤土碎石，上更新統(tǒng)一段沖洪積灰黃色含碎石壤土，全新統(tǒng)坡洪積褐黃色含壤土碎石，全新統(tǒng)崩坡積灰黃色巨礫，全新統(tǒng)沖洪積褐黃色卵石。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域地殼穩(wěn)定性

評(píng)估區(qū)地處中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元），內(nèi)蒙地軸（Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元），圍場(chǎng)拱斷束（Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元）的西南部。庫(kù)區(qū)附近發(fā)育兩條斷裂：①上黃旗-烏龍溝深斷裂，總體走向北東25°，該斷裂位于庫(kù)區(qū)西北方向2km；②豐寧-隆化深斷裂，總體走向近東西向，該斷裂位于庫(kù)區(qū)東南方向27km。

根據(jù)GB 18306—2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，評(píng)估區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為Ⅵ度。根據(jù)GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，在抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s，一般建筑物可不考慮場(chǎng)內(nèi)飽和砂土地震液化問題。場(chǎng)地類型劃分為中硬場(chǎng)地。

2.5 地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度劃分

依據(jù)國(guó)土資源部 《建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求》，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度分段主要考慮地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度、地形地貌復(fù)雜程度、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件的影響。

喇嘛山水電站工程屬于一般建設(shè)項(xiàng)目，評(píng)估面積4.522km2，評(píng)估區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育中等，地貌類型較復(fù)雜，地形較復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，抗震設(shè)防烈度為6度，區(qū)域地殼處于基本穩(wěn)定區(qū)，地層巖性較復(fù)雜，工程地質(zhì)條件較差，水文地質(zhì)條件較好，人類工程活動(dòng)一般-較強(qiáng)烈，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度中等。

3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀

據(jù)實(shí)地調(diào)查內(nèi)蒙古高原向華北平原的過渡帶，為燕山北麓低山河谷地貌，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，內(nèi)發(fā)育崩坍6處、滑坡1處。發(fā)育崩塌點(diǎn)6處，總體規(guī)模均較小，堆積體較穩(wěn)定，現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小，危害對(duì)象為過往車輛、行人，淤阻河道，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。發(fā)育滑坡點(diǎn)1處，由于修路削坡引起，方量200m3，現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小，危害對(duì)象主要為過往行人、車輛等。

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

工程在建設(shè)過程中和建成運(yùn)營(yíng)后，將對(duì)包括庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響，特別是水文地質(zhì)條件、巖土體原有的力學(xué)平衡狀態(tài)將會(huì)隨之改變，這些改變將可能誘發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害，主要表現(xiàn)為崩塌、滑坡、泥石流等問題。

4.1 工程建設(shè)引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性

工程建設(shè)包括擋水壩、電站、發(fā)電洞、溢洪道、泄洪洞以及電站投入使用后淹沒周邊土地。

4.1.1 擋水壩

水電站擋水壩壩型為混凝土面板堆石壩，壩基覆蓋層厚度為15.4～24.4m，巖性主要為卵石。左壩肩基巖裸露，山體傾角46°～60°，巖性為鉀長(zhǎng)花崗巖，表層巖體較完整，多呈弱風(fēng)化狀態(tài)。發(fā)育四組節(jié)理，存在傾向下游的結(jié)構(gòu)面。右壩肩山體傾角30°，覆蓋層厚度0.8m，下伏強(qiáng)風(fēng)化及弱風(fēng)化鉀長(zhǎng)花崗巖，裂隙和節(jié)理相對(duì)較發(fā)育，存在傾向下游節(jié)理。壩基及左右壩肩在開挖過程中，有可能引發(fā)崩坍、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危險(xiǎn)性中等。

4.1.2 電站

電站型式為壩后式，建筑區(qū)現(xiàn)為河漫灘，工程基礎(chǔ)擬以沖積砂礫石層作持力層，由于基坑開挖深度較淺，工程建設(shè)引發(fā)坑壁土體滑坡、崩塌等災(zāi)害的可能性小，危險(xiǎn)性小。

4.1.3 發(fā)電洞

發(fā)電洞布置在攔河壩左岸，地形較陡，進(jìn)出口在開挖建設(shè)過程中，存在崩塌、掉塊等小規(guī)模塊體失穩(wěn)的可能性，威脅施工人員及設(shè)備安全，危險(xiǎn)性中等。

4.1.4 溢洪道、泄洪洞

溢洪道與泄洪洞均布置在擋水壩右岸，大部為山體開挖，且邊坡高，最高挖深41m，兩側(cè)墻及底板主要為弱風(fēng)化巖體，發(fā)育有強(qiáng)風(fēng)化巖體，工程建設(shè)中存在誘發(fā)崩坍、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害可能性，威脅施工人員及設(shè)備安全，危險(xiǎn)性中等。

4.1.5 水電站工程蓄水

蓄水后，水位上升引起庫(kù)岸巖土體的濕化、飽和及物理、力學(xué)性質(zhì)的改變，從而大大降低了其抗剪強(qiáng)度及自穩(wěn)能力，易形成庫(kù)岸崩塌。庫(kù)右岸二道溝、三道溝、四道溝溝口堆積巖性為含碎石壤土，在庫(kù)水浸潤(rùn)及波浪作用下易引發(fā)崩塌，造成庫(kù)內(nèi)淤積，危險(xiǎn)性中等。

現(xiàn)狀崩塌點(diǎn)B1、B2、B4、B5位于水庫(kù)淹沒線以內(nèi)，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，造水浸泡后基巖裂隙水位上升。巖石在凈水壓力的作用下加劇崩塌地質(zhì)災(zāi)害，崩塌碎石造成庫(kù)內(nèi)淤積，危險(xiǎn)性小。

那天早上，李萍沒來(lái)得及吃早飯，踩著縫紉機(jī)的腳使不上勁兒，臉色煞白，額頭上冒虛汗，整個(gè)人直想往地上栽。以前她就貧血，這是低血糖了。她的縫紉機(jī)上，放了一個(gè)搪瓷缸子。李萍抬起頭，陳建偉已經(jīng)轉(zhuǎn)身走了。他給她端來(lái)的是一杯白糖水。那么大一個(gè)廠房，幾十號(hào)工人，陳建偉一眼就看出來(lái)李萍的身體不舒服。隔了沒幾天，車間主任突然宣布，從這個(gè)月開始，車間拿出小金庫(kù)的錢，給大伙加頓餐。有些女同志為了減肥，連早飯都不吃，萬(wàn)一在車間出點(diǎn)啥事，他這個(gè)主任可擔(dān)不起責(zé)任。廠房里歡呼聲一片，臨時(shí)工也是人啊，能有這待遇很滿足了。有人說(shuō)，這是陳建偉向主任提的建議。質(zhì)檢員有夠得上和領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)話的優(yōu)勢(shì)。

4.2 工程建設(shè)可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性

評(píng)估區(qū)工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌、滑坡、泥石流。

4.2.1 泥石流

評(píng)估區(qū)分布9條溝谷，其中庫(kù)區(qū)7條，擋水壩下游2條。在野外實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，參照DZ/T0220—2006《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》對(duì)各因素進(jìn)行綜合評(píng)判，并確定泥石流易發(fā)程度分級(jí)。

9條溝谷中的右岸二道溝溝道長(zhǎng)4.83km，流域面積為4.94km2，溝谷內(nèi)崩塌、沖溝較發(fā)育，根據(jù)泥石流溝易發(fā)程度綜合評(píng)分判別表，二道溝評(píng)判等級(jí)為易發(fā)，危險(xiǎn)性中等；其余8條溝谷均為輕度易發(fā)，危險(xiǎn)性小。

4.2.2 崩塌

工程建設(shè)中水電站大壩壩址兩側(cè)山體削坡整理壩基，由于兩側(cè)山體節(jié)理裂隙較發(fā)育，基巖完整性差如開挖過陡，有可能引發(fā)兩側(cè)山體崩塌，威脅施工人員安全。

庫(kù)區(qū)右岸三處含碎石壤土溝口堆積在水庫(kù)蓄水后有可能產(chǎn)生坍塌，預(yù)計(jì)方量為1.05m3，造成庫(kù)內(nèi)淤積，預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。

水電站蓄水后，庫(kù)區(qū)左岸基本為巖質(zhì)岸坡，現(xiàn)狀調(diào)查未發(fā)現(xiàn)基巖軟弱面，預(yù)測(cè)產(chǎn)生滑坡的可能小，右岸多為土質(zhì)岸坡，造水浸泡后有可能產(chǎn)生坍塌，庫(kù)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，危險(xiǎn)性小。

5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性及建設(shè)場(chǎng)地適宜性評(píng)估

5.1 綜合評(píng)估原則與量化指標(biāo)的確定

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估和預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果，充分考慮評(píng)估區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件的差異和潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的分布、危害程度，確定判別區(qū)段危險(xiǎn)性的量化指標(biāo)，本著“區(qū)內(nèi)相似，區(qū)際相異”，采用定性、半定量分析法，就重不就輕的原則對(duì)工程建設(shè)區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害綜合評(píng)估。

根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求》（試行）建設(shè)用地適宜性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)原則，建設(shè)場(chǎng)地適宜性分為3級(jí)：適宜、基本適宜、適宜性差。并依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性、防治難度和防治效益，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的適宜性做出評(píng)估。

5.2 評(píng)估結(jié)果

對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行分區(qū)評(píng)估，評(píng)估面積4.522km2。

危險(xiǎn)性中等區(qū)域包括擋水壩、發(fā)電洞、溢洪道、右岸二、三、四道溝溝口堆積、右岸二道溝，面積0.406km2，占評(píng)估面積的8.98%，建設(shè)場(chǎng)地適宜性為基本適宜。

危險(xiǎn)性小的區(qū)域包括電站、庫(kù)區(qū)等，面積4.116km2，占評(píng)估面積的91.02%，建設(shè)場(chǎng)地適宜性為適宜。

6 防治措施及建議

（1）崩塌、滑坡防治：工程建設(shè)高邊坡段，應(yīng)采用設(shè)臺(tái)階及適當(dāng)放緩邊坡坡度、全斷面邊坡防護(hù)，或采用下?lián)跎献o(hù)措施，必要和有條件時(shí)可采用預(yù)應(yīng)力錨索加固手段；在低危險(xiǎn)度的低邊坡段，可采用坡面防護(hù)，下設(shè)擋墻、腳墻的防護(hù)措施；同時(shí)上述地段尚應(yīng)做好防、排水工程，避免地表水滲入巖土體內(nèi)。對(duì)邊坡有危巖、危石分布的洞進(jìn)、出口地段，應(yīng)視情況采取預(yù)先清除、支護(hù)、加固、錨固、網(wǎng)固和攔、擋等措施。

（2）泥石流防治：泥石流的發(fā)生和發(fā)展原因很多，從根本上來(lái)說(shuō)，對(duì)泥石流的防治原則應(yīng)該是以防為主，防治結(jié)合。可以采用生物防治措施，封山、育林、禁牧相結(jié)合的方法，通過控制地表徑流，防止坡面侵蝕，達(dá)到根除或減輕泥石流災(zāi)害的目的。

［1］河北省國(guó)土資源廳.河北省承德市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報(bào)告［R］.2004.

［2］河北地質(zhì)礦產(chǎn)局第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì).河北省地貌圖及說(shuō)明書［Z］.1988.

［3］河北省地質(zhì)局綜合研究大隊(duì).河北省構(gòu)造體系圖［Z］.1978.

［4］國(guó)務(wù)院令第394號(hào).地質(zhì)災(zāi)害防治條例［Z］.

［5］國(guó)土資發(fā)［2004］69號(hào).地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求（試行）［Z］.

Geological disaster risk assessment of Lama Mountain hydropower station

LIU Jian-kun
（Hebei Research Institute of Investigation＆ Design of Water Conservancy＆ Hydropower,Tianjin 300250,China）

Lama Mountain hydropower station is located in Fengning Manchu Autonomous County，Chengde city of Hebei province.In this paper， it discusses the geological environmental conditions of the construction project， the characteristics of distribution of geological disasters，the formation conditions and influence factors of disasters.It makes a status quo of the construction project assessment， prediction assessment and comprehensive assessment， and then it puts forward the prevention measures and suggestions.It provides the basis for the geological hazard control of Lama Mountain hydropower station construction projects.

Lama Mountain hydropower station；geological disasters；risk assessment and prevention

P64

B

1672-9900（2015）06-0059-04

2015-09-22

劉建坤（1972-），男（漢族），河北唐縣人，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作，（Tel）13602051072。