小灣水電站右岸自然邊坡危險源發育特征及分布規律

周新國+郭波+汪志剛

摘 要 小灣水電站開工建設以來，各類工程邊坡均處于整體穩定狀態；邊坡開口線以外的自然邊坡由于地形陡峻，物理地質現象發育，加上自然條件和風化卸荷的影響，易產生危巖體、崩塌、落石（群）、松散堆積體等危險源。由于其所在位置相對較高，在誘發因素作用下可能產生失穩現象并對其下方的建筑物和人員安全構成嚴重威脅。本文針對小灣水電站右岸1 245m高程以上3#山梁～5#山梁邊坡危險源的分類、發育特征及分布規律進行了分析總結，能夠對類似工程危險源的調查分析提供有益的借鑒和啟迪。

關鍵詞 危險源；危巖體；自然邊坡；水電站

中圖分類號 TV2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）08-0011-01

小灣水電站工程開口線以外的自然邊坡，由于岸坡地形陡峻，物理地質現象發育，加上自然條件和風化卸荷的影響，易產生邊坡局部不穩定體，會造成工程區內的人員傷亡和財產損失。

本文針對小灣水電站右岸1？245m高程以上3#山梁～5#山梁自然邊坡危險源的分類、發育特征及分布規律進行了分析總結，對后期的工程治理提供清晰的基礎資料，并對類似工程危險源的調查分析提供有益的借鑒和啟迪。

1 調查區基本地質條件及環境條件

調查區整體范圍為3#山梁～5#山梁之間，高程1？245m～1？800m。總體上從上往下地形逐漸變陡，大致以1？430m高程為界，1？430m高程以上范圍整體地形坡度30°～50°，1？245m～1？430m高程范圍整體地形坡度50°～60°。

壩址區分布的基巖為黑云花崗片麻巖和角閃斜長片麻巖，硬度比較堅硬，多裸露，壩址區構造活動強烈，屬高應力區。

壩址地段兩岸強風化巖體底界埋深一般為10m～20m，右岸局部可達26m，弱風化巖體底界埋深一般為40m～50m。在河流快速下切的過程中，坡體強烈卸荷，在坡體中形成大量規模不等的卸荷裂隙。調查區潛水位平均垂直埋深達到60.1m，地下水出露點少見，且水量小。

調查區立體氣候顯著，屬亞熱帶氣候帶。區內年平均氣溫19.1℃，年平均降雨量976.4mm，區內平均風速2.0m/s，最大風速18m/s，主風向為西南風。

2 調查區危險源的分類

2.1 按地質成因分類

按地質成因分為高位覆蓋層、孤石群、危石群、危巖體等4類其中危石群、危巖體兩者按其性質可以劃分為一類，本次調查為便于后期治理將其加以區分。

2.2 按規模分類

根據調查結果，本報告將調查區孤石群、高位覆蓋層按規模分類，體積小于10m3的為小型，在10m3～50m3為中型、早50m3～100m3的為大型，在100m3以上的為特大型。危石群、危巖體按規模分類，體積小于500m3的為小型，在50m3～1？000m3為中型、早1？000m3～5？000m3的為大型，在5？000m3以上的為特大型。另外危險源可按其所處的相對高度分為低位、中位、高位和特高位4類，其中高度小于15的為低位、高度在15～50之間的為中位、高度在50～100的為高位、高度在100以上的為特高位。

3 危險源成因及分布規律

3.1 危險源地質成因分析

調查區高位覆蓋層、孤石群類危險源的地質成因較為明朗，主要為風化、崩坡積產物；危石、危巖體主要是由于邊坡表層巖體受各種結構面切割后，在自身重力、降雨形成的孔隙水壓力等作用下沿一組或幾組結構面產生拉張或剪切破壞而使被切割巖塊處于極限平衡狀態或近極限平衡狀態而形成的不穩定地質體。

調查區主要為基巖型自然坡面，自然邊坡走向大致為N10°～30°W，整體坡度30°～65°，局部為陡崖。基巖坡面其表層巖體穩定程度主要受結構面及其強度指標、以及巖體卸荷松弛程度控制，根據調查區主要結構面發育情況繪制的結構面赤平投影圖見圖1。圖中①為近SN向組結構面，產狀為N0°～10°E，NW∠85°～90°②為近EW向組結構面，產狀為N70°～80°W，NE∠70°～85°③為中緩傾角結構面，產狀為N0°～10°W，NE∠30°～40°。可能的變形破壞型式主要有：1）平面型滑動破壞：在卸荷帶巖體中存在延伸較長的順坡中緩傾角剪切裂隙時，有可能沿順坡中緩傾角剪切裂隙③產生向臨空面方向產生平面型滑動破壞；2）滑移型崩塌破壞：以近EW向陡傾角結構面②為側向切割面，近SN向陡傾角節理①為拉裂面，沿中緩傾角節理產生局部平面型滑動破壞；3）傾倒型崩塌破壞：近SN向陡傾角結構面①與以近EW向陡傾角結構面②相對發育，且延伸長度較長時，切割形成的條狀塊體在邊坡面臨空方向極易產生局部傾倒型崩塌？破壞。

3.2 危險源發育特征及分布規律

小灣水電站樞紐區右岸3#山梁～5#山梁1？245m高程以上高位邊坡共分布危險源146處。

危險源按地質成因可分為高位覆蓋層、孤石群、危石群、危巖體等4類，其中高位覆蓋層4處，孤石群97處，危石群、危巖體類45處。

從危險源的規模上看，危險源體積大于5000m3的有1處區、1？000m3～5？000m3的有2處、100m3～1？000m3的有26處、10m3～100m3的有57處、小于10m3的有60處。

由于地形地質條件的不同，危險源的分布存在明顯的垂直分帶性，總體上以1？430m高程為界，調查區1？430m以上地形相對較緩，發育的危險源以孤石群為主，1？245m～1？430m高程邊坡陡峻，發育的危險源則以危石群、危巖體為主。

3.3 綜合防護治理原則及建議

綜合考慮本工程危險源的發育特征、工程場地施工條件和已施工的防護措施，建議對調查區危險源采取主動加固治理與被動防護相結合的原則進行綜合治理，按不同的危險源分類采取針對性綜合防護措施。

對于孤石群類危險源可采取串聯、支撐、SNS主動防護網、封填與嵌補、人工清理等并結合SNS被動防護系統措施處理；對于高位覆蓋層類危險源可采用生物治理植被覆蓋，并結合SNS主動防護網處理；對于危石、危巖體類危險源可采取錨固、SNS主動防護系統、支撐等并結合SNS被動防護系統措施處理。

結合本工程的地形特點和施工條件，考慮滾石、落石歸溝的運動規律，建議在豹子洞干溝溝心設置SNS被動防護網措施，同時建議在1？245m高程上壩公路上方設置SNS被動防護網或構筑明洞，起到系統防護的保障作用。調查區內植被對固定山坡上的松散土石，防治水土流失起到至關重要的作用，建議加強調查區植被的保護。

4 結論

隨著水電工程建設的開展，人們對于工程開口線以外的自然邊坡上分布的危險源，相對來關注度不高。這些危險源一般所處位置較高，發生失穩后破壞力大，對其下方構筑物和電站運行人員安全構成較大威脅，因此對相關工程區域的危險源開展詳細調查，分析其成因，并掌握其分布規律，對于指導后期的工程治理和保障電站的安全運營均有較大的現實意義。

參考文獻

[1]董家興，徐光黎，李志鵬，等.卜寺溝水電站環境邊坡危險源分類及危險度評價[J].工程地質學報，2012，20（5）：760-767.

[2]中國電力建設集團昆明勘測設計研究院.云南省瀾滄江小灣水電站可行性研究報告[R].2005.