某電站庫區邊坡穩定性分析

胡超杰，張 康

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

1 地質環境條件

1.1 概況

潘家口電廠位于位于河北省遷西縣灑河橋鎮上游10 km處灤河干流上，上水庫潘家口水庫是一期水利樞紐工程，二期修建下水庫壩址，為混合式抽水蓄能電站。二期修建主要為灤河庫岸公路及壩址區修建，工程區范圍內邊坡多為公路開挖邊坡及庫岸邊坡。庫區兩岸是低山丘陵,大部分是基巖裸露，庫區基巖全部為太古界片麻巖，屬中等變質強度，巖性頗為復雜，主要有角閃斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、黑云母角閃片麻巖、花崗片麻巖等。邊坡所處巖層中含鐵礦較多。坡腳及沖溝口分布有少量第四紀松散堆積物，成分為殘坡積亞黏土碎石土。

1.2 現狀

目前庫區兩岸邊坡部分范圍內已經采取了邊坡加固措施，包括邊坡錨索加固、主動防護網支護、坡面被動錨桿防護及排水等，當前邊坡處于整體較穩定狀態。

1.3 庫區氣象、水文

庫區邊坡地理位置位于河北省唐山市遷西縣與承德市寬城滿族自治縣，承德市興隆縣交界處，屬半干旱半濕潤大陸性季風型燕山山地氣候，其特點是四季分明、雨熱同季、夏季炎熱多雨，春季寒暖適中，秋季天高氪，冬季寒冷少雪。年平均氣溫 10℃， 無霜期 90~180 d，冰凍期 120~200 d，光照充足，晝夜溫差大。

潘家口水庫位于灤河干流上，壩址以上控制面積為33 700 km2，占全流域面積的75%（灤河全流域面積為 44 600 km2）。

1.4 邊坡區域性質

邊坡范圍屬于灤河流域丘陵地區，山區海拔高程140~650 m之間，屬中低山構造剝蝕地貌。山脈走勢沒有一致走向，工程區內大致呈北動~南西走向，地勢由北向南逐漸降低。

電廠工程區上水庫壩址、下水庫壩址位于在馬蘭峪背斜上，基底地層為太古界片麻巖，上水庫區以北、元古界石英巖、頁巖、灰巖等及其再上的寒武系、侏羅系地層都屬蓋層。邊坡地質構造較為復雜，主要可分為4個構造帶。

東西向構造帶：電廠工程區控制性構造，由東西向褶皺和一裂隙沖斷層所組成。

弧形構造帶：分布于上水庫東部喜峰口至平泉一帶，除一系列沖斷層環繞都山花崗巖體呈“S”形，巖層也相應成弧形排列。

北東向構造帶：這條構造帶擠壓現象強烈，巖層直立至倒轉，并有巖脈侵入，多為中性。在工程區出露的燕子峪斷層可作為代表，自龍井關至寬城。

北北東向構造帶：由一系列沖斷層組成，主要展布在工程區的東西兩側，東側三屯營至寬城，西側藍旗營至承德均有分布。該構造帶規模較小，活動時間較晚。

4個構造帶的斷裂，在巖層分布地區較為明顯，規模也較大，在基底地層表現不顯著，上下水庫壩址都在基底片麻巖地層上，基底地層穩定性好。

1.5 地震活動性

庫區邊坡構造帶成生最早，規模最大，活動時間最長，為控制性構造。經前期監測測量結果，構造帶無特殊異常，升降變化與大地形變規律一致。

基于近20年數據，庫區邊坡構造帶無發震跡象，說明構造帶不屬于發震構造。下水庫基巖為片麻巖，相對穩定性較好。

1.6 人類工程活動

庫區邊坡及周邊的主要人類活動是耕種、工程建設和人工開采等。上述人類活動均會對地質環境產生一定的影響。

（1）電廠修建

潘家口電廠下水庫壩址修建過程中，將庫岸劈破堆積形成公路路基，局部形成陡斜坡，多數邊坡已做好加固處理，但局部庫岸公路防護措施不及，容易誘發崩塌、滑坡、不穩定斜坡等地質災害隱患，影響行車、行人安全。

（2）村民耕種

庫岸邊坡部分地勢平緩，村民目前在庫岸表部種植板栗及玉米等，植被的根系一定程度增加了邊坡整體穩定性，降低了山區泥石流的發生概率，但頻繁的人工灌溉加劇了地下水活動，邊坡臨空面有局部失穩的可能。

（3）礦區開采

邊坡地域內有金屬礦物采礦區，并人工復建堆砂庫，局部會出現拉裂、塌陷、地下水滲流出坡等問題，尤其地下水滲流涌出會影響邊坡穩定性，嚴重時具有引發地質災害的可能性。

2 地質隱患分析

2.1 右岸邊坡穩定分析

根據潘家口電廠補充勘察設計，庫區兩岸公路邊坡修建過程中會形成部分臨空，加之風化與裂隙切割，可能產生局部少量掉塊、塌滑，范圍小，對電廠無大影響，對公路有影響，需要適當注意。

結合此次邊坡野外勘察以及相關區域地質、水文、環境地質等資料收集。目前潘家口庫區兩岸邊坡為低山丘陵，除坡腳有少量坡積亞黏土碎石外，大部分是基巖裸露，地形相對完整。工程區邊坡目前處于整體穩定狀態，地質災害隱患等級較低。

2.2 邊坡排查點隱患等級成果

（1）公路土質邊坡

公路沿線土質邊坡分布較短少，在北馬蹄峪村村尾處及臨近下水庫壩軸線部位邊坡坡角25~35°，坡高 50~60 m，地表有少量第四系覆蓋層，厚度約0.5~1 m，成分主要為殘坡積碎石混合土，局部偶見孤石，混合土主要為粉土，坡面上有人工種植板栗林，樹木根系的抓固作用一定程度上對邊坡穩定性有積極作用。

（2）公路邊坡1號崩塌體

公路樁號 K2+770~ K2+840 處，邊坡臨側未進行支護，坡高約 20~30 m，坡角 70°~80°，巖性為片麻巖，強~弱風化，卸荷裂隙發育，巖體局部松弛。該點坡體受裂隙切割影響，形成不利結構面組合，巖體呈碎塊狀，在巖體卸荷、強降雨作用下存在小規模崩塌掉塊的可能。目前邊坡整體穩定，對公路行人及車輛危害程度中等。

為防止巖體崩塌對來往行人、車輛造成損害，應及時采取處理措施。建議采取清除坡體表部卸荷松弛巖體，并對清理后的邊坡采用主動防護網或貼坡混凝土加錨桿的支護治理方式，加強巡視。

（3）中控室邊坡圍巖

中控室位于上水庫壩址區，基巖裸露，邊坡走向近南北向，坡高約 10~30 m，坡角 70°~85°，坡頂地表有0.2~0.5 m厚第四系覆蓋層，基巖為片麻巖，巖石呈強~弱風化。

施工階段已對表層破碎物質進行了清除，西側和南側邊坡為人工開挖邊坡，在施工階段均進行了加固處理。

經排查，南側和西側邊坡整體穩定性好，無變形破壞跡象，未發現混凝土開裂跡象，建議加強巡視，如有混凝土變形跡象，加噴混凝土。

3 結論及建議

潘家口電廠庫區邊坡處于灤河流域丘陵地區，地形相對完整，懸崖峭壁不發育，施工階段大部分開挖邊坡已進行加固處理，工程區整體地質災害不發育，邊坡穩定性良好，隱患等級較低。

下水庫右岸公路邊坡處于整體穩定狀態，局部邊坡未進行處理，坡上巖體受卸荷影響，未來具有崩塌、不穩定斜坡等地質災害隱患。

建議對下池右岸公路多處邊坡崩塌體處進行清除表部卸荷松弛巖體，并修建主動防護網或貼坡混凝土加錨桿的支護治理方式，以防止巖體崩塌對來往行人、車輛造成損害。

建議對其他坡度較大處加警示標識，并加強巡視，如有變形加劇跡象，采取加固治理措施。

4 結束語

此次潘家口電廠庫區邊坡穩定分析和隱患評估不僅加強了潘家口電廠庫區兩岸邊坡及地質構造的深入了解，而且還提出了多條建設性意見及防治措施，增強了潘家口電廠的邊坡安全性，有利于電廠及當地人民的生產及生活安全。