原创《象鼻岭水电站工程地质灾害的影响和防治》
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摘 要：随着后水电时代来临,在水电开发中,地质灾害问题越来越突出.文章以实际工程为例,对工程区域地质灾害的主要成因进行分析,并针对特殊气候和极端事件对地质灾害的诱发作用和扩大效应进行讨论,最后对工程建设期地质灾害的影响及治理进行探讨,有效控制了地质灾害对工程建设带来的不利影响.
关键词：地质灾害 诱发作用 持续降雨
1.工程概况
象鼻岭水电站位于贵州省威宁县和云南省会泽县交界的牛栏江上,系牛栏江河流梯级规划中的第水电站,其上游为大岩洞水电站,下游为小岩头水电站.象鼻岭水电站为Ⅱ等大（2）型工程,水库正常蓄水位14 0 5m,总库容2.6 3亿m3,电站装机容量24 0M W,坝址多年平均流量128m3/s,多年平均径流量4 0.51亿m3,多年平均输沙量1205万t,多年平均发电量9.30亿kW·h,保证出力47.42MW.
象鼻岭水电站2014年12月31日大江截流,2017年8月18日两台机组投产发电.工程建设期间,在2014年、2015年、2016年汛期均出现边坡塌方、泥石流等地质灾害,致使道路交通堵塞,安全隐患突出,对工程建设安全、进度及投资造成了较大影响.
2.工程区域地质灾害的主要成因
2.1构造侵蚀形成不良地质体
构造侵蚀、溶蚀高山峡谷地貌分布几乎涵盖了牛栏江中下游河段的河谷地带,是区域主要的地貌类型.由于河谷下切迅速,河流溯源侵蚀、袭夺现象在区内表现较为强烈,较大规模的崩塌、滑坡等不良物理地质现象普遍.水库沿岸主要分布7处不良地质体：库首右岸堆积体（BT2、BT2-1）；库区5处较大的崩塌和古滑坡堆积体,距坝均在5km以上.
其中B T 2 崩塌堆积体位于大坝右岸上游约1 0 0 m 处,分布高程1 4 1 0 ~ 1 5 2 0 m ,顺河向最大宽度约2 5 0 m,面积约3. 8×1 0 4m 2,厚18~37.1m,体积约100×104m3,组成物质主要为玄武岩岩块、碎石夹少量粘土,为顺向坡库岸.由于213国道穿越此处,需对其采取工程措施进行综合处理.
2.2侵蚀中高山峡谷地貌冲沟发育侵蚀中高山峡谷地貌分布于高坎子至大黑山一带,为面积广、厚度较大的二叠系玄武岩分布.受牛栏江及其支流的强烈下切侵蚀,地形相对高差大,河谷呈“V”型峡谷,山坡陡峻,冲沟发育.
象鼻岭水电站工程料场至枢纽布置区域共发育25条冲沟,具体分布及影响区域为：右岸沿线发育7条深切冲沟及8条浅切冲沟,影响区域包括213国道、料场、右岸缆机平台、右岸场内道路、生活及办公区、大坝右岸、进水口、地下厂房；左岸发育2条深切冲沟及8条浅切冲沟,影响区域包括缆机平台、左岸场内道路、水垫塘、大坝左岸.
2.3工程建设开挖卸荷影响
在象鼻岭水电站工程建设期间,231国道从工程区域穿过,同时因施工需要在工程区域内新建12条施工道路.新建施工道路时边坡开挖卸荷、裸露加剧和扩大了风化、卸荷及崩塌、滑坡等不良物理地质现象的影响范围,并因此滋生新的施工边坡安全稳定问题.工程区域施工道路风化边坡共16120m2.
3.特殊气候和极端事件对地质灾害的诱发作用和扩大效应
3.1短时强降雨及持续降雨象鼻岭水电站工程所在区域地貌沟壑纵横,降水较小,年降水量70 0mm左右,暴雨多出现在6、7、8月,持续降雨较少.
工程建设期间较大规模的塌方、泥石流灾害发生3次（2014年、2015年、2016年各一次）,均发生于短时强降雨和持续降雨后,其中以2015年7月15日短时强降雨（3h降雨量85mm）造成的影响和后果最为严重.
2015年7月15日,由于工程区域长时间干旱少雨,地表疏松、稳定性差,在短时强降雨情况下,大量洪水裹挟泥砂、碎石沿冲沟、坡面迅速形成泥石流,堵塞施工区域内的截、排水设施,形成无组织排水,进而对沿线边坡造成大面积破坏,引发边坡塌方、滚石、路基冲毁、泥石流污染等地质灾害.
3.2地震
2014年8月3日鲁甸发生6.5级地震,象鼻岭水电站工程区域受地震影响,区域内部分边坡出现边坡开裂、塌方、滚石等现象；象鼻岭水电站由于地质构造影响,蓄水后存在一定程度的诱发地震危害,潜在水库诱发地震的最大震级为4 级左右,危险库段主要是水库中部北西走向的牛栏江峡谷段,对库坝及其附属建设的影响可达Ⅵ度.
4.工程建设期地质灾害的影响及治理
4.1不良地质体的影响及治理
库区5处崩塌和古滑坡堆积体预计蓄水后库岸变形机制以塌岸和缓慢解体下滑为主,对工程安全无影响,需对其部分居民进行搬迁和蓄水后加强变形稳定监测.
B T 2 崩塌堆积体治理工作于2013年1月20日开始,2015年8月30日全部结束,共计完成土石方开挖18.6×104m3、预应力锚索10束、锚杆2222根.根据安全监测数据统计分析成果,治理后BT2崩塌堆积体整体处于稳定状态.
2 1 3国道公路分布高程1 3 3 0 ~1495m,国道基本位于BT2-1堆积体中上部,经设计对其安全和稳定性复核,施工期该部位总体稳定,雨季可能出现小规模垮塌,及时清理保畅.水库蓄水后将可能影响213国道路基及电站建成后的上坝交通,视具体情况再行确定处理方案.
4.22015年7月15日发生的地质灾害影响及治理效果
2015年7月15日因强降雨引起的地质灾害发生后,工程区域内道路交通全部中断,严重危及人员、车辆、设备安全.施工区域内共计发生塌方16处,土石方清挖量达84350m3,道路（含浆砌石挡墙、排水沟）损毁850m.大坝、厂房各施工部位全线停工,经调集场内各参建单位紧急抢险15d后,场内交通限制通行,各部位方逐渐恢复施工.同时全面开展地质灾害治理工作,此次地质灾害治理耗时8个月方全部完成.
2015年7月15日强降雨诱发的地质灾害点多面广,对其治理主要分两种：（1）场内主要交通道路边坡治理；（2）工程结构边坡变形加固.
场内交通道路边坡治理主要针对大坝、厂房交通主通道（如左岸2#路、右岸4#路）和地方还建路,以避免施工单位巨额索赔和保障交通安全,促进工程建设有序推进.治理措施主要包括4个方面：（1）对失稳边坡增设挡墙护脚；（2）对失稳边坡进行放坡清理后喷锚支护；（3）对水毁施工道路进行硬化封闭；（4）增设截排水设施并定期清理,确保排水通畅.
工程结构边坡变形加固主要针对进水口后边坡,以确保工程安全.加固措施主要为增设贴坡混凝土及无粘结预应力锚索进行锚固,增加排水设施,加装安全监测仪器进行安全监测.
采取上述措施治理后,经2016年6月19日强降雨（50mm）检验,已治理部位未再发生地质灾害,无结构边坡变形,场内道路边坡未治理部位有局部零星小型地质灾害,同样采取上述措施进行处理；2017年汛期场内未再发生塌方、泥石流等地质灾害,工程建设得以正常进行,治理措施卓有成效,效果显著.
5.结束语
综上所述,象鼻岭水电站地质灾害成因复杂,主要原因为自然形成的不良地形地质条件与工程建设阶段被施工进一步破坏、扰动、加剧后处于临界稳定状态的风化边坡,遇特殊气候或极端事件引发地质灾害并快速形成累积扩大效应,致使地质灾害的影响范围和治理费用加大,约达工程建安总投资2.5~3.5%.后水电时期水电站建设开发逐渐走进新疆、西藏等自然条件更加恶劣的地区,地质灾害的成功防治对于工程建设正常推进将更加重要.地质灾害防治应坚持“以防为主,以治为辅,管控结合”的指导原则,多管齐下,才能有效应对和减少地质灾害对工程建设带来的不利影响.
参考文献：
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[2]穆鹏.南峪水电站工程地质灾害危险性评估[J].水电能源科学,2010(11):67-69+172.
[3]薛雅贤.吉林省抚松县石龙水电站工程地质灾害分布与防治对策[J].吉林地质,2005(02):92-95.
地质灾害论文参考资料：
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