湖南东江水电站扩机工程地质灾害危险性评估

2010-09-08段中满方琼贺湘波曾令科冯见李姣

中国地质灾害与防治学报 2010年2期

关键词：东江危险性水电站

段中满，方琼，贺湘波，曾令科，冯见，李姣

(湖南省地质环境监测总站，湖南长沙 410007)

湖南东江水电站扩机工程地质灾害危险性评估

段中满，方琼，贺湘波，曾令科，冯见，李姣

(湖南省地质环境监测总站，湖南长沙 410007)

东江水电站扩机工程属湖南省重点水利建设项目，面临诸多工程地质灾害问题。本文根据评估区地质环境条件和拟建工程性质，通过实地调查和现场勘察，分析工程建设以及竣工后可能诱发或加剧地质灾害特征及其危险性，对工程建设区地质灾害危险性综合分区，把研究区分为大、中、小三级4个不同地质危险性区段，并提出工期地质灾害防治措施和建议。

东江水电站;扩机工程;地质灾害;危险性评估

0 引言

东江水电站处湘江一级支流耒水中上游郴州市资兴市境内，水库两岸历史上多次发生滑坡塌岸地质灾害。为查明东江水电站扩机工程建设场地范围内地质灾害情况及地质灾害对工程建设的危害性，预防因不合理工程活动引发地质灾害，保护地质环境，按照相关要求，对东江水电站扩机工程进行地质灾害危险性评估，分析论证工程建设区地质灾害的危险性，为电站建设可研阶段工作提供理论参考依据。

1 地质环境背景

东江水电站扩机工程建设区内属亚热带季风湿润气候，据资兴气象站1961－2007年资料统计，多年平均降水为1519.81mm，年最大降雨量2092.2mm，年最小降雨量902.0mm，日最大降雨量666.5mm，时最大降雨量85.9mm。另据东江水文站1592－2007年观测资料统计，最大洪水流量2710m3/s，最小枯水流量21.5m3/s，多年平均径流量38.82×108～78.32 ×108m3。

水电站位于南岭山脉与罗霄山脉交汇地区，地处南岭东西向复式构造带中段北缘。地貌类型以低山为主，海拔高程300～500m，山脊狭窄，脊线走向凌乱;侵蚀切割程度较强烈，沟谷发育，且多呈“V”型谷;山坡坡度25°～40°，风化残坡积物厚0.5～3m。构造形迹主要为背斜，轴线走向呈近南北向，南端向东呈弧形弯曲，北端则向西呈弧形弯曲，西翼被压扭性小断裂切割而不完整［1］。出露地层岩性为震旦系(Z)和寒武系(e)的浅变质长石石英砂岩、石英砂岩、板岩、砂质板岩及炭质板岩，泥盆系跳马涧组(D2t)石英砂岩夹砂质页岵，以及燕山早期(ɣ52－1)中粒(或中粒斑状)花岗岩［2］。赋水岩组由相应岩组组成，常见泉水流量0.1～0.91L/s，地下水径流模数0.03～1.52L/s·km2，钻孔单位涌水量0.0009～0.0462L/s· m［3］。

2 地质灾害特征

通过实地调查和已有成果资料的分析研究，区内发育滑坡地质灾害5处，主要分布东江水电站至小东江水电站水库右岸(发育4处滑坡灾害)，另有1处滑坡位于小东江水电站大坝左岸上游150m处。滑坡灾害一般由人为因素、地层岩性因素以及气象因素共同作用形成，如修路建房时开挖边坡、松散的残坡积物、2006年7月16日特大暴雨等。其中右岸4处滑坡位于公路开挖边坡处，边坡高一般10～30m，坡度40。～50。，顶部为残坡积和全风化土，其余为强风化岩体，较破碎。滑坡是2006年长时间强降雨期间发生的，主要是表层土体在强降雨饱水后，形成的泥石流状滑坡。滑坡厚度1～3m，后缘为公路坡顶处。滑坡规模小，现状稳定性好，对工程建设影响小。

小东江水电站左岸上游150m处滑坡总体积约56万m3，前缘在高程138.00～143.00m一带，后缘顶部在高程230.00m附近，它的稳定问题是本次扩机工程的主要工程地质问题之一。滑坡堆积体中间厚，往四周变薄，最厚的部位厚35～40m。滑坡前缘地下水活动强烈，见多处地下泉水成群出露。滑体内碎石大小一般为5～50cm，含量20%不等，成分主要为石英砂岩;普遍分布于滑体内。块石占70%以上，块径一般30～60cm，多数夹碎石和粘土，局部有架空现象，部分仍保持层状结构，但产状已零乱，主要分布滑坡堆积体的中间部位。滑坡总面积39400m2，部体积598400m3，共造成4人死亡，直接经济损失173万元(表1)。

表1 东江水电局站扩机工程区地质灾害特征

3 地质灾害危险性评估

3.1 评估范围的确定

根据地质环境条件、地质灾害种类和影响范围综合确定评估区范围，主要考虑以下因素:

(1)工程建设对地质环境影响的最大范围;

(2)建设工程可能遭受地质灾害影响的最大范围;

(3)崩塌、滑坡其评估范围以第一斜坡带为限。

根据上述因素，评估区范围北东以第一斜坡带为限;南西除以第一斜坡带为限外，在肖家岭、张家垅等地包括完整的沟谷小流域范围;北西以小东江水电站大坝为界;南东以东江水电站大坝向上游扩展1000m为限，最终确定评估区面积25.13km2。

3.2 评估方法

采用基于工程地质比拟法，采用定性、半定量的地质灾害评估分级标准及评判量化指标进行评估。各评估因子、权重及指数分配见表2。评估单元内的各因子特征值Ni=aiβi(i=A，B，C…，H);

式中:ai——第i个影响因子的权重;

βi——第i个影响因子的特征指数值;

评估单元地质灾害危险性综合指数的计算:

根据东江水电站扩机工程地质环境条件、地质灾害发育特征、人类工程活动，以及工程自身特点对地质灾害危险性的影响程度，结合综合指数确定划分工程建设区的地质灾害危险性级别。

图1 东江水电站扩机工程建设场地地质灾害危险性区划图

3.3 综合分区

采用1:10000地形图，在地形图上将评估区域划分为5cm×5cm正方形网络，使每个单元格面积为0.25km2，共计121个单元格。通过对每个单元格地质灾害危险性综合指数进行计算，然后按指数进行地质灾害危险性分区，将地质灾害危险性级别相同的区域合并，合并时主要依据对地质灾害危险性有显著影响和控制作用地质构造、地层岩性、冲构、山脊、变形体边界等因素，对分区界线进行调整。评估结果见图1，即:地质灾害危险性大区，面积0.002km2，占建设用地总面积0.15%;地质灾害危险性中等区，面积1.016km2，占建设用地总面积75.1%;地质灾害危险性小区，面积0.32km2，占建设用地总面积24.75%。地质灾害危险性综合评估见表3。总体上，建设区土地适宜性较好，个别较差或地质灾害易发程度较高的地段(点)，在具体论证采取之有效的工程措施后，其适宜性可满足工程建设和今后安全运营条件。