水电站坝肩环境边坡危险源特性探析

(瑞金市水利局， 江西 瑞金 342500)

1 概 述

随着水力发电的逐渐发展，我国水资源丰富的南方水电站广泛分布。由于地质环境的影响，水电站周围多河谷陡山，边坡高耸，水电站的环境边坡高度不一，且变化较大。环境边坡危害影响着水电站项目施工安全及后期运行安全。研究水电站坝肩环境边坡危险源发育规律，可为前期建设与后期运行采用安全防范措施奠定基础。

本文选择江西省南部山区上长洲水电站，探析其坝肩环境边坡危险源发育规律。通过分析坝肩边坡危险源特征，重点分析危石、危岩体、松动岩带、冻融风化堆积4类危险源。分别对其左侧坝肩与右侧坝肩按照危险源种类、坡度分布、高程分布3个方面对其4类危险源进行统计分析，依据危险源发育规律特征对水电站建设安全及运行安全采取相应有效措施。

2 边坡危险源特性分析

环境边坡是工程边坡开口线外、具有一定倾斜度的地质体，常受自然应力及外来人为作用的影响，打破原有的平衡应力，有损工程质量，甚至对施工人员及运行管理人员造成伤害。

本文研究的水电站地处江西省南部山区，山高谷深，边坡陡峭，河两侧基岩大部分裸露于空气中，岩体裂缝较多并逐年发育。环境边坡均在650.00m高程以上，浅表层发育很多并且危险源广泛分布。坝肩处危险源可分为危石、危岩体、松动岩带、冻融风化堆积4种类型。

通过实地调查，得到两侧坝肩环境边坡危险源发育特性见表1、表2。

3 危险源统计

由于坝肩环境边坡危险源分布范围和统计标定的范围区间不一致，所以依据调查范围与统计标定的范围所占勘查范围的百分比，完成坝肩环境边坡的统计分析工作。在统计过程中，部分危石分布较少，无法标定其高程，因此不将此类情况统计在危险源内，并允许统计数值为小数。

表1 左坝肩环境边坡危险源发育特性概况

表2 右坝肩环境边坡危险源发育特性概况

3.1 左侧坝肩环境边坡危险源统计

依据表1中的描述，按危险源种类、坡度分布、高程分布等完成危险源统计工作，绘制饼状图、条形图，见图1～图3。

图1 左侧坝肩环境边坡危险源种类概况

分析图1可知，左侧坝肩环境边坡危险源由主到次的排序依次是：危石、危岩体、松动岩带，各自对应的百分比分别是75%(15处)、15%(3处)、10%(2处)。

图2 左侧坝肩环境边坡危险源坡度分布对比

图3 左侧坝肩环境边坡危险源高程分布对比

分析图2可知，左侧坝肩环境边坡危险源坡度分布情况：危石发育坡度分布由高到低依次为55°～75°(8.25处，占比55%)、45°～55°(4.75处，占比31.67 %)、75°以上(2处，占比13.3%)、45°以下(0处，占比0%)；危岩体发育坡度分布由高到低依次为55°～75°(2.8处，占比93.3%且十分集中)、45°～55°(0.2处，占比6.7%)、75°以上(0处，占比0%)、45°以下(0处，占比0%)。因为松动岩带数量仅存在2处，发育坡度分布均在55°～75°范围内，占比100%。除此之外，图2还反映出左侧环境边坡危险源发育分布和坡度分布具有一定的吻合性，表明边坡危险源以带状分布，即相对聚集地发育在55°～75°坡度区间范围内。

分析图3可知，左侧坝肩环境边坡危险源，危石重点分布于高程1450.00～1850.00m范围内，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范围内，共计13处，高达高程统计危石数量的86.70%，剩余2处分布在1450.00～1550.00m高程范围内。危岩体重点分布高程1450.00～1850.00m范围内，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范围内，共计2处，高达高程统计危岩体数量的66.70%，剩余1处分布于高程1700.00～1850.00m范围内。因为松动岩带数量仅2处，均集中分布于高程1550.00～1700.00m范围内。除此之外，图3还能反映出左侧环境边坡危险源发育分布和高程分布具有一定的吻合性，表明边坡危险源以带状分布，即相对聚集地发育在1550.00～1700.00m高程范围内。

3.2 右侧坝肩环境边坡危险源统计

依据表2中的描述，按危险源种类、坡度分布、高程分布等完成危险源统计工作，绘制饼状图、条形图，见图4～图6。

图4 右侧坝肩环境边坡危险源种类概况

图5 右侧坝肩环境边坡危险源坡度分布对比

图6 右侧坝肩环境边坡危险源高程分布对比

分析图4可知，右侧坝肩环境边坡危险源由主到次的排序依次是：危石、危岩体、松动岩带，各自对应的百分比分别是35%(7处)、30%(6处)、20%(4处)、15%(3处)。

分析图5可知，右侧坝肩环境边坡危险源坡度分布情况：危石发育坡度分布由高到低依次为55°～75°(5处，占比71.4%)、75°以上(2处，占比28.6%)、45°～55°(0处，占比0%)、45°以下(0处，占比0%)；危岩体发育坡度分布由高到低依次为55°～75°(4.3处，占比71.6%且十分集中)、75°以上(1处，占比16.7%)、45°～55°以下(0.7处，占比11.7%)、45°以下(0处，占比0%)；松动岩带发育坡度分布由高到低依次为55°～75°(3.67处，占比91.75%且十分集中)、45°～55°(0.33处，占比8.25%)、75°以上(0处，占比0%)、45°以下(0处，占比0%)；冻融风化堆积发育坡度分布在45°～55°(3处，占比100%，绝对集中)，其余坡度范围没有发育。除此之外，图5还能反映出右侧环境边坡危险源发育分布和坡度分布具有一定的吻合性，表明边坡危险源以带状分布，即相对聚集地发育在55°～75°(危石、危岩体、松动岩带)坡度范围内，而冻融风化堆积仅在45°～55°坡度范围内发育。

分析图6可知，右侧坝肩环境边坡危险源，危石重点分布于高程1450.00～1800.00m范围内，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范围内，共计5.5处，高达高程统计危石数量的78.6%，剩余1.5处分布在1450.00～1550.00m高程范围内，占比21.4%；危岩体重点分布于高程1450.00～1800.00m范围内，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范围内，共计4处，高达高程统计危岩体数量的66.7%，其余2处分布在高程1700.00～1850.00m范围内；松动岩带与冻融风化堆积全部分布在高程1700.00m以上，占比均是100%。除此之外，图6还能反映出右侧环境边坡危险源发育分布和高程分布具有一定的吻合性，表明边坡危险源以带状分布，即岩石、危岩体相对聚集地发育在1550.00～1700.00m高程范围内，而松动岩带、冻融风化堆积相对聚集地发育在1700.00m以上高程范围内。

4 结 论

本文选择江西省南部山区上长洲水电站，探析其坝肩环境边坡危险源发育规律。通过分析坝肩边坡危险源特征，得到危石、危岩体、松动岩带、冻融风化堆积4类危险源。分别对其左侧坝肩与右侧坝肩按照危险源种类、坡度分布、高程分布3个方面对其4类危险源进行统计分析，得到如下结论：左侧坝肩环境边坡危险源由高到低依次为危石、危岩体、松动岩带，边坡危险源以带状分布，相对聚集地发育在55°～75°范围内，且相对聚集地发育在1550.00～1700.00m高程范围内。右侧坝肩环境边坡危险源由高到低依次为危石、危岩体、松动岩带、冻融风化堆积，边坡危险源以带状分布，岩石、危岩体、松动岩带相对聚集地发育在55°～75°范围内，冻融风化堆积相对聚集地发育在45°～55°范围内；岩石、危岩体相对聚集地发育在1550.00～1700.00m高程范围内，而松动岩带、冻融风化堆积相对聚集地发育在1700.00m以上高程范围内。

本研究分析出的坝肩环境边坡危险源发育规律，可为水电站建设安全及运行安全提供理论支撑。

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