水工环地质灾害危险性评估方法研究

赵欧阳

(四川省地质矿产勘查开发局四〇三地质队，四川 峨眉山 614200)

可持续发展社会背景下，人们更加注重对工程项目水工环地质综合评价与危害处置。某水利工程涉及大量生态工程、水文、地质环境综合勘查任务，为提高项目实施安全性与可行性，需加强对水工环地质灾害危险性进行评估分析。

1 工程背景

某水利工程水库库区总库容为117.0 m3，正常蓄水位及相应库容分别为1 542.0 m和105.9万立方米，最大泄流量达8.35 m3/s，校核洪水为为1 543.4 m。按相关技术评估及地质勘查要求，需对工程水库地质灾害风险进行评估，根据勘查项目水工环地质灾害危险性预测结果、相关影响因素等，制定地质灾害危险性应对处置措施。

2 水工环地质灾害危险性预测评估

2.1 水工环地质情况分析

(1)水文地质。地下水补给来源为“大气降水”，受地形、地貌因素影响，研究区地下水在流动过程中，会渗入到工程地质下，赋存于岩体中；部分大气降水变为地表径流，沿河床方向流动，进入岩溶区。从水文地质情况来看，该工程场地水文条件复杂程度属“中等”。

(2)工程地质。地质地貌与环境类型的形成与区域内新构造运动及岩性、地壳构造特点影响关系密切。区域内地势高差明显，环境区域内植被覆盖率不高，西南部岩溶发育尚不完全，主要地貌类型为岩溶峰丛洼地。

(3)环境地质。区内“东北高”、“西南低”，海拔相对高程在1 485～1 624 m之间。该区域主要环境特征为局部地段有陡崖分布，山坡地形地势较陡，地形坡度约为30°～45°，周围有大型在建建筑工程，周边有交通道路通过，人流量较密，社会活动及工程建设活动会对区域内环境地质产生扰动。

2.2 水工环地质危害性预测评估

(1)大坝工程右岸与左岸在开挖建设中，对周围高陡边坡施加了巨大冲击、扰动作用，加上工程地质重力因素影响，研究区内地质边坡稳定性变差，极易引发崩塌及滑坡等地质灾害，且引洪渠开挖建设，致使渠道内自然边坡及护坡体系结构稳定性和安全性下降，在大风及长期降雨侵蚀作用下，工程区域自然边坡处于完全不稳定状态，且容易引起小型滑坡地质灾害，对整个工程项目建设与后期运行会形成极大危害。

(2)工程围堰基础右岸在开挖中，上部土体结构受力学作用和自然重力作用双重影响，极易沿软弱结构方向产生危害性较大的滑坡，且工程围堰中积水有可能沿边坡周边裂隙进入到岩层，会在围堰内产生泥石流危害。

(3)在开采碎石过程中，采用爆破方式开挖，剧烈振动会破坏环境地质和工程地质中原有结构体系。经勘测评估，工程区域内采场边坡主要由泥质灰岩构成，且其强度与刚度较差，在不合理人为活动影响下，极有可能引发崩塌及滑坡等危害，但这种危害对周围环境或工程建设危害较小。

(4)临时生活服务区内设施建设也会产生很多生活污水，排放过程中会经过工程项目左右岸边坡渠道，会对大坝左右挖方边坡稳定性产生不利影响。工程现场施工采用的碎石与砂土大多就地堆放，在遇到风暴或大雨天气时，雨水冲刷砂石会由工程大坝右肩进入到沟，会引发小型泥石流灾害。但这种灾害发生可能性很小，危害性属于“中等”。

3 水工环地质灾害影响因素及危险性综合分区

3.1 水工环地质灾害影响因素分析

水工地质灾害发育程度以及地形地貌特点等，都会对工程项目建设产生影响。

一方面，水工地质灾害发育程度与外部环境特点有关，在工程项目建设中，应全方位考虑，结合工程场地地质特点、现场实际情况进行地质灾害风险判断。在工程施工前，对工程现场水文、地形及地质等条件进行综合调查勘查分析，明确可能出现何种地质灾害及灾害程度大小，并制定合理的调查评估方法。

另一方面，在水工环地质灾害危害性评估时，需重点考虑工程场地斜坡和基本地质形态等细节特点。通过对工程场地水工环周边地理环境特点进行分析，形成考察结果报告，由此为施工建设方案制定及改善水工环地质环境提供资料依据。

3.2 水工环地质灾害危险性综合分区

根据上述结果，本文结合研究区水文、地质及工程环境特点、潜在危害因素综合考虑，将研究区内水工环地质灾害危害性划分为“大”(Ⅰ)、“中”(Ⅱ)、“小”(Ⅲ)三类：

(1)“大”(Ⅰ)区。该区域占整个评估区面积的7.82%，达7.8万立方米，且水文地质条件、工程地质条件经综合评估，地质灾害危险性等级分别为“中等复杂”和“相对复杂”。本研究区内主要土地利用形式为农田，地质环境条件较“复杂”，对地质环境的整体影响较小。

(2)“中”(Ⅱ)区)。该区域位于项目工程场地的上游右岸，实际面积为27.4 m2，占整个研究区面积的27.4%。经水工环地质综合勘查分析，本研究区内的水文地质与工程地质综合条件均为“中等复杂”。本区域内主要农业生产活动为农作物种植，但其对周边环境的破坏和污染影响较小，地质环境整体评估结果为“复杂”。

(3)“小”(Ⅲ)区。该区域总面积占研究区实际面积比例为64.7%，其主要地质灾害危险性等级为“很小”，实际面积为64.7万平方米。经勘查评估分析，该区域尚无断层通过，且水文条件和工程地质条件复杂程度为“中等复杂”，该区域内的主要民事活动为农耕，对整个研究区内的地质环境影响不大，但研究区内地质条件复杂。

表1 水工环地质环境复杂程度划分表

4 水工环地质灾害危险性应对及处置措施

通过水工环地质灾害危险性分析评估，本文结合案例工程项目研究区水工环地质灾害危险性综合分区结果，重点从如下4个方面提出应对措施：

(1)在工程边坡开挖过程中，应结合岩土工程勘查参数，对不同开挖工程水工环地质综合差异性特点进行分析，并结合工程区域内实际情况，确定开挖坡高及具体坡度参数和安全系数阀值等，进一步完善工程支护方案，防范地质灾害。

(2)在工程项目建设完成之后，应及时全面、彻底清理工程现场弃渣，并尽快通过生物措施和工程措施等，恢复工程场地内的原有植被。与此同时，还应在弃渣场周边环境场地内，新建用于防洪的拦挡坝等工程构筑物，防范泥石流等工程地质灾害。

(3)在工程场地生活服务区内，还应加强排水系统设计与施工。重点针对临时施工场地中的生活废水，加强排水疏导，尽可能减少废水及污水对工程场地的重冲刷与侵蚀，防止雨水下渗到工程场地地下水文环境中，破坏生态体系平衡，防止崩塌及滑坡和结构形变、位移等不良地质灾害现象发生，有效起到保护周边建筑物及居民安全的作用。

(4)还应本着“治理为主”、“预防为辅”的原则，在工程项目建设实施中，成立专门的地质勘查及水工环地质灾害防治小组，对重点工程局部或全区域内极易遭受地质灾害破坏及可能发生直接、次生不良地质灾害的区段进行危害性预测与量化评估，划分安全等级，结合最终评定结果等，制定“重点、分层、分段、分步”监测防范措施和应急预案，尽可能减少水工环地质灾害风险，保障水工环地质勘查工作顺利开展。

5 结语

由上可知，水工环地质灾害危险是工程项目实施的主要安全隐患和威胁，应在项目实施中，针对研究区水、工、环地质特点、影响因素、危害程度等进行综合分析、预测与评定，根据量化分析结果，参照岩土工程勘查参数，从水文地质、工程地质及环境地质三个方面，制定灾害危险性处置预防对策，为水工环地质灾害勘查及评估处置创造良好条件。