水電站壩肩環(huán)境邊坡危險源特性探析

(瑞金市水利局， 江西 瑞金 342500)

1 概 述

隨著水力發(fā)電的逐漸發(fā)展，我國水資源豐富的南方水電站廣泛分布。由于地質環(huán)境的影響，水電站周圍多河谷陡山，邊坡高聳，水電站的環(huán)境邊坡高度不一，且變化較大。環(huán)境邊坡危害影響著水電站項目施工安全及后期運行安全。研究水電站壩肩環(huán)境邊坡危險源發(fā)育規(guī)律，可為前期建設與后期運行采用安全防范措施奠定基礎。

本文選擇江西省南部山區(qū)上長洲水電站，探析其壩肩環(huán)境邊坡危險源發(fā)育規(guī)律。通過分析壩肩邊坡危險源特征，重點分析危石、危巖體、松動巖帶、凍融風化堆積4類危險源。分別對其左側壩肩與右側壩肩按照危險源種類、坡度分布、高程分布3個方面對其4類危險源進行統(tǒng)計分析，依據(jù)危險源發(fā)育規(guī)律特征對水電站建設安全及運行安全采取相應有效措施。

2 邊坡危險源特性分析

環(huán)境邊坡是工程邊坡開口線外、具有一定傾斜度的地質體，常受自然應力及外來人為作用的影響，打破原有的平衡應力，有損工程質量，甚至對施工人員及運行管理人員造成傷害。

本文研究的水電站地處江西省南部山區(qū)，山高谷深，邊坡陡峭，河兩側基巖大部分裸露于空氣中，巖體裂縫較多并逐年發(fā)育。環(huán)境邊坡均在650.00m高程以上，淺表層發(fā)育很多并且危險源廣泛分布。壩肩處危險源可分為危石、危巖體、松動巖帶、凍融風化堆積4種類型。

通過實地調查，得到兩側壩肩環(huán)境邊坡危險源發(fā)育特性見表1、表2。

3 危險源統(tǒng)計

由于壩肩環(huán)境邊坡危險源分布范圍和統(tǒng)計標定的范圍區(qū)間不一致，所以依據(jù)調查范圍與統(tǒng)計標定的范圍所占勘查范圍的百分比，完成壩肩環(huán)境邊坡的統(tǒng)計分析工作。在統(tǒng)計過程中，部分危石分布較少，無法標定其高程，因此不將此類情況統(tǒng)計在危險源內，并允許統(tǒng)計數(shù)值為小數(shù)。

表1 左壩肩環(huán)境邊坡危險源發(fā)育特性概況

表2 右壩肩環(huán)境邊坡危險源發(fā)育特性概況

3.1 左側壩肩環(huán)境邊坡危險源統(tǒng)計

依據(jù)表1中的描述，按危險源種類、坡度分布、高程分布等完成危險源統(tǒng)計工作，繪制餅狀圖、條形圖，見圖1～圖3。

圖1 左側壩肩環(huán)境邊坡危險源種類概況

分析圖1可知，左側壩肩環(huán)境邊坡危險源由主到次的排序依次是：危石、危巖體、松動巖帶，各自對應的百分比分別是75%(15處)、15%(3處)、10%(2處)。

圖2 左側壩肩環(huán)境邊坡危險源坡度分布對比

圖3 左側壩肩環(huán)境邊坡危險源高程分布對比

分析圖2可知，左側壩肩環(huán)境邊坡危險源坡度分布情況：危石發(fā)育坡度分布由高到低依次為55°～75°(8.25處，占比55%)、45°～55°(4.75處，占比31.67 %)、75°以上(2處，占比13.3%)、45°以下(0處，占比0%)；危巖體發(fā)育坡度分布由高到低依次為55°～75°(2.8處，占比93.3%且十分集中)、45°～55°(0.2處，占比6.7%)、75°以上(0處，占比0%)、45°以下(0處，占比0%)。因為松動巖帶數(shù)量僅存在2處，發(fā)育坡度分布均在55°～75°范圍內，占比100%。除此之外，圖2還反映出左側環(huán)境邊坡危險源發(fā)育分布和坡度分布具有一定的吻合性，表明邊坡危險源以帶狀分布，即相對聚集地發(fā)育在55°～75°坡度區(qū)間范圍內。

分析圖3可知，左側壩肩環(huán)境邊坡危險源，危石重點分布于高程1450.00～1850.00m范圍內，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范圍內，共計13處，高達高程統(tǒng)計危石數(shù)量的86.70%，剩余2處分布在1450.00～1550.00m高程范圍內。危巖體重點分布高程1450.00～1850.00m范圍內，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范圍內，共計2處，高達高程統(tǒng)計危巖體數(shù)量的66.70%，剩余1處分布于高程1700.00～1850.00m范圍內。因為松動巖帶數(shù)量僅2處，均集中分布于高程1550.00～1700.00m范圍內。除此之外，圖3還能反映出左側環(huán)境邊坡危險源發(fā)育分布和高程分布具有一定的吻合性，表明邊坡危險源以帶狀分布，即相對聚集地發(fā)育在1550.00～1700.00m高程范圍內。

3.2 右側壩肩環(huán)境邊坡危險源統(tǒng)計

依據(jù)表2中的描述，按危險源種類、坡度分布、高程分布等完成危險源統(tǒng)計工作，繪制餅狀圖、條形圖，見圖4～圖6。

圖4 右側壩肩環(huán)境邊坡危險源種類概況

圖5 右側壩肩環(huán)境邊坡危險源坡度分布對比

圖6 右側壩肩環(huán)境邊坡危險源高程分布對比

分析圖4可知，右側壩肩環(huán)境邊坡危險源由主到次的排序依次是：危石、危巖體、松動巖帶，各自對應的百分比分別是35%(7處)、30%(6處)、20%(4處)、15%(3處)。

分析圖5可知，右側壩肩環(huán)境邊坡危險源坡度分布情況：危石發(fā)育坡度分布由高到低依次為55°～75°(5處，占比71.4%)、75°以上(2處，占比28.6%)、45°～55°(0處，占比0%)、45°以下(0處，占比0%)；危巖體發(fā)育坡度分布由高到低依次為55°～75°(4.3處，占比71.6%且十分集中)、75°以上(1處，占比16.7%)、45°～55°以下(0.7處，占比11.7%)、45°以下(0處，占比0%)；松動巖帶發(fā)育坡度分布由高到低依次為55°～75°(3.67處，占比91.75%且十分集中)、45°～55°(0.33處，占比8.25%)、75°以上(0處，占比0%)、45°以下(0處，占比0%)；凍融風化堆積發(fā)育坡度分布在45°～55°(3處，占比100%，絕對集中)，其余坡度范圍沒有發(fā)育。除此之外，圖5還能反映出右側環(huán)境邊坡危險源發(fā)育分布和坡度分布具有一定的吻合性，表明邊坡危險源以帶狀分布，即相對聚集地發(fā)育在55°～75°(危石、危巖體、松動巖帶)坡度范圍內，而凍融風化堆積僅在45°～55°坡度范圍內發(fā)育。

分析圖6可知，右側壩肩環(huán)境邊坡危險源，危石重點分布于高程1450.00～1800.00m范圍內，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范圍內，共計5.5處，高達高程統(tǒng)計危石數(shù)量的78.6%，剩余1.5處分布在1450.00～1550.00m高程范圍內，占比21.4%；危巖體重點分布于高程1450.00～1800.00m范圍內，并且集中分布于高程1550.00～1700.00m范圍內，共計4處，高達高程統(tǒng)計危巖體數(shù)量的66.7%，其余2處分布在高程1700.00～1850.00m范圍內；松動巖帶與凍融風化堆積全部分布在高程1700.00m以上，占比均是100%。除此之外，圖6還能反映出右側環(huán)境邊坡危險源發(fā)育分布和高程分布具有一定的吻合性，表明邊坡危險源以帶狀分布，即巖石、危巖體相對聚集地發(fā)育在1550.00～1700.00m高程范圍內，而松動巖帶、凍融風化堆積相對聚集地發(fā)育在1700.00m以上高程范圍內。

4 結 論

本文選擇江西省南部山區(qū)上長洲水電站，探析其壩肩環(huán)境邊坡危險源發(fā)育規(guī)律。通過分析壩肩邊坡危險源特征，得到危石、危巖體、松動巖帶、凍融風化堆積4類危險源。分別對其左側壩肩與右側壩肩按照危險源種類、坡度分布、高程分布3個方面對其4類危險源進行統(tǒng)計分析，得到如下結論：左側壩肩環(huán)境邊坡危險源由高到低依次為危石、危巖體、松動巖帶，邊坡危險源以帶狀分布，相對聚集地發(fā)育在55°～75°范圍內，且相對聚集地發(fā)育在1550.00～1700.00m高程范圍內。右側壩肩環(huán)境邊坡危險源由高到低依次為危石、危巖體、松動巖帶、凍融風化堆積，邊坡危險源以帶狀分布，巖石、危巖體、松動巖帶相對聚集地發(fā)育在55°～75°范圍內，凍融風化堆積相對聚集地發(fā)育在45°～55°范圍內；巖石、危巖體相對聚集地發(fā)育在1550.00～1700.00m高程范圍內，而松動巖帶、凍融風化堆積相對聚集地發(fā)育在1700.00m以上高程范圍內。

本研究分析出的壩肩環(huán)境邊坡危險源發(fā)育規(guī)律，可為水電站建設安全及運行安全提供理論支撐。

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