水工環(huán)地質災害危險性評估方法研究

趙歐陽

(四川省地質礦產勘查開發(fā)局四〇三地質隊，四川 峨眉山 614200)

可持續(xù)發(fā)展社會背景下，人們更加注重對工程項目水工環(huán)地質綜合評價與危害處置。某水利工程涉及大量生態(tài)工程、水文、地質環(huán)境綜合勘查任務，為提高項目實施安全性與可行性，需加強對水工環(huán)地質災害危險性進行評估分析。

1 工程背景

某水利工程水庫庫區(qū)總庫容為117.0 m3，正常蓄水位及相應庫容分別為1 542.0 m和105.9萬立方米，最大泄流量達8.35 m3/s，校核洪水為為1 543.4 m。按相關技術評估及地質勘查要求，需對工程水庫地質災害風險進行評估，根據勘查項目水工環(huán)地質災害危險性預測結果、相關影響因素等，制定地質災害危險性應對處置措施。

2 水工環(huán)地質災害危險性預測評估

2.1 水工環(huán)地質情況分析

(1)水文地質。地下水補給來源為“大氣降水”，受地形、地貌因素影響，研究區(qū)地下水在流動過程中，會滲入到工程地質下，賦存于巖體中；部分大氣降水變?yōu)榈乇韽搅鳎睾哟卜较蛄鲃?，進入巖溶區(qū)。從水文地質情況來看，該工程場地水文條件復雜程度屬“中等”。

(2)工程地質。地質地貌與環(huán)境類型的形成與區(qū)域內新構造運動及巖性、地殼構造特點影響關系密切。區(qū)域內地勢高差明顯，環(huán)境區(qū)域內植被覆蓋率不高，西南部巖溶發(fā)育尚不完全，主要地貌類型為巖溶峰叢洼地。

(3)環(huán)境地質。區(qū)內“東北高”、“西南低”，海拔相對高程在1 485～1 624 m之間。該區(qū)域主要環(huán)境特征為局部地段有陡崖分布，山坡地形地勢較陡，地形坡度約為30°～45°，周圍有大型在建建筑工程，周邊有交通道路通過，人流量較密，社會活動及工程建設活動會對區(qū)域內環(huán)境地質產生擾動。

2.2 水工環(huán)地質危害性預測評估

(1)大壩工程右岸與左岸在開挖建設中，對周圍高陡邊坡施加了巨大沖擊、擾動作用，加上工程地質重力因素影響，研究區(qū)內地質邊坡穩(wěn)定性變差，極易引發(fā)崩塌及滑坡等地質災害，且引洪渠開挖建設，致使渠道內自然邊坡及護坡體系結構穩(wěn)定性和安全性下降，在大風及長期降雨侵蝕作用下，工程區(qū)域自然邊坡處于完全不穩(wěn)定狀態(tài)，且容易引起小型滑坡地質災害，對整個工程項目建設與后期運行會形成極大危害。

(2)工程圍堰基礎右岸在開挖中，上部土體結構受力學作用和自然重力作用雙重影響，極易沿軟弱結構方向產生危害性較大的滑坡，且工程圍堰中積水有可能沿邊坡周邊裂隙進入到巖層，會在圍堰內產生泥石流危害。

(3)在開采碎石過程中，采用爆破方式開挖，劇烈振動會破壞環(huán)境地質和工程地質中原有結構體系。經勘測評估，工程區(qū)域內采場邊坡主要由泥質灰?guī)r構成，且其強度與剛度較差，在不合理人為活動影響下，極有可能引發(fā)崩塌及滑坡等危害，但這種危害對周圍環(huán)境或工程建設危害較小。

(4)臨時生活服務區(qū)內設施建設也會產生很多生活污水，排放過程中會經過工程項目左右岸邊坡渠道，會對大壩左右挖方邊坡穩(wěn)定性產生不利影響。工程現場施工采用的碎石與砂土大多就地堆放，在遇到風暴或大雨天氣時，雨水沖刷砂石會由工程大壩右肩進入到溝，會引發(fā)小型泥石流災害。但這種災害發(fā)生可能性很小，危害性屬于“中等”。

3 水工環(huán)地質災害影響因素及危險性綜合分區(qū)

3.1 水工環(huán)地質災害影響因素分析

水工地質災害發(fā)育程度以及地形地貌特點等，都會對工程項目建設產生影響。

一方面，水工地質災害發(fā)育程度與外部環(huán)境特點有關，在工程項目建設中，應全方位考慮，結合工程場地地質特點、現場實際情況進行地質災害風險判斷。在工程施工前，對工程現場水文、地形及地質等條件進行綜合調查勘查分析，明確可能出現何種地質災害及災害程度大小，并制定合理的調查評估方法。

另一方面，在水工環(huán)地質災害危害性評估時，需重點考慮工程場地斜坡和基本地質形態(tài)等細節(jié)特點。通過對工程場地水工環(huán)周邊地理環(huán)境特點進行分析，形成考察結果報告，由此為施工建設方案制定及改善水工環(huán)地質環(huán)境提供資料依據。

3.2 水工環(huán)地質災害危險性綜合分區(qū)

根據上述結果，本文結合研究區(qū)水文、地質及工程環(huán)境特點、潛在危害因素綜合考慮，將研究區(qū)內水工環(huán)地質災害危害性劃分為“大”(Ⅰ)、“中”(Ⅱ)、“小”(Ⅲ)三類：

(1)“大”(Ⅰ)區(qū)。該區(qū)域占整個評估區(qū)面積的7.82%，達7.8萬立方米，且水文地質條件、工程地質條件經綜合評估，地質災害危險性等級分別為“中等復雜”和“相對復雜”。本研究區(qū)內主要土地利用形式為農田，地質環(huán)境條件較“復雜”，對地質環(huán)境的整體影響較小。

(2)“中”(Ⅱ)區(qū))。該區(qū)域位于項目工程場地的上游右岸，實際面積為27.4 m2，占整個研究區(qū)面積的27.4%。經水工環(huán)地質綜合勘查分析，本研究區(qū)內的水文地質與工程地質綜合條件均為“中等復雜”。本區(qū)域內主要農業(yè)生產活動為農作物種植，但其對周邊環(huán)境的破壞和污染影響較小，地質環(huán)境整體評估結果為“復雜”。

(3)“小”(Ⅲ)區(qū)。該區(qū)域總面積占研究區(qū)實際面積比例為64.7%，其主要地質災害危險性等級為“很小”，實際面積為64.7萬平方米。經勘查評估分析，該區(qū)域尚無斷層通過，且水文條件和工程地質條件復雜程度為“中等復雜”，該區(qū)域內的主要民事活動為農耕，對整個研究區(qū)內的地質環(huán)境影響不大，但研究區(qū)內地質條件復雜。

表1 水工環(huán)地質環(huán)境復雜程度劃分表

4 水工環(huán)地質災害危險性應對及處置措施

通過水工環(huán)地質災害危險性分析評估，本文結合案例工程項目研究區(qū)水工環(huán)地質災害危險性綜合分區(qū)結果，重點從如下4個方面提出應對措施：

(1)在工程邊坡開挖過程中，應結合巖土工程勘查參數，對不同開挖工程水工環(huán)地質綜合差異性特點進行分析，并結合工程區(qū)域內實際情況，確定開挖坡高及具體坡度參數和安全系數閥值等，進一步完善工程支護方案，防范地質災害。

(2)在工程項目建設完成之后，應及時全面、徹底清理工程現場棄渣，并盡快通過生物措施和工程措施等，恢復工程場地內的原有植被。與此同時，還應在棄渣場周邊環(huán)境場地內，新建用于防洪的攔擋壩等工程構筑物，防范泥石流等工程地質災害。

(3)在工程場地生活服務區(qū)內，還應加強排水系統(tǒng)設計與施工。重點針對臨時施工場地中的生活廢水，加強排水疏導，盡可能減少廢水及污水對工程場地的重沖刷與侵蝕，防止雨水下滲到工程場地地下水文環(huán)境中，破壞生態(tài)體系平衡，防止崩塌及滑坡和結構形變、位移等不良地質災害現象發(fā)生，有效起到保護周邊建筑物及居民安全的作用。

(4)還應本著“治理為主”、“預防為輔”的原則，在工程項目建設實施中，成立專門的地質勘查及水工環(huán)地質災害防治小組，對重點工程局部或全區(qū)域內極易遭受地質災害破壞及可能發(fā)生直接、次生不良地質災害的區(qū)段進行危害性預測與量化評估，劃分安全等級，結合最終評定結果等，制定“重點、分層、分段、分步”監(jiān)測防范措施和應急預案，盡可能減少水工環(huán)地質災害風險，保障水工環(huán)地質勘查工作順利開展。

5 結語

由上可知，水工環(huán)地質災害危險是工程項目實施的主要安全隱患和威脅，應在項目實施中，針對研究區(qū)水、工、環(huán)地質特點、影響因素、危害程度等進行綜合分析、預測與評定，根據量化分析結果，參照巖土工程勘查參數，從水文地質、工程地質及環(huán)境地質三個方面，制定災害危險性處置預防對策，為水工環(huán)地質災害勘查及評估處置創(chuàng)造良好條件。