某水库建设项目地质灾害危险性评估

杨恩祈 牛雪妮 魏中林

摘要通过野外调查、室内分析研究了评估区的地质环境条件，主要包括环境地质、水文地质和工程地质；结合建设项目可行性研究报告、岩土工程勘察报告，对某水库建设项目地质灾害危险性进行了现状评估、预测评估以及综合性分区评估；对拟建场地进行了适宜性评价，并提出了地质灾害防治措施。

关键词地质灾害；危险性评估；防治措施；水库

中图分类号S429文献标识码A文章编号0517-6611（2016）04-096-04

Geological Hazard Assessment of a Reservoir Construction Project

YANG Enqi， NIU Xueni， WEI Zhonglin （Department of Geoscience， College of Land Resource Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming， Yunnan 650093）

AbstractBased on field survey and lab analysis， we researched the geological environment conditions of the assessment region， which mainly included environmental geology， hydrogeology and engineering geology. According to the feasibility of research report of the construction project and the geotechnical investigation report， we carried out the status assessment， forecast assessment and comprehensive zoning assessment on geological hazard risk of a reservoir construction project. Suitability assessment was also made on the planned site， and prevention and control measures were proposed for the geological hazard prevention， which provided theoretical foundation for the geological hazard prevention and control of the construction site.

Key wordsGeological hazard； Risk assessment； Prevention and control measures； Reservoir

云南省部分地区近年来持续遭受干旱，形势严峻。为解决当前旱情、发展地方经济，兴建水利工程尤为重要[1]。根据《地质灾害防治条例》规定，工程建设项目应充分考虑地质灾害防治要求，避免和减轻地质灾害造成的损失。为此，笔者以某水库建设项目地质灾害危险性评估为例，在系统分析评估区地质环境条件后进行了现状评估和预测评估，综合分析了地质灾害的危害程度，并提出了相应的防治措施，以期为国内外类似工程建设项目地质灾害危险性评估提供借鉴。

1工程概况

拟建项目位于麻栗坡县铁厂乡关告村委会三岔河村。该水库是一项以村镇居民生活供水、农田灌溉供水和工业供水为任务的综合利用水库。水库总库容为317.7万m3，兴利库容为268.9万m3，死库容为15.3万m3，水库正常蓄水位为1 241.02 m，死水位为1 209.91 m。拦河坝为粘土心墙堆石坝，最大坝高52.60 m，坝轴线长146.00 m。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，拟建水库为小（1）型水库。主要建筑物有大坝、溢洪道、输水兼导流隧洞，施工辅助设施及生活服务设施等。水库枢纽区工程平面布置见图1。

评估区地貌类型复杂；出露地层主要为第四系、三叠系地层，不良地质现象为岩体风化，存在的工程地质问题较多，工程地质条件复杂；区域地质构造复杂，但评估区无断裂构造分布，地质构造简单；水文地质条件中等复杂；破坏地质环境的人类工程活动一般。因此，评估区地质环境条件总体复杂。根据《建设用地地质灾害危险性评估技术要求（试行）》，结合拟建水库库容及坝高，该建设项目属于较重要建设项目，根据有关规定将该项目地质灾害危险性评估等级确定为一级[2]。依据评估区地质环境特征，结合拟建项目特点，评估范围以水库淹没界线为基础，库区分别扩至次级分水岭，下游向东外扩500.00 m。整个评估区面积达2.346 km2。

2地质环境条件

2.1地形地貌评估区地处云贵高原的南缘斜坡地带滇东南岩溶山原亚区，区域地貌类型属碎屑岩组成的构造侵蚀低中山地貌及溶蚀峰丛漏斗、峰丛洼地地貌。坝址区位于柳家湾村东南面约1.2 km处长约200 m的河段上，库区两岸山体雄厚，评估区内山顶最大高程点位于南部，最低点位于坝址下游，地形切割强烈，河谷深切，呈对称的“V”型河谷。河流蜿蜒迂回，总体由西向東流，部分河段水流湍急，河床平均坡降5.22%，沿河两岸零星分布有Ⅰ级阶地，阶地高于河水面1.00～2.00 m。总体上，评估区地形地貌复杂。

2.2地层岩性评估区主要分布有第四系和三叠系地层。第四系残坡积层（Qel+dl）为基岩风化残积土及碎块石，由粘土、亚粘土及碎石质土等组成；第四系冲洪积层（Qal+pl）由亚粘土、砂卵砾石、块石、漂石等组成；第四系耕植土（Qpd）为灰黄、褐黄、棕黄色粘性土夹植物根系；三叠系中统法郎组（T2f）为灰绿色、灰白色千枚岩化泥岩，评估区大部分下伏基岩均为该地层，表层风化强烈，呈薄中层状，强风化层厚2.00～10.00 m，强风化层之下岩体较为完整；三叠系中统个旧组（T2gb）为灰白色中厚层状白云岩，表层可见溶沟等溶蚀现象，其溶蚀程度中等。地层具体空间分布见图2。

2.3地质构造评估区位于华南褶皱系之滇东南褶皱带，构造体系为滇越巨型旋扭构造西部之文山巨型旋扭构造区东部，受旋扭构造的影响，该区域构造以北西-南东向为主。

评估区内无大的断裂构造通过，地质构造较简单。但受区域性构造断裂影响，库区内岩层小的褶曲较发育，岩石节理裂隙较发育，主要表现为岩石较破碎，岩体多为强风化岩体，岩层总体产状倾向上游，表现为单斜构造。

3水文和工程地质条件

3.1工程地质特征根据评估区岩土体结构、主要岩性及其工程特性，将区内岩土体分为1个土体类型和3个岩体类型四大类。土体为耕植土、砂卵石、含碎石粘土多层土体（），岩体为较软薄中层状千枚岩化泥岩强风化岩体（）、较坚硬中厚层状千枚岩化泥岩弱风化岩体（）及较坚硬中厚层状中等岩溶化白云岩岩体（）。图1水库枢纽区工程平面布置

Fig. 1The layout of hub area engineering in reservoir图2评估区地质

Fig. 2Geological map of the assessment area耕植土、砂卵石、含碎石粘土多层土体（）：土体强度中等，韧性差，抗水流冲刷侵蚀力弱，厚度0～8.00 m不等。干燥或稍湿状土颗粒间联结力较好，潮湿饱和状联结力弱，强度低，工程特性较差。

岩体为较软薄中层状千枚岩化泥岩强风化岩体（）：岩体风化强烈，风化层厚度为2.00～10.00 m，节理裂隙面较发育，形成密集的风化裂隙；近地表岩体风化破碎，岩体完整性较差，岩石完整性指标RQD值一般小于10%，属于破碎-较破碎岩体；风化岩体物理力学性质较差，单轴抗压强度小于10 MPa，单轴饱和抗压强度小于5 MPa，属软岩。

较坚硬中厚层状千枚岩化泥岩弱风化岩体（）：岩体完整性较好，岩石完整性指标RQD值为40%～80%，岩石物理力学性质较好，单轴抗压强度为20～40 MPa，单轴饱和抗压强度为10～20 MPa，属较坚硬岩体。

较坚硬中厚层状中等岩溶化白云岩岩体（）：中厚层状结构，抗压抗剪强度高，抗变形能力强，单轴抗压强度为60 MPa，单轴饱和抗压强度为40 MPa，属较坚硬岩体。

总体上，评估区工程地质问题较多，对拟建项目均可能带来不利影响，因此，评估区工程地质条件复杂。

3.2水文地质结构特征评估区属红河流域泸江水系八布河次级溪流，区域山高坡陡，地形切割深，根据含水介质类型（含水层岩性与空隙类型）、地下水的赋存形式和水动力条件的差异，将评估区内地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三大类型，其中基岩裂隙水为区内地下水主要类型。

评估区第四系孔隙含水层、基岩裂隙含水层及岩溶水含水层的空间组合形式简单，地下水水文地质结构具有裂隙水单层、岩溶水单层或孔隙水、裂隙水双层结构特征；裂隙水为中等富水层状储水类型，岩溶水为较强富水层，表层孔隙水为弱富水性粘性土或弱-中等富水砂卵砾石层，孔隙水与裂隙水、岩溶水之间通过含水介质以下渗或侧向补给方式产生水力联系，联系密切。地下水主要接受大气降水补给，总体由两侧分水岭向柳家湾小河径流排泄，地下水動态变化受季节影响变化较大。库区内地下水埋藏较浅，柳家湾小河为地下水最低侵蚀基准面。

综上所述，评估区水文地质条件复杂程度为中等复杂。

4地质灾害危险性现状评估

经过野外实地调查，评估区内未发现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等灾害。现场发现的不良地质作用主要有岩体风化、冲沟及岩溶。

评估区大部分地段出露基岩岩性为三叠系中统法郎组（T2f）千枚岩化泥岩，区内岩体风化受构造及岩性影响较大，其表层岩体风化强烈，节理裂隙及风化裂隙较发育，据钻孔揭露显示，强风化层厚度一般在2.00～10.00 m，其中坝基部位小于3.00 m，坝肩部位在2.00～10.00 m，透水性强-中等，在岩土风化结构面上形成软弱结构面，易产生崩塌、滑坡；其下部岩体弱风化，岩体较完整，该层力学强度较高，勘察时未能揭穿该层。因此，在工程施工过程中应特别注意评估区表层强风化岩体的开挖，尤其是坝址区的开挖易形成滑坡、崩塌等地质灾害。

评估区北侧的三叠系中统个旧组（T2gb）白云岩溶蚀程度中等，白云岩表层可见溶沟、溶槽等，现状下未发现岩溶地面塌陷等灾害。

评估区发育4条冲沟，均为季节性冲沟，调查中仅在冲沟C2沟底见有水流，现状下4条冲沟沟壁植被较发育，多为松树等经济林木，未发现有沟壁垮塌等现象。

另外，根据调查，原水库回水线长约0.6 km，存在一定程度的库岸再造问题，主要的库岸变化为岸坡松散堆积物受库水掏蚀、波浪等作用而滑至库底，致使水库库岸基岩出露。

5地质灾害危险性预测评估

地质灾害危险性预测评估是在对地质环境条件、水文和工程地质条件因素分析的基础上，判断人类工程活动、强降雨、连续降雨、地震等极端因素激发下，1个或几个可调节的地质环境因素的改变导致灾体处于不稳定的稳态，主要包括预测评估地质灾害的范围、危险性和危害性。从工程施工可能加剧、诱发地质灾害和工程建设遭受地质灾害两方面预测评估[3]。

评估区地质灾害不发育，工程建设加剧冲沟引发泥石流危害的可能性及危险性小；工程建设本身遭受因工程建设加剧的地质灾害危害的可能性小，危害性小，危险性小。

工程建设过程中诱发地质灾害主要为大坝坝基、坝肩施工开挖、溢洪道开挖、输水隧洞进出口边坡开挖及洞身段掘进、公路施工、水库管理所等开挖边坡所引发的崩塌、滑坡等。其中，大坝坝基河谷部位开挖引发地质灾害的可能性小，危险性中等；岸坡部位引发地质灾害的可能性大，危险性大；溢洪道控制段、泄槽上段开挖引发灾害的可能性大，危险性大。泄槽下段、消力池段引发灾害的可能性中等，危险性中等。出水渠段引发灾害的可能性小，危险性小；输水隧洞建设过程中，进出口边坡、启闭室边坡开挖及隧洞掘进引发灾害的可能性中等-大，危险性中等-大；原关告水库老坝体作为围堰引发灾害的可能性小，危险性小；水库管理所引发灾害的可能性中等，危险性中等-大；其他施工项目（公路修建、施工辅助设施及临时生活服务设施、弃渣场、天然建筑材料场）引发灾害的可能性小-中等，危险性小-中等。

水库运营过程中诱发的地质灾害主要为水库淹没区的库岸再造问题及大坝枢纽区大坝的渗漏、溢洪道及输水隧洞的泄洪稳定性、边坡稳定性及围岩稳定性问题。其中水库区东段受周期性的水位抬升、消落及波浪作用而引发坍塌、崩塌、滑坡灾害的可能性中等，危险性中等-大；中段诱发灾害的可能性中等，危险性中等；南西段诱发灾害的可能性小，危险性小；新建的永久公路（路段③）诱发路面沉降等灾害的可能性中等，危险性中等；拦河坝由于渗漏及不均匀沉降问题可能造成拦河大坝基础失稳，大坝溃决引发洪水、泥石流等灾害，其可能性小，危险性中等；溢洪道泄洪可能导致沟渠开裂、洪水入渗，破坏溢洪道基础，其可能性中等，危险性中等；输水隧洞运营过程中引发灾害的可能性中等，危险性大；原关告水库老坝体其作为新建大坝坝体的一部分时，仍可能沿坝基、坝肩及新老坝体接触面出现渗漏问题，严重时可能导致大坝失稳，其可能性小，危险性中等；水库管理所建成运营过程中地基可能出现不均匀沉降等，其可能性中等，危险性中等-大。

该项目施工期间将对周围环境造成影响的可能性小，危险性小。运营期间，正常蓄水位以下的植被将被淹没，致使库区现有的生态环境发生一定的变化。

安徽农业科学2016年6地质灾害危险性综合分区

6.1地质灾害危险性综合分区评估根据拟建工程特点及评估区地质环境条件、地质灾害危险性现状评估和预测评估结果，充分考虑评估区的地质环境条件的差异和潜在的地质灾害隐患点的分布、危险程度，根据“区内相似，区际相异”的原则[4]，将评估区地质灾害危险性划分为地质灾害危险性大（Ⅰ）、地质灾害危险性中等（Ⅱ）和地质灾害危险性小（Ⅲ）3个区（图3和表1）。

6.2建设场地适宜性评估该次评估范围内划分为3个区，危险性等级分别为地质灾害危险性大（Ⅰ）、危险性中等（Ⅱ）和危险性小（III）。地质灾害危险性大区总面积为0.046 km2，占评估区总面积的2.0%；地质灾害危险性中等区面积为0.465 km2，占评估区总面积的19.8%；地质灾害危险性小区面积为1.835 km2，占评估区总面积的78.2%；拟建项目诱发、加剧的地质灾害及岩土工程问题多属一般工程地质问题，防治难度中等。因此，拟建工程场地适宜性评定为基本适宜。

（Ⅰ）该区地质环境条件总体复杂，现状地质灾害不发育，工程建设加剧现状地质灾害的可能性小。工程建设诱发地质灾害主要为开挖边坡失稳，隧洞洞身段冒顶、掉块，拦河坝失稳等，其可能性以中等-大为主，危险性及危害性以中等-大为主。综上所述，综合评估该区地质灾害危险性大拟建大坝、溢洪道、输水隧洞、老坝体、临时工路、施工辅助设施及临时生活服务设施、弃渣场、水库管理所0.046危险性中等 Medium risk（Ⅱ）该区地质环境条件总体复杂，工程建设加剧、诱发、遭受地质灾害的可能性以小-中等为主，危险性及危害性以中等为主。综上所述，综合评估该区地质灾害危险性中等水库淹没区、临时工路、拟建永久公路、弃渣场、施工辅助设施及临时生活服务设施、冲沟0.465危险性小 Small risk（Ⅲ）该区地质环境条件总体复杂，工程建设诱发地质灾害的可能性小，危险性小。综上所述，综合评估该区地质灾害危险性小拟建水库库区外围地段，无建设内容1.835

7地质灾害防治措施

7.1地质灾害防治难易程度分析评估区地质环境条件总体为复杂，工程建设可能诱发的地质灾害主要为边坡崩塌、滑坡，隧洞掉块、冒顶等，多属于一般的工程地质问题，防治难度中等。

7.2地质灾害防治措施的建议工程建设和运营过程中，诱发的地质灾害（包括不良地质作用）主要为边坡滑坡、崩塌，隧洞掉块、冒顶等，只要认真勘查、合理设计、加强施工质量管理等，可以得到合理的防治。

（1）关于边坡防治：拟建工程在大坝建设、溢洪道、输水隧洞、新建进场公路、临时施工设施、水库管理所等施工过程中，需进行边坡开挖，沿线地形地貌、岩土体的力学平衡状态和边坡的稳定性均将被改变，较易诱发地质灾害，会影响到运行过程中工程设施的安全性。因此，需合理设计边坡开挖坡比，加强边坡支护和支挡。施工期间和施工结束后，要清理沿坡弃渣、恢复植被等。工程施工期间，严格实行工程监理制度，杜绝违章作业、违规验收。

（2）关于坝基渗漏防治：在工程设计施工过程中，应加强对坝基的清理，做好坝基防渗处理措施，原关告水库老坝体与新坝体接触面也应做好防渗处理，避免库水沿接触面渗漏。

（3）关于隧洞掘进过程中引发掉块、冒顶的防治：在工程施工过程中，应对隧洞洞身段采取相应的支护措施，同时加强对地下水的监测。

（4）关于溢洪道泄洪稳定性的防治：由于长期的泄洪冲刷，可能导致沟渠开裂、洪水入渗，破坏溢洪道基础等，因此，对溢洪道底板及边墙应采用钢筋混凝土衬砌，对开挖后的较高边坡（泄槽上段）应采用锚杆等护坡措施。

（5）由于库岸再造问题，需对库岸边坡可能产生坍塌、滑坡的地段采取加固措施，如对岸坡较陡地段采取工程措施，對岸坡较缓及第四系松散层覆盖地段采取生物措施等，并加强淹没区库岸边坡的稳定性监测。

（6）在施工过程和施工结束后，应及时清理沿线不规范弃渣，恢复破坏的植被，对裸露地段尽力补种植被，河道做好