某电站库区边坡稳定性分析

胡超杰，张 康

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山 064300）

1 地质环境条件

1.1 概况

潘家口电厂位于位于河北省迁西县洒河桥镇上游10 km处滦河干流上，上水库潘家口水库是一期水利枢纽工程，二期修建下水库坝址，为混合式抽水蓄能电站。二期修建主要为滦河库岸公路及坝址区修建，工程区范围内边坡多为公路开挖边坡及库岸边坡。库区两岸是低山丘陵,大部分是基岩裸露，库区基岩全部为太古界片麻岩，属中等变质强度，岩性颇为复杂，主要有角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云母角闪片麻岩、花岗片麻岩等。边坡所处岩层中含铁矿较多。坡脚及冲沟口分布有少量第四纪松散堆积物，成分为残坡积亚黏土碎石土。

1.2 现状

目前库区两岸边坡部分范围内已经采取了边坡加固措施，包括边坡锚索加固、主动防护网支护、坡面被动锚杆防护及排水等，当前边坡处于整体较稳定状态。

1.3 库区气象、水文

库区边坡地理位置位于河北省唐山市迁西县与承德市宽城满族自治县，承德市兴隆县交界处，属半干旱半湿润大陆性季风型燕山山地气候，其特点是四季分明、雨热同季、夏季炎热多雨，春季寒暖适中，秋季天高氪，冬季寒冷少雪。年平均气温 10℃， 无霜期 90~180 d，冰冻期 120~200 d，光照充足，昼夜温差大。

潘家口水库位于滦河干流上，坝址以上控制面积为33 700 km2，占全流域面积的75%（滦河全流域面积为 44 600 km2）。

1.4 边坡区域性质

边坡范围属于滦河流域丘陵地区，山区海拔高程140~650 m之间，属中低山构造剥蚀地貌。山脉走势没有一致走向，工程区内大致呈北动~南西走向，地势由北向南逐渐降低。

电厂工程区上水库坝址、下水库坝址位于在马兰峪背斜上，基底地层为太古界片麻岩，上水库区以北、元古界石英岩、页岩、灰岩等及其再上的寒武系、侏罗系地层都属盖层。边坡地质构造较为复杂，主要可分为4个构造带。

东西向构造带：电厂工程区控制性构造，由东西向褶皱和一裂隙冲断层所组成。

弧形构造带：分布于上水库东部喜峰口至平泉一带，除一系列冲断层环绕都山花岗岩体呈“S”形，岩层也相应成弧形排列。

北东向构造带：这条构造带挤压现象强烈，岩层直立至倒转，并有岩脉侵入，多为中性。在工程区出露的燕子峪断层可作为代表，自龙井关至宽城。

北北东向构造带：由一系列冲断层组成，主要展布在工程区的东西两侧，东侧三屯营至宽城，西侧蓝旗营至承德均有分布。该构造带规模较小，活动时间较晚。

4个构造带的断裂，在岩层分布地区较为明显，规模也较大，在基底地层表现不显著，上下水库坝址都在基底片麻岩地层上，基底地层稳定性好。

1.5 地震活动性

库区边坡构造带成生最早，规模最大，活动时间最长，为控制性构造。经前期监测测量结果，构造带无特殊异常，升降变化与大地形变规律一致。

基于近20年数据，库区边坡构造带无发震迹象，说明构造带不属于发震构造。下水库基岩为片麻岩，相对稳定性较好。

1.6 人类工程活动

库区边坡及周边的主要人类活动是耕种、工程建设和人工开采等。上述人类活动均会对地质环境产生一定的影响。

（1）电厂修建

潘家口电厂下水库坝址修建过程中，将库岸劈破堆积形成公路路基，局部形成陡斜坡，多数边坡已做好加固处理，但局部库岸公路防护措施不及，容易诱发崩塌、滑坡、不稳定斜坡等地质灾害隐患，影响行车、行人安全。

（2）村民耕种

库岸边坡部分地势平缓，村民目前在库岸表部种植板栗及玉米等，植被的根系一定程度增加了边坡整体稳定性，降低了山区泥石流的发生概率，但频繁的人工灌溉加剧了地下水活动，边坡临空面有局部失稳的可能。

（3）矿区开采

边坡地域内有金属矿物采矿区，并人工复建堆砂库，局部会出现拉裂、塌陷、地下水渗流出坡等问题，尤其地下水渗流涌出会影响边坡稳定性，严重时具有引发地质灾害的可能性。

2 地质隐患分析

2.1 右岸边坡稳定分析

根据潘家口电厂补充勘察设计，库区两岸公路边坡修建过程中会形成部分临空，加之风化与裂隙切割，可能产生局部少量掉块、塌滑，范围小，对电厂无大影响，对公路有影响，需要适当注意。

结合此次边坡野外勘察以及相关区域地质、水文、环境地质等资料收集。目前潘家口库区两岸边坡为低山丘陵，除坡脚有少量坡积亚黏土碎石外，大部分是基岩裸露，地形相对完整。工程区边坡目前处于整体稳定状态，地质灾害隐患等级较低。

2.2 边坡排查点隐患等级成果

（1）公路土质边坡

公路沿线土质边坡分布较短少，在北马蹄峪村村尾处及临近下水库坝轴线部位边坡坡角25~35°，坡高 50~60 m，地表有少量第四系覆盖层，厚度约0.5~1 m，成分主要为残坡积碎石混合土，局部偶见孤石，混合土主要为粉土，坡面上有人工种植板栗林，树木根系的抓固作用一定程度上对边坡稳定性有积极作用。

（2）公路边坡1号崩塌体

公路桩号 K2+770~ K2+840 处，边坡临侧未进行支护，坡高约 20~30 m，坡角 70°~80°，岩性为片麻岩，强~弱风化，卸荷裂隙发育，岩体局部松弛。该点坡体受裂隙切割影响，形成不利结构面组合，岩体呈碎块状，在岩体卸荷、强降雨作用下存在小规模崩塌掉块的可能。目前边坡整体稳定，对公路行人及车辆危害程度中等。

为防止岩体崩塌对来往行人、车辆造成损害，应及时采取处理措施。建议采取清除坡体表部卸荷松弛岩体，并对清理后的边坡采用主动防护网或贴坡混凝土加锚杆的支护治理方式，加强巡视。

（3）中控室边坡围岩

中控室位于上水库坝址区，基岩裸露，边坡走向近南北向，坡高约 10~30 m，坡角 70°~85°，坡顶地表有0.2~0.5 m厚第四系覆盖层，基岩为片麻岩，岩石呈强~弱风化。

施工阶段已对表层破碎物质进行了清除，西侧和南侧边坡为人工开挖边坡，在施工阶段均进行了加固处理。

经排查，南侧和西侧边坡整体稳定性好，无变形破坏迹象，未发现混凝土开裂迹象，建议加强巡视，如有混凝土变形迹象，加喷混凝土。

3 结论及建议

潘家口电厂库区边坡处于滦河流域丘陵地区，地形相对完整，悬崖峭壁不发育，施工阶段大部分开挖边坡已进行加固处理，工程区整体地质灾害不发育，边坡稳定性良好，隐患等级较低。

下水库右岸公路边坡处于整体稳定状态，局部边坡未进行处理，坡上岩体受卸荷影响，未来具有崩塌、不稳定斜坡等地质灾害隐患。

建议对下池右岸公路多处边坡崩塌体处进行清除表部卸荷松弛岩体，并修建主动防护网或贴坡混凝土加锚杆的支护治理方式，以防止岩体崩塌对来往行人、车辆造成损害。

建议对其他坡度较大处加警示标识，并加强巡视，如有变形加剧迹象，采取加固治理措施。

4 结束语

此次潘家口电厂库区边坡稳定分析和隐患评估不仅加强了潘家口电厂库区两岸边坡及地质构造的深入了解，而且还提出了多条建设性意见及防治措施，增强了潘家口电厂的边坡安全性，有利于电厂及当地人民的生产及生活安全。