河南宝泉抽水蓄能电站有什么地质灾害？

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李莲花

（河南省地质矿产勘查开发局第一水文地质工程地质队，新乡，453002）

摘要　河南省宝泉抽水蓄能电站为国家级重要建设项目，地处中山区，地质灾害比较发育，存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，文章对场地各种地质灾害的分布、特征进行了分析论述，对其危险性进行了评估，并对地质灾害提出了相应的防治措施。

关键词　地质灾害　调查　危险性　防治措施　宝泉抽水蓄能电站

河南省宝泉抽水蓄能电站位于河南省辉县市峪河上的宝泉水库一带。抽水蓄能电站装机容量为1200MW，年发电量20.1亿kW·h，年抽水耗电量为26.42亿kW·h，属日调节纯抽水蓄能电站，综合效率0.76。电站建成后，将以500kV一级电压两回路出线接入新乡500kV变电站，承担河南电力系统削峰填谷、事故备用、调频等任务。为国家级重要建设项目。电站由上水库、下水库、引水发电系统及附属设施组成。

河南省宝泉抽水蓄能电站建设场地地处中山区，地质灾害比较发育，地形起伏较大，地质构造复杂，岩性岩相不稳定，人类工程活动较强烈，地质环境条件复杂。本次工作采用资料收集、野外地质灾害调查和综合分析相结合的方法，本文对场地各种地质灾害的分布、特征进行了分析论述，对其地质灾害危险性进行了评估，并对地质灾害提出了相应的防治措施。

1　地质灾害类型及特征

经野外地质灾害综合调查，河南省宝泉抽水蓄能电站建设场地现状条件下存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，其分布、特征如下：

1.1　崩塌

评估区内崩塌体分布密集，主要分布于库岸岸边及山前陡壁，其成因和分布明显受地形地貌、岩性和构造条件控制，主要崩塌类型有灰岩崩塌、石英砂岩崩塌。

（1）灰岩崩塌：

主要分布在寒武系下统毛庄组（

）灰岩及寒武系中统张夏组（

）灰岩陡崖处。

分布于高程770～820m之间的毛庄组（

）灰岩及在高程900m以上的张夏组（

）灰岩，中至厚层状结构，岩性坚硬，性脆，岩体风化、卸荷裂隙发育，致使局部岩体离开母岩形成危岩，危岩分布较普遍，稳定性较差，在重力、地震、降水等因素作用下，危岩体失稳，崩塌滚落至山坡和沟谷，形成崩塌灾害。崩塌体形态多为不规则状，且规模大小不一，体积多为3.0～135m³。

（2）石英砂岩崩塌：

主要分布在中元古界汝阳群浅变质石英砂岩形成的陡崖处。

在地形上，中元古界汝阳群浅变质石英砂岩（

）形成近160m高的陡壁，使岩体临空，在构造节理及风化、卸荷节理的作用下，使局部岩体形成危岩，危岩体分布较普遍，加之岩体中粉砂质页岩较软夹层的存在，导致危岩体稳定性较差，在重力、地震、降水等因素作用下，发生失稳，坠落于山坡、坡脚、沟谷等，形成崩塌灾害。该类崩塌一般以下列两种形成出现：一种是后缘裂隙上下贯通，底部软弱夹层形成岩腔，引发坠落式崩塌；另一种是后缘裂隙宽大，危岩体沿软弱夹层滑动，形成滑移式崩塌。崩塌体形态多为矩形，规模大小不一，体积一般为6～350m³，最大为22×10⁴m³。

1.2　滑坡

龟山滑坡为区内主要的滑坡，位于电站下水库左岸160m的直壁陡崖上并向电站下水库临空，滑向即为下水库，直接危胁电站安全。其特征叙述如下：

1.范围

滑坡体南及西南界为峪河，东界以馒头组、毛庄组、徐庄组中发育的挠曲为界，西及西北界为沟谷。龟山滑坡体东西长550～800m，南北向宽260～350m，滑坡体最大厚度为210m，平均厚度约110m，体积为2100万m³。属巨型滑坡。

2.滑体

滑坡体地层组成从西向东依次为寒武系下统馒头组（

）、毛庄组（

）、寒武系中统馒徐庄组（

）、张夏组（

）地层，并以张夏组（

）灰岩、白云岩为主，滑坡体表层大部分已呈胶结状态，内部一般较完整，基本保持原岩结构，滑体底界面平整、光滑，为摩擦镜面，镜面上镶嵌有滑带中的角砾岩，并发育有擦痕、擦沟。

3.滑带

滑带为寒武系下统馒头组第一段（

）底部泥灰岩，滑带底滑带厚度0～15m。滑带岩性由角砾、泥、泥灰岩屑碎组成。角砾大小混杂，呈次棱角—棱角状，泥质或钙质胶结。在滑面高程652～736m区域，处于水位变动带。

4.滑床

滑床主体为中元古界汝阳群（

）浅变质石英砂岩。

5.运动特征

运动方向：滑体总体向西或南西西滑动；

滑动距离：前缘滑体滑距可达510m，后缘滑体滑距达250m；

滑动时间：根据滑带物质测年资料，滑体年龄14万～21万年，由此判断滑体形成于中晚更新世。

6.滑体形成演化过程

龟山滑坡体的形成演化过程大致可分为3阶段。

第一阶段：正常岩层受断层、裂隙切割和河流的侵蚀，形成与周围岩层分离的块状岩体，在峪河及宝泉沟处具有高陡边坡和有效临空面；

第二阶段：在地壳运动和地震力的作用下，分离的块状岩体沿较弱的

泥灰岩向临空方向滑动；

第三阶段：滑体滑动后，进一步经受地质构造运动、河流的侵蚀、风化及人为等因素的影响，形成了现状地貌。

1.3　泥石流

评估区泥石流沟谷有东沟和寺沟，其特征分述如下：

1.东沟泥石流

东沟为峪河左岸支流，位于宝泉村东。上游三面环山、一面出口，河谷呈“V”字型，下游河谷呈“U”字型。沟谷汇水面积6km²，沟长约4km，谷坡坡度30°～40°，沟谷纵坡降为4%～10%，。以上地形地貌条件有利于泥石流的形成。

东沟河谷覆盖层为坡洪积物组成，其岩性主要为碎石、块石及壤土，呈松散或半胶结状。覆盖层在谷底厚度0～15m，在谷坡厚度0～6m。据调查、测算，碎屑固体物储量约90×10⁴m³，为泥石流的形成提供了物源条件。

东沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备，沟谷植被发育较好，在暴雨作用下，易形成泥石流，据调查，泥石流规模属小型。

2.寺沟泥石流

寺沟为峪河左岸支流，位于宝泉村北，上游三面环山，一面出口，河谷呈“V”字型。沟谷集水面积2km²，沟长约2km，谷坡坡度30°，沟谷纵坡降为13%。以上地形地貌条件也有利于泥石流的形成。

寺沟河谷覆盖层为坡洪积物组成，其岩性主要为碎石、块石及壤土，呈松散或半胶结状。覆盖层在谷底厚度0～13m，在谷坡厚度0～5m。据调查、测算，碎屑固体物储量约30×10⁴m³，为泥石流的形成提供了物源条件。

寺沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备，植被发育较好，在暴雨作用下，易形成泥石流，据调查，泥石流规模属小型。

2　地质灾害危险性评估

2.1　崩塌灾害

场地崩塌灾害，主要发生在灰岩、浅变质石英砂岩形成的陡崖。崩塌体堆积于沟谷谷坡地带。现状条件下，处于稳定状态，危险性小。工程施工过程中，在施工扰动或爆破震动等诱发因素作用下，危岩易发生失稳，形成崩塌地质灾害，危险性为中等；也可能影响原崩塌体的稳定性，使其再次失稳发生崩塌灾害，危险性为中等；也可能改变原有边坡的稳定状态，形成崩塌，危险性为中等。

2.2　滑坡灾害

根据《河南省宝泉抽水蓄能电站龟山滑坡体稳定性分析专题报告》，对龟山滑坡的危险性作如下评估。从定性分析看：

（1）滑体表面及部分滑带物质已胶结，且未发现贯穿整个滑体的较新切割面；

（2）滑体形成于中晚更新世；

（3）在14万～21万年的地质历史过程中，龟山滑坡体已经历了无数次古地震的考验。

从定量分析看：在自然状态下，滑体的的整体稳定系数为1.27～1.53。

因此，龟山滑坡体处于稳定状态，且未造成损失，其危险性小。

但是，河南省宝泉抽水蓄能电站上水库蓄水将影响龟山滑坡体的稳定性。上水库蓄水水位为758～790m，而龟山滑坡体底滑面高程在630～800m之间，且大部分底滑面处于上水库蓄水水位以下。上水库距龟山滑坡较近（约1.4km），上水库蓄水后，龟山滑坡体底滑面将在库水长期浸润和径流作用下，降低滑坡体的稳定性。另外，在工程施工爆破震动等因素作用下，也将影响滑坡体的稳定性。根据《河南省宝泉抽水蓄能电站龟山滑坡体稳定性分析专题报告》，龟山滑坡体在天然状态下，稳定系数为1.27～1.53，滑坡体处于稳定状态，但在7度以上地震烈度条件下，当地震系数k=0.12时，其稳定系数为0.92～1.10，稳定系数略小，滑坡体处于极限平衡或不稳定状态。直接威胁下水库工程安全，危险性较大。

2.3　泥石流灾害

1.东沟泥石流的危险性

现状条件下，东沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备，植被发育较好，在暴雨作用下，易形成泥石流，易发程度属中等。据资料记载和访问，较大的一次泥石流发生在1996年夏季，暴雨期间发生泥石流，冲毁了少量农田，未造成其它损失，危害小。故东沟泥石流灾害的危险性为小级。

工程建设诱发、加剧泥石流的可能性，主要原因表现在以下两个方面：一是工程建设局部改变了沟谷覆盖层的天然稳定状态，增大了固体物源运移的可能；二是工程建设产生的大量弃渣将会成为泥石流形成的潜在物源。

东沟，上水库区工程规模较大，开挖山坡和弃渣规模也较大，为东沟泥石流提供了较丰富的松散物源，故上水库区工程建设有加剧泥石流灾害的可能性，危险性为中等。

2.寺沟泥石流的危险性

寺沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备，植被发育较好，在暴雨作用下，易形成泥石流，易发程度属轻度。据调查，寺沟泥石流规模小，多年未造成居民生命财产损失，危害小。故寺沟泥石流灾害的危险性为小级。

在寺沟无工程建设，因此工程建设对寺沟泥石流无影响，危险性小。

3　防治措施

地质灾害防治，应贯彻“以防为主，防治结合”的方针，达到保护地质环境，避免或减少地质灾害损失的目的。针对评估区存在的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，分别提出相应防治措施和建议。

3.1　对崩塌灾害的防治措施

应对库岸危害较大的危岩清除或加固。

在崩塌分布的地段，在工程施工开挖时，应按有关规范要求严格施工，避免引发边坡失稳，造成崩塌灾害。必要时应采取避让措施。

水库蓄水工程引发的库岸失稳造成的崩塌，应按照有关规范采取相应的防护措施，避免崩塌灾害的发生。

3.2　对滑坡灾害的防治措施

在工程施工开挖时，应按有关规范要求严格施工，避免引发边坡失稳，造成滑坡灾害。

针对水库蓄水工程引发的库岸失稳造成的滑坡，应按照有关规范采取相应的防护措施，避免滑坡灾害的发生。

针对龟山滑坡的特点，结合工程、地形、地层岩性等特点，宜采取开挖卸载的防治措施，以提高滑坡在地震条件下的稳定性，其开挖石料可用作电站水库坝体的填筑料，开挖卸载方式采取等高程从上而下逐层开挖方案，以避免诱发滑坡失稳。此防治措施既保证了龟山滑坡的稳定性，又提供了电站水库坝体的填筑料，是一个科学安全又经济的滑坡防治措施。根据《河南宝泉抽水蓄能电站可行性研究补充报告》，有实验验证滑坡体从原高程900m开挖卸载至高程800m时，处于稳定状态。

3.3　对泥石流灾害的防治措施

工程施工将产生大量的弃渣，弃渣场的位置要合理，弃渣场的建设应按相关规范采取相应的工程措施，以防止诱发东沟和峪河泥石流的产生。

对东沟泥石流、寺沟泥石流，应建立拦砂坝和扩大植被覆盖率等措施，以避免泥石流灾害的发生。对泥石流影响范围内的宝泉村，建议搬迁，以避免人民生命财产的损失。

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