李景富,張景雄,馮燕君
(1.廣東省有色地質(zhì)環(huán)境中心,廣東廣州510080;2.茂名市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,廣東茂名525000)
地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估是從源頭上減少人為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要手段之一,同時(shí)也是風(fēng)險(xiǎn)管理及減災(zāi)管理的基礎(chǔ)[1-2]。自2003年11月國(guó)務(wù)院頒布《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》以及2004年國(guó)土資源部出臺(tái)《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求(試行)》以來(lái),經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,廣東、上海、四川等省份均已出臺(tái)了符合地區(qū)實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性技術(shù)評(píng)估細(xì)則或指南,進(jìn)一步完善了與評(píng)估技術(shù)要求相配套的具體技術(shù)內(nèi)容,極大地推進(jìn)了各地方的地質(zhì)災(zāi)害防治工作。
但在生產(chǎn)實(shí)踐中,建設(shè)單位對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的重視程度不一,往往將“評(píng)估報(bào)告?zhèn)浒缸鳛橐粋€(gè)履行手續(xù)”而進(jìn)行評(píng)估任務(wù)[2]。為進(jìn)一步推進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作成果的深入應(yīng)用,本文以研究建設(shè)項(xiàng)目的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合廣東省陽(yáng)江市雞山風(fēng)電場(chǎng)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行深入探討,對(duì)其他建設(shè)項(xiàng)目的地質(zhì)災(zāi)害防治具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。
雞山風(fēng)電場(chǎng)位于廣東省陽(yáng)江市東部的雞山農(nóng)場(chǎng),工程主體由25臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、1座110kV變電站、集電線路以及24.57km場(chǎng)內(nèi)檢修、施工道路組成(詳見(jiàn)表1),共有5個(gè)分項(xiàng)工程零星分布于風(fēng)電場(chǎng)約38.35km2范圍內(nèi),總裝機(jī)容量49.5MW[4]。
表1 分項(xiàng)工程屬性一覽表
雞山風(fēng)電場(chǎng)屬丘陵地貌,其東西兩翼為丘陵山體,沖溝較發(fā)育;中部有河流自南向北通過(guò),形成山間盆地,構(gòu)成了研究區(qū)東西高、中間低的基本格局。區(qū)內(nèi)地表地形起伏較大,坡度一般為15°~25°,地表高程67.4~354.3m。
區(qū)內(nèi)地處廣東西南沿海,屬低緯度亞熱帶海洋季風(fēng)氣候。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫為23.4℃,多年平均降雨量2336.4mm,極端日最大降雨量605.3mm(2001年6月8日),5~9月為集中降雨期。常年主要風(fēng)向?yàn)楸睎|東、東北,次為南南東。
區(qū)內(nèi)屬藍(lán)田河流域,零星有水庫(kù)、山塘分布,山間多溪流,地表水系發(fā)育。河流集雨面積較大,在連續(xù)強(qiáng)降雨條件下區(qū)內(nèi)河流流量可達(dá)到平均徑流量的1.5~2.0倍,對(duì)山間洼地的地質(zhì)環(huán)境有較大影響。
臺(tái)風(fēng):登陸并對(duì)本區(qū)有影響的8級(jí)以上臺(tái)風(fēng)年均1.3個(gè),多集中于6~11月。臺(tái)風(fēng)及其帶來(lái)的暴雨襲擊,常造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
暴雨:區(qū)內(nèi)多年平均暴雨(日降雨量≥50mm)日數(shù)為5.1d,屬?gòu)V東省暴雨區(qū)之一。主要集中在春夏兩季,特大暴雨一般均為臺(tái)風(fēng)、冷空氣或其共同影響造成的。
區(qū)內(nèi)出露地層較簡(jiǎn)單,北部出露震旦系壩里組(Z1b)變質(zhì)粉砂巖,東西兩翼為薊縣系高州表殼巖組合(JxGscr)混合巖,中部為早志留世英花崗閃長(zhǎng)巖(S1γο),西南部為晚侏羅世二長(zhǎng)花崗(J3aηγ)巖。其中變電站場(chǎng)地位于研究區(qū)西北部的山坡谷地,表層為第四系的松散土層,底部為震旦系壩里組變質(zhì)粉砂巖;風(fēng)電機(jī)組沿山脊分布,山脊坡度一般在5°~15°,開(kāi)挖風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)揭露的基巖在研究區(qū)中部為早志留世英云閃長(zhǎng)巖、東西部為薊縣系高州表殼巖組合混合巖、局部地段中風(fēng)化基巖裸露。
研究區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造單元屬于華南褶皺系東南沿海斷褶帶,位于北東向恩平—新豐斷裂帶的東南側(cè);區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育,據(jù)1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)資料,區(qū)域斷裂北陡斷裂(F1)呈弧形,東西向貫穿研究區(qū)北部。
根據(jù)雞山風(fēng)電項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估報(bào)告的調(diào)查成果[4],風(fēng)電場(chǎng)已發(fā)滑坡5處及崩塌2處,均屬小型地質(zhì)災(zāi)害;預(yù)測(cè)工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中和建成后,可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害類型有崩塌/滑坡、泥石流、地面沉降。主要包括基坑開(kāi)挖不當(dāng)引起的滑坡或崩塌、較高巖質(zhì)的路塹邊坡開(kāi)挖不當(dāng)引起的滑坡或崩塌,其次是建筑地基與基礎(chǔ)變形、切方邊坡開(kāi)挖不當(dāng)引起的滑坡或崩塌;此外還有山體剝土和工程棄渣堆積處置不當(dāng),在強(qiáng)降雨作用下誘發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的危害程度和危險(xiǎn)性中等—小。
雞山風(fēng)電場(chǎng)主要地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題可總結(jié)為斜坡地質(zhì)災(zāi)害(崩塌、滑坡、泥石流)、工程地質(zhì)災(zāi)害(建筑地基與基礎(chǔ)變形、挖方邊坡崩塌等)2大類,其中山體滑坡、泥石流、挖方邊坡崩塌等災(zāi)害較為嚴(yán)重。
雞山風(fēng)電工程建設(shè)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害與工程本身密切相關(guān),并分布于工程場(chǎng)區(qū)或周邊。在項(xiàng)目管理中,地質(zhì)災(zāi)害與工程的分布關(guān)系則是風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的關(guān)鍵問(wèn)題。
風(fēng)電工程是集點(diǎn)狀工程、場(chǎng)地建設(shè)工程和線狀工程為一體的綜合性項(xiàng)目[4],風(fēng)電工程的集電線路具有對(duì)災(zāi)害點(diǎn)可跨越性的工程特點(diǎn),滑坡和泥石流是該風(fēng)電場(chǎng)最易發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害之一,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害與輸電線路、風(fēng)力發(fā)電機(jī)位的相對(duì)關(guān)系,以滑坡和泥石流為例,分析其危害對(duì)象及危險(xiǎn)性對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)位布設(shè)方案、輸電線路方案(包括擬定的塔位)的影響是不同的,因此項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)估時(shí),應(yīng)充分考慮工程的特征、地質(zhì)災(zāi)害類型與工程的相對(duì)關(guān)系,見(jiàn)表2、表3。
地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制應(yīng)貫穿于雞山風(fēng)電場(chǎng)的工程可行性研究、工程設(shè)計(jì)與施工以及發(fā)電運(yùn)營(yíng)等3個(gè)階段。為此,應(yīng)建立地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與工程可行性研究、工程設(shè)計(jì)與施工以及電廠運(yùn)行階段工程安全管理工作等方面的互動(dòng)機(jī)制,加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估單位與勘察、設(shè)計(jì)、施工、電廠安全管理等部門(mén)的密切聯(lián)系,確保地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制計(jì)劃的有效實(shí)施,保證工程發(fā)電運(yùn)營(yíng)階段的安全。
根據(jù)雞山風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域穩(wěn)定性的特點(diǎn),北陡斷層(F1)、那六斷裂(F2)距風(fēng)機(jī)WT 15-WT 23及110kV升壓站的最大距離僅0.7km,風(fēng)機(jī)位應(yīng)選址于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)均衡、無(wú)活動(dòng)性斷裂、周邊斷裂的發(fā)震概率低以及距離主干活動(dòng)斷裂較遠(yuǎn)的相對(duì)穩(wěn)定區(qū)域。在項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)一步考慮斷裂地震效應(yīng)、震陷等斷裂活動(dòng)性對(duì)擬建場(chǎng)地安全性以及對(duì)建筑抗震設(shè)防要求的問(wèn)題,并對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行地震專項(xiàng)評(píng)估方案,以查明建設(shè)研究區(qū)地震發(fā)生的概率、強(qiáng)度以及強(qiáng)震危害程度。
表2 滑坡與風(fēng)電工程的相對(duì)關(guān)系劃分表及風(fēng)險(xiǎn)性
表3 泥石流與風(fēng)電工程的相對(duì)關(guān)系劃分表及風(fēng)險(xiǎn)性
風(fēng)電項(xiàng)目工程同時(shí)也應(yīng)盡可能回避第四系覆蓋層厚、巖土體破碎、山體坡度陡峭等地質(zhì)環(huán)境條件差的地段以及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度高的區(qū)域。此階段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制的主要內(nèi)容是區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征及穩(wěn)定性評(píng)價(jià),此階段應(yīng)完成地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作。
該階段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的處理主要是對(duì)已選定的相對(duì)穩(wěn)定場(chǎng)區(qū)存在的其它災(zāi)害地質(zhì)因素、致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分評(píng)估,針對(duì)可能的致災(zāi)因子,采取科學(xué)的工程措施,使致災(zāi)因子不致產(chǎn)生危害;無(wú)法完全避免時(shí),應(yīng)將可能產(chǎn)生的危害降低到可以接受的程度。
地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與工程建設(shè)是緊密結(jié)合的。在選址階段無(wú)法全部掌握擬選場(chǎng)地所有可能的致災(zāi)因素及其活動(dòng)情況,以及具體的工程布置。因此地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及管理應(yīng)貫穿于電廠選址與設(shè)計(jì)施工階段,而工程的設(shè)計(jì)與施工階段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及管理尤為重要。
4.2.1 設(shè)計(jì)施工階段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制的要點(diǎn)
由于風(fēng)機(jī)大多分布在山脊(山梁)上,涉及到要修建、開(kāi)挖山體道路,對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)位的選取及集電線路塔基、場(chǎng)內(nèi)道路路徑的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害與工程分布的相對(duì)關(guān)系(表2、表3),對(duì)擬建工程的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大、風(fēng)險(xiǎn)程度較高的工程項(xiàng)目或地段需進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的防治措施或選址避讓。
對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪或巖土工程詳細(xì)勘察工作,進(jìn)一步確定風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)位置的節(jié)理面及斷裂分布情況。當(dāng)風(fēng)機(jī)位存在與坡面貫通的基巖裂隙時(shí),應(yīng)另選風(fēng)機(jī)部署位置;當(dāng)規(guī)劃風(fēng)機(jī)位有斷裂通過(guò)或處于斷裂破碎帶時(shí),應(yīng)按規(guī)范要求避開(kāi)一定的安全距離。
在進(jìn)行風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料驗(yàn)算風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)山體斜坡的穩(wěn)定性,并加強(qiáng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)持力層的驗(yàn)收工作;對(duì)位于斜坡底部的風(fēng)機(jī)邊坡,可在斜坡底設(shè)置擋土墻,同時(shí)清除斜坡上可能產(chǎn)生危害的危石。對(duì)處于斜坡頂部的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ),應(yīng)盡量將風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)遠(yuǎn)離坡頂邊緣,同時(shí)應(yīng)按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性,當(dāng)穩(wěn)定性不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),必須對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù),支護(hù)應(yīng)采用穩(wěn)定性好的錨桿、土釘墻或其它能滿足設(shè)計(jì)要求的支護(hù)形式。
升壓站及風(fēng)機(jī)位置的回填區(qū),須考慮基礎(chǔ)的不均勻沉降問(wèn)題,應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范注意基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工;評(píng)估區(qū)暴雨多且雨量大,應(yīng)重視暴雨期間坡面流對(duì)基坑邊坡、挖方邊坡和山體斜坡的潛在危害,做好相應(yīng)的支護(hù)及防范措施,防止水土流失和邊坡失穩(wěn)。
4.2.2 地質(zhì)災(zāi)害的主要工程防治措施
雞山風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)需進(jìn)行基坑開(kāi)挖,需采用臨時(shí)性支護(hù)形式。當(dāng)基坑回填完畢后,對(duì)基坑周邊巖土體進(jìn)行固化,使基礎(chǔ)與周邊巖土體形成復(fù)合地基。
對(duì)于工程建設(shè)擬進(jìn)行削坡的位置削坡前應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┨幚恚髌逻^(guò)程中分層進(jìn)行,以免坡底突然卸載,造成坡面巖土體滑坡,引起不必要的災(zāi)害。如對(duì)于較矮邊坡可采用重力式擋土墻或分級(jí)放坡等方法進(jìn)行治理。對(duì)于較高的邊坡可采用噴錨+格構(gòu)式擋土墻或其他組合式擋土墻進(jìn)行治理。對(duì)于預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的滑坡在坡頂和坡面應(yīng)做好排水措施,裸露的坡面還應(yīng)進(jìn)行綠化或做好其他形式的防沖刷措施;對(duì)于場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)有道路路塹,可采用放坡,將坡面的松土鏟除,必要時(shí)采用漿砌片石進(jìn)行護(hù)面。
擬建場(chǎng)地邊坡開(kāi)挖后,廢土應(yīng)及時(shí)運(yùn)走,以避免形成泥石流的松散物質(zhì)來(lái)源。如不能及時(shí)運(yùn)走,必須采取工程防治措施,例如設(shè)立擋土墻、震沖加密等,還需在其上游布設(shè)系統(tǒng)完整的擋水墻、截水溝、排洪渠,直接把上游的山洪疏導(dǎo)至下游,避免山洪對(duì)廢土、廢石的沖刷。
發(fā)電運(yùn)營(yíng)階段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)控主要是對(duì)升壓站及風(fēng)機(jī)工程進(jìn)行定期沉降與位移監(jiān)測(cè),以掌握建筑物基礎(chǔ)穩(wěn)定性,同時(shí)應(yīng)與區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)加強(qiáng)聯(lián)系,對(duì)區(qū)域斷裂及地震活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),確保風(fēng)機(jī)的安全生產(chǎn);對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境定期監(jiān)測(cè),對(duì)工程挖方邊坡進(jìn)行維護(hù),確保場(chǎng)內(nèi)道路的正常使用。
同樣重要的是,應(yīng)將不利地質(zhì)因素的監(jiān)控納入風(fēng)電安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng),并制定完整的應(yīng)對(duì)潛在災(zāi)害地質(zhì)因素致災(zāi)時(shí)(如地震、滑坡、不均勻沉降等)的應(yīng)急計(jì)劃,加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境的安全管理。
雞山風(fēng)電場(chǎng)的地質(zhì)災(zāi)害主要包括斜坡地質(zhì)災(zāi)害及工程地質(zhì)災(zāi)害2大類,根據(jù)雞山風(fēng)電場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的結(jié)果,本文對(duì)滑坡、泥石流與風(fēng)電工程項(xiàng)目的空間分布關(guān)系進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)程度判別,實(shí)現(xiàn)了建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)程度的識(shí)別,最后對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的工程可行性研究、工程設(shè)計(jì)與施工以及發(fā)電運(yùn)營(yíng)等3個(gè)階段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制的思路和方法進(jìn)行了探討。
但由于建設(shè)項(xiàng)目的多樣性和復(fù)雜性,以及限于本文作者在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)踐及理論水平的不足,本文對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題及風(fēng)險(xiǎn)控制的認(rèn)識(shí)尚缺乏全面的分析,在下一步有必要針對(duì)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的類型、特征、影響因素、分布狀況和區(qū)域發(fā)展規(guī)律等進(jìn)行深入研究,建立地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合具體的區(qū)域和工程,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理措施、手段及傳導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行更系統(tǒng)的研究,尋求在建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害的減災(zāi)、防災(zāi)過(guò)程中地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的有效途徑。
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