李 彬，張衛(wèi)紅，劉常青，周 波

(1.青海省電力設(shè)計院，青海西寧 810000;2.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心陜西總隊，陜西西安 710003)

受地質(zhì)環(huán)境、線路通道、桿塔檔距等影響，輸電線路工程常常要經(jīng)過地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)，而泥石流對輸電線路的破壞尤為嚴(yán)重。泥石流常發(fā)生于山區(qū)小流域，具有暴發(fā)突然、來勢兇猛、歷時短暫、破壞力強(qiáng)的特點［1］，能在瞬間沖毀輸電線路桿塔等建筑物，對輸電線路工程安全造成極大威脅，因此為盡量避免泥石流對輸電線路的影響，合理選擇工程線路尤為重要。以青海省化隆縣境內(nèi)330 kV吉祥至官廳Ⅰ回線、官廳至李家峽Ⅱ回線輸電線路已建吊溝至丹麻段為例，綜合考慮泥石流活動影響因子，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析泥石流活動對輸電線路的影響，并根據(jù)分析結(jié)果制定防治措施，希望能為輸電線路工程選線與泥石流防治提供參考。

1 輸電線路工程概況

1.1 工程區(qū)概況

青海省化隆縣境內(nèi)330 kV吉祥至官廳Ⅰ回線、官廳至李家峽Ⅱ回線輸電線路工程為兩條平行的單回路架設(shè)線路，自吊溝村南500 m處向東走線至石大倉村，右轉(zhuǎn)經(jīng)文山村穿越千戶溝，繼續(xù)向東南方向走線至拉尕塘北側(cè)，之后繼續(xù)向東至山頂部位右轉(zhuǎn)向東南方向穿越科沿溝至丹麻村，線路全長2×29 km。線路走線基本沿著中高山區(qū)及丘陵區(qū)的過渡地帶，地質(zhì)條件復(fù)雜，災(zāi)害頻發(fā)，尤其是泥石流溝密集，泥石流災(zāi)害高發(fā)，給輸電線路安全運(yùn)營帶來巨大隱患。

1.2 泥石流發(fā)育特征

工程區(qū)泥石流活動頻繁，部分桿塔受到泥石流威脅。區(qū)內(nèi)有查主溝(N1)、石大倉溝(N2)、大家沿溝(N3)、安關(guān)溝(N4)、駝哇蒼溝(N5)、科沿溝(N6)、丹麻溝(N7)等7條主要的泥石流溝，均屬溝谷型泥石流，其中 N1、N3、N5、N7常年有水，其余為間歇性排洪溝谷。區(qū)內(nèi)地形、地質(zhì)和降水條件均有利于泥石流發(fā)生。溝谷上游段多為峽谷，溝腦部位多為三面環(huán)山、一面出口的瓢狀或漏斗狀，有利于地表洪流和松散固體物質(zhì)迅速匯集，沿溝谷延伸方向兩側(cè)沖溝縱橫，斷面多呈V形，谷坡陡直，坡度 30°～65°，縱坡降 150‰ ～240‰，有利于泥石流快速流動，中下游段河谷區(qū)地形相對開闊，坡降也隨之減緩，有利于泥石流固體物質(zhì)堆積。區(qū)內(nèi)溝谷兩側(cè)植被覆蓋率低，地層由細(xì)砂巖、泥巖組成，表層風(fēng)化、沖刷強(qiáng)烈，尤其是強(qiáng)烈的侵蝕下切和側(cè)蝕導(dǎo)致溝谷兩側(cè)斜坡小規(guī)模崩塌、滑坡發(fā)育，溝岸坍塌嚴(yán)重，松散堆積物厚2～5 m，為泥石流發(fā)生提供了物源條件。區(qū)內(nèi)降水豐富，年降水量421.7 mm，最大日降水量62.5 mm，最大1 h降水量34 mm，降水分配極不均勻，多集中在6—9月(雨季)，降雨強(qiáng)度大且集中，為泥石流的發(fā)生提供了水源條件。

2 輸電線路工程選線

根據(jù)上述工程特點和泥石流發(fā)育情況，在進(jìn)行輸電線路選線時，應(yīng)進(jìn)行泥石流危險性評價，在泥石流發(fā)育地段盡量采用大檔距桿塔跨越泥石流危險區(qū)，對于由于輸電線路通道比較緊張等原因無法避讓的情況，應(yīng)采取必要且合理的支護(hù)措施。

3 泥石流危險性評價

3.1 評價方法和評價因子

采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對輸電線路經(jīng)過的泥石流發(fā)育地段進(jìn)行泥石流危險性評價，將典型泥石流溝與工程區(qū)泥石流溝進(jìn)行比較，確定泥石流災(zāi)害發(fā)生的危險程度，以指導(dǎo)輸電線路選線。評價時，評價因子的選擇應(yīng)符合具有明確的物理意義、各因子相互獨立、容易獲取和量化［2］的原則。根據(jù)上述原則和泥石流發(fā)育特征，選擇一次泥石流(可能)最大沖出量X1(萬m3)、流域面積X2(km2)、補(bǔ)給段長度比X3(%)、流域相對高差X4(m)、主溝床平均比降X5(%)、日最大降水量X6(mm)、松散固體物質(zhì)儲量X7(萬m3)作為泥石流危險性評價因子［3］。

3.2 參考序列的選擇

選擇云南蔣家溝某泥石流溝作為參考序列。蔣家溝流域系小江右岸的一條支流，每年暴發(fā)泥石流次數(shù)多、規(guī)模大、歷時長、危害大，同時流域內(nèi)設(shè)有中國科學(xué)院東川泥石流觀測站，擁有豐富的觀測與研究資料，在泥石流研究領(lǐng)域具有代表性。選擇蔣家溝地形、地質(zhì)背景近似，危險度等級為高的某泥石流溝作為參考序列［4］，即 N0={195.1，47.1，60，219，0.18，102，7.5}，將工程區(qū)內(nèi)的7條泥石流溝作為比較序列與蔣家溝進(jìn)行比較(表1)，與參考序列的關(guān)聯(lián)度值越大則危險度越高，反之危險度越低。

表1 泥石流溝基本數(shù)據(jù)

3.3 泥石流危險性評價

采用灰色關(guān)聯(lián)分析法確定工程區(qū)主要泥石流溝和蔣家溝某泥石流溝序列之間的關(guān)聯(lián)度，見表2。由表2知，7條泥石流溝泥石流危險度的灰色關(guān)聯(lián)度都在0.6左右，故判定其泥石流危險度均為中。

表2 泥石流危險性評價結(jié)果

以石大倉溝(N2)和丹麻溝(N7)為例，根據(jù)實地調(diào)查對評價結(jié)果進(jìn)行驗證。石大倉溝形成區(qū)位于工程區(qū)北側(cè)基巖山區(qū)，流通區(qū)地處山前低山丘陵區(qū)，流域面積59.7 km2，溝長約 12.5 km，松散物質(zhì)儲量約 1.5 萬m3/km2，相對高差400 m，溝床縱坡降180‰，溝谷縱斷面呈V形，兩側(cè)溝岸坡度35°～45°，植被覆蓋率45%，出露地層為強(qiáng)風(fēng)化泥巖、砂巖，滑坡、崩塌等不良地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，暴雨時雨水?dāng)y帶泥沙、塊石順溝道下泄，建議采用跨越方式通過該泥石流流通區(qū)。丹麻溝主溝走向近北西，流域面積14.5 km2，溝長約4.3 km，松散物質(zhì)儲量約1.5萬m3/km2，相對高差260 m，溝床縱坡降180‰，溝谷縱斷面呈V形，出露地層以白堊系紫紅色礫巖、砂巖、粉砂巖為主，風(fēng)化強(qiáng)烈，表層破碎，為泥石流發(fā)生提供了物源條件，一次泥石流輸移總量3.45萬m3，規(guī)模為中型，屬中易發(fā)的泥石流溝。實地調(diào)查結(jié)果與判定結(jié)果基本一致。

一般來說，輸電線路工程選線時應(yīng)盡量避讓泥石流溝，如溝口沖積扇等，但是由于工程區(qū)地形復(fù)雜，選線避讓空間有限，一旦發(fā)生泥石流災(zāi)害將造成巨大損失，因此需要進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治。對于本工程而言，應(yīng)根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度法評價結(jié)果對危險度為中及以上的泥石流溝進(jìn)行防護(hù)。

4 泥石流防治措施

由于工程區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、線路工期短，因此泥石流防治應(yīng)主要采取工程措施［5－7］，以避強(qiáng)治弱、攔停為主，擋石淤泥，攔沙分流。在輸電線路工程中主要采用局部防護(hù)工程，以減輕泥石流對輸電線路桿塔的危害。①攔擋工程。為防止泥石流沖擊塔基造成倒塔，在區(qū)內(nèi)石大倉溝、安關(guān)溝、駝哇蒼溝、丹麻溝源頭修筑攔石壩、格柵壩、漿砌石重力壩等，進(jìn)行泥石流防治。②穩(wěn)溝固坡工程。除部分塔基位于泥石流溝溝口以外，工程區(qū)大部分塔基都位于泥石流溝兩側(cè)的山坡之上，采用工程規(guī)模不大、耗資不多的穩(wěn)定邊坡坡腳的措施比較適宜，如擋土墻護(hù)坡、護(hù)坎和支撐擋墻等，例如查主溝、大家沿溝、科沿溝一帶輸電線路塔基可采用這種方法進(jìn)行防護(hù)。

5 結(jié)語

采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對輸電線路工程區(qū)泥石流溝泥石流危險性進(jìn)行量化評價，不僅可在輸電線路可研階段對路徑內(nèi)泥石流進(jìn)行提前預(yù)測，優(yōu)化路徑，而且對于已經(jīng)運(yùn)營的輸電線路工程可根據(jù)量化結(jié)果進(jìn)行泥石流防治，治理難度大的泥石流溝可通過改線加以避讓。上述方法對已建和新建輸電線路路徑優(yōu)化有很好的指導(dǎo)作用，為輸電線路的選線與災(zāi)害防治提供了一定的參考。

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