水利水电工程施工期边坡滑坡风险预警与应急处置

一、引言

水利水电工程建设中，边坡稳定性是施工安全的核心议题。施工期边坡受开挖扰动、降雨入渗、地震活动等多重因素影响，滑坡风险显著高于运营阶段。2025 年 3 月云南福贡县亚目河电站施工区发生的山体滑坡，造成 4 名工人遇难，再次警示施工期边坡防控的严峻性。历史数据显示，2020 年白洋河水库因 12 小时超300mm 的强降雨引发坝坡大面积脱坡，滑坡体积达 7800m³，直接威胁下游 15.1 万群众安全；乌东德水电站500m 级高陡边坡的 178 个危岩体监测数据显示，施工扰动可能导致岩体变形速率增加 3-5 倍。成都理工大学范宣梅团队研究表明，强震诱发的滑坡在地质灾害伤亡中占比可达 40% ，而施工期边坡在地震影响下的脆弱性更为突出。

现行《水利水电工程边坡设计规范》（SL 386-2007） 虽规定了监测与加固的基本要求，但施工期 “动态变化” 特性使常规监测方法难以精准捕捉险情演变。传统人工巡检存在盲区，单一传感器监测易受环境干扰。2025年福贡滑坡事故调查显示，事故现场采用的传统监测手段未能有效识别岩体内部剪切变形，预警滞后达 2 小时以上。为此，构建适配施工场景的风险预警体系与应急处置机制成为工程实践的关键需求。本文结合近年工程案例与技术创新，探讨施工期边坡滑坡的精准预警与高效处置路径。

二、风险预警技术体系

（一）多元监测技术融合

施工期边坡监测需兼顾全面性与实时性，形成 “空天地” 立体监测网络。乌东德水电站创新采用 “登山攀岩速降 + 地质调查” 方法识别危岩体，同步布设分布式光纤应变监测系统与拉绳位移传感器。该系统基于光瑞利散射原理，通过分析光纤散射光相位变化实现变形监测，在 500m 高陡边坡应用中，监测数据与实际变形吻合度达 92% 以上。黑龙江滨绥铁路的边坡监测实践表明，北斗高精度接收机可实现 5.08 毫米级位移监测，配合倾角计、雨量计等设备构建的综合监测系统，能精准捕捉边坡微小变形。

空中监测方面，濂溪区青山湖堤抢险中，无人机航测与无人测量船组合技术快速获取滑坡体三维形态。该技术采用厘米级分辨率航测系统，通过多视角影像拼接生成数字高程模型 为抛石固脚方案提供精确数据支撑，较传统测量效率提升 6 倍。地面监测则重点部署渗压计与土壤含水率传感器，实时掌握降雨入渗对边坡稳定性的影响，形成 “地表 - 地下 - 空中” 的全方位监测矩阵。

（二）智能预警模型应用

针对监测数据的不确定性，智能预警模型实现了从 “数据采集” 到 “风险预判” 的跨越。基于证据推理（ER）的预警模型通过融合降雨量、坡体位移、土壤含水率等多源致灾要素，构建非线性映射关系，利用信度最大化规则实现稳定性等级判定。在白洋河水库后续监测中，该模型成功提前 12 小时预警二次滑坡风险，较传统阈值法预警时效显著提升。

深度学习模型展现出更强的泛化能力，范宣梅团队研发的多尺度全卷积回归网络，基于 40 万处滑坡样本训练，实现地震诱发滑坡 82% 的预测准 确率 计算时间缩短至 1 分钟内。在水利水电领域，改进的深度学习模型将施工扰动因子纳入训练集，在白鹤滩水电站边坡监测中，对开挖引发的滑坡预警精度达 89% ，较传统模型提升 23 个百分点。两种模型的协同应用，形成了 “短期精准预警 + 长期趋势预测” 的智能化预警体系。

三、应急处置关键机制

（一）分级处置技术体系

根据滑坡规模与发展阶段，应急处置需实施差异化策略。对白洋河水库这类浅层土质滑坡，采用 “Y 形导渗沟 + 杉木梅花桩 + 袋装砂石料抗滑支撑体” 的组合措施：导渗沟间距按 1.5m 布设，深度达滑动面以下0.5m，配合梅花桩形成立体排水体系，7 天内将浸润线降低 1.2m，有效控制险情扩散。对于深层岩质滑坡，乌东德水电站采用预应力锚索加固技术，单根锚索设计拉力达 2000kN，通过多点同步张拉形成抗滑阻体，变形速率降低 70% 以上。

大型滑坡形成堰塞湖时，需实施 “上游冲顶 + 下游腾库” 协同调度。恩施市沙子坝案例中，云龙河水库以 200m³/s 下泄流量精准冲开堰塞体，同时下游梯级水库预泄腾库，预留 3000 万 m³ 调蓄空间，成功避免次生灾害。甘肃青苔泉煤矿的数字孪生平台经验显示，三维可视化技术可动态模拟滑坡演进过程，为处置方案优化提供决策支持，使应急响应效率提升 40% 。

（二）施工期协同响应机制

施工期边坡应急处置需兼顾抢险效率与施工连续性。白鹤滩水电站 G248 公路边坡垮塌处置中，构建了“党员突击队 + 设计单位 + 地方交通部门” 的三方联动机制：施工单位负责现场抢险，每 2 小时提交变形监测数据；设计单位实时优化处置方案；交通部门实施隧道分时通行管制。这种 “动态监测 - 即时处置 - 工序调整” 的联动模式，实现上保通道路 24 小时抢通、下保通道路 5 天恢复的高效处置。

应急响应流程标准化是协同机制的核心，具体包括：①险情分级，根据滑坡体积、威胁范围分为四级响应；②资源预置，在高风险区储备编织袋、应急照明等物资，确保 30 分钟内到位；③通信保障，采用北斗短报文终端实现无信号区域通信；④演练常态化，每季度开展针对性演练，将响应时间压缩至国家标准的 60% 。云南福贡滑坡后的整改措施中，特别强化了施工班组与监测中心的直接通信链路，确保预警信息 10 分钟内传达到作业面。

四、结论

水利水电工程施工期边坡滑坡防控需实现 “监测智能化、预警精准化、处置高效化”。通过无人机航测、分布式光纤、北斗定位等技术构建的立体监测网络，结合证据推理与深度学习模型，可将预警时效提升至 12 小时以上；分级处置技术与施工期协同机制的结合，能够快速控制险情扩大，较传统方法减少 40% 的灾害损失。

未来应从三方面完善防控体系：技术上强化多源数据融合，开发适用于水利水电场景的专用深度学习模型；机制上建立施工期数字孪生平台，实现 “实时监测 - 虚拟仿真 - 方案优化” 闭环；规范上修订现行标准，增加智能监测技术应用指南。研究成果为水利水电工程施工安全提供了更可靠的技术支撑，推动边坡灾害防控从“被动应对” 向 “主动防控” 转变。

参考文献

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