山區(qū)變電站滑坡災(zāi)害治理工程

徐國(guó)勝，賴正發(fā)

(1.云南電網(wǎng)公司，昆明 650011，2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，昆明 650051)

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

某220 kV變電站位于邊坡中部約2440 m標(biāo)高地段開始出現(xiàn)裂縫，裂縫逐年緩慢加寬至10～20 cm。2008年，該區(qū)域降雨量較大，裂縫突然增大至50 cm，呈張開狀，長(zhǎng)約180 m，圓弧形延伸，高差達(dá)1.5 m，并可見擦痕，其下方生成多條大體平行的圓弧狀裂縫，勘查報(bào)告提出該坡體存在淺層滑坡與不穩(wěn)定大邊坡隱患的可能，見圖2，大邊坡潛在滑動(dòng)面深100米左右，下滑力巨大，若采用變電站整體搬遷方案，將導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行中斷。一旦滑坡將直接沖毀220 kV變電站，必須進(jìn)行治理。

圖1 剖面圖

2 場(chǎng)地條件

2.1 地質(zhì)地貌條件

場(chǎng)地總體地勢(shì)北西高，南東低，屬高山峽谷地形，地貌類型屬侵蝕、剝蝕高山區(qū)地貌?；麦w發(fā)育于一上陡—中緩—下陡坡洼地地帶上，該邊坡坡度約45～50°，洼地上方為村村通道路，滑坡地段有四戶居民除局部地段基巖出露及耕地外，大部分地段為植被所覆蓋，植被類型以喬木為主，偶間灌木。

站址區(qū)屬高山峽谷地貌，場(chǎng)地內(nèi)地層較為復(fù)雜，地表主要為第四系松散層所覆蓋，巖性主要由碎塊石、粘性土組成，雜亂，極為不均勻，厚度變化大，成因復(fù)雜，主要為崩、坡積形成。下伏基巖為古生界二疊系中統(tǒng)玄武巖組玄武巖。擬建場(chǎng)地地層自上而下依次為:第四系植物層;第四系崩坡積層碎石土、塊石、碎石、含角礫粉質(zhì)粘土，古生界二疊系中統(tǒng)玄武巖組玄武巖［2］。

2.1.1 第四系松散層

1)植物層，主要由褐灰色粘性土混植物根系組成，結(jié)構(gòu)松散，干。層厚一般0.20～0.50 m。

2)碎石土，褐灰、灰黃色，由粒徑為2～10 cm強(qiáng)～中等風(fēng)化玄武巖碎塊組成，棱角狀，顆粒排列無(wú)規(guī)則，充填約20～30%粘性土，稍密。局部地段含塊石。層厚一般1.10～15.70 m。

a.塊石，青灰、灰黃色，主要成份為強(qiáng)～中等風(fēng)化玄武巖塊石，粒徑一般0.2～0.5 m，大者可達(dá)1.5～2.0 m，棱角狀，顆粒排列無(wú)規(guī)則，充填少量粘性土，結(jié)構(gòu)松散，易垮塌。層厚一般1.00～6.60 m。

b.碎石，青灰、灰色，主要成份為強(qiáng)～中等風(fēng)化玄武巖碎塊，粒徑一般2～10 cm，大者可達(dá)15～20 cm，棱角狀，顆粒排列無(wú)規(guī)則，充填少量粘性土，結(jié)構(gòu)松散，易垮塌。局部地段含塊石。層厚一般0.70～9.80 m。

c.含角礫粉質(zhì)粘土，黃、褐黃色，硬塑狀態(tài)，稍濕。含25% ～30%粒徑0.5～3.0 cm次棱角狀碎石。切面稍有光滑，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等。層厚一般0.70～5.20 m。

2.1.2 古生界二疊系中統(tǒng)玄武巖組

1)強(qiáng)風(fēng)化玄武巖，灰黃色，致密塊狀結(jié)構(gòu)，氣孔狀構(gòu)造，局部夾中等風(fēng)化巖土塊。節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖芯以角礫狀為主，局部呈碎石土狀。層厚一般1.00～2.10 m。

2)中等風(fēng)化玄武巖:青灰、灰色，致密塊狀結(jié)構(gòu)，氣孔狀構(gòu)造，局部強(qiáng)風(fēng)化。節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯呈碎石狀、碎塊狀，局部因機(jī)械破碎呈砂狀。巖體較破碎，呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。

各土層物理力學(xué)指標(biāo)如表1。

表1 巖土層物理力學(xué)計(jì)算指標(biāo)

2.2 水文條件

地區(qū)屬亞熱帶高中山季風(fēng)氣候。海拔較高，氣候寒冷，年平均氣溫4℃，最高氣溫25.4℃ ，最低氣溫－27.4℃。最熱月平均氣溫10℃左右，最冷月平均氣溫－8℃?；碌貐^(qū)海拔2200～2600 m，海拔相對(duì)較低，氣候較溫和，但因地處哈巴－玉龍兩座雪山附近的高山峽谷地形，溫差較大，寒風(fēng)不息，氣候多變。多年平均降水量619.9 mm，雨季為5～10月，降雨量占全年降水量的87.1%，一日最大降水量72.2 mm。

場(chǎng)地地下水屬孔隙水及基巖裂隙水，主要受大氣降水補(bǔ)給，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖體極破碎，地下水沿節(jié)理裂隙面下滲，埋藏較深。本區(qū)位于單一斜坡區(qū)，屬于地下水的徑流區(qū)，坡下沖江河為地下水的排泄區(qū)。區(qū)內(nèi)表部全部為松散巖組孔隙透水巖層，其水位埋深較深。

3 滑坡原因分析

3.1 地質(zhì)環(huán)境

通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境條件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該場(chǎng)地為高山峽谷地形，原始地貌為上陡—中緩—下陡，場(chǎng)地地層為散體結(jié)構(gòu)的粘性土體和碎塊石體，中等風(fēng)化到強(qiáng)風(fēng)化塊狀結(jié)構(gòu)玄武巖，土體呈散體結(jié)構(gòu)，巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，完整性較差，增強(qiáng)了地表水的下滲路徑。

3.2 人為及雨季因素

首先，山坡上平地較少，當(dāng)?shù)鼐用駥⒕徠碌刂脖豢撤ィ赏寥?，種植經(jīng)濟(jì)作物，使雨水、灌溉水很容易下滲，降低了土體抗剪強(qiáng)度，破壞了土體整體性，這也是變形只在此區(qū)域產(chǎn)生的主要原因。

其次，變形體左上方修建的村村通公路，其路邊的截水溝，一般情況下能夠截走地表水，但當(dāng)降水量較大時(shí)，截水溝匯集大量地表水改變了排水方向直接排入洼地，經(jīng)破碎的巖土體滲入坡體，從而誘發(fā)變形的產(chǎn)生。

3.3 隧道塌陷

據(jù)走訪調(diào)查，1998年，螺絲灣水電站施工引水隧洞至該段位置時(shí)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，洞內(nèi)發(fā)生了較為嚴(yán)重的塌方，變電站北邊曾多次發(fā)生過(guò)局部滑坡、塌方等地質(zhì)災(zāi)害。坡體巖土體破碎，擴(kuò)大了地表水下滲的路徑。

4 治理方案

4.1 大邊坡穩(wěn)定

對(duì)于深層不穩(wěn)定大邊坡，有針對(duì)性的進(jìn)一步勘察后，查清了土層、巖層構(gòu)造及物理力學(xué)指標(biāo)，選取4個(gè)典型剖面進(jìn)行穩(wěn)定性分析，分析過(guò)程中結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，得出各剖面的穩(wěn)定系數(shù)為1.22～1.49，考慮到大部分坡體植被保護(hù)較好等因素，認(rèn)為大邊坡整體是穩(wěn)定的，不需治理，這一結(jié)論至關(guān)重要，將極大的降低治理造價(jià)。

4.2 淺層滑坡

對(duì)淺層滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，得出各剖面的穩(wěn)定系數(shù)為0.94～1.04，表明滑坡體處于極限平衡狀態(tài)。在暴雨等因素的影響下，滑動(dòng)、開裂變形將繼續(xù)擴(kuò)大，淺層的整體滑坡將可能發(fā)生。結(jié)合此邊坡的實(shí)際情況對(duì)邊坡的治理方案進(jìn)行比選如下:

4.2.1 抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索

1)工作原理方面，抗滑樁是被動(dòng)受力，而預(yù)應(yīng)力錨索是主動(dòng)受力;

2)施工難度方面，滑坡主要地層為巖層，成樁困難，須放炮，對(duì)穩(wěn)定性不利，錨索采用鉆機(jī)成孔，對(duì)穩(wěn)定性不會(huì)產(chǎn)生影響;

3)施工工期及安全方面，下滑力較大，抗滑樁工程量較大，工期較長(zhǎng);錨索空間上采用依次施工，工期較短;且不需開挖，優(yōu)點(diǎn)更加突出。

4.2.2 對(duì)坡體注漿填充孔隙

增加地層的密實(shí)度，阻止了地下水下滲帶走細(xì)顆粒，但治理費(fèi)用大，且治理效果難以保證永久性邊坡長(zhǎng)期的穩(wěn)定，存在一定的安全隱患。

4.2.3 最終治理方案

1)對(duì)滑動(dòng)帶土體注漿，一方面填充孔隙，增加地層的密實(shí)度，阻止了地下水下滲帶走細(xì)顆粒，另一方面固化后形成強(qiáng)度較高的復(fù)合土，增加了地層的整體穩(wěn)定性。

2)采用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行支擋剩余下滑力。

3)坡體上設(shè)置二層截洪溝，確保上部坡面地表水及左側(cè)箐溝水有效排走。

5 結(jié)束語(yǔ)

1)重視巖土工程勘察工作，確保勘察質(zhì)量，這是控制巖土工程安全、質(zhì)量和造價(jià)的前提。

2)滑坡災(zāi)害治理須結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，全面、科學(xué)分析變形原因，進(jìn)行多方案比較，進(jìn)而采用針對(duì)性強(qiáng)、可操作性好、造價(jià)相對(duì)低的治理方案。

3)滑坡災(zāi)害治理時(shí)宜優(yōu)先采用勘察、設(shè)計(jì)、施工總承包，并由滑坡治理經(jīng)驗(yàn)豐富的單位承擔(dān)，以保證質(zhì)量和安全，節(jié)約費(fèi)用，減少工期。并且責(zé)任清晰，避免扯皮。

［1］220kV迪慶變電站山體滑 (邊)坡巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告、施工圖［R］，中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，2009.

［2］220kV迪慶變電站山體滑坡處理施工圖審查會(huì)會(huì)議紀(jì)要，云南電網(wǎng)公司，2009.