二級遙感技術(shù)在藏中聯(lián)網(wǎng)工程中的應用

劉厚健，程東幸，趙順陽，饒 虎，樊柱軍，張 博

(中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司， 陜西 西安 710075)

二級遙感技術(shù)在藏中聯(lián)網(wǎng)工程中的應用

劉厚健，程東幸，趙順陽，饒 虎，樊柱軍，張 博

(中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司， 陜西 西安 710075)

遙感技術(shù)是一種運用現(xiàn)代化的運載工具和傳感器，探測和識別遠距離研究對象的技術(shù)。本文利用二級遙感技術(shù)對藏中聯(lián)網(wǎng)500kV線路工程全線地質(zhì)災害及塔基地質(zhì)條件進行了研究，發(fā)現(xiàn)線路R335- R 337/L336-L338段為一古滑坡體，并經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查、勘察及定量評價，驗證了遙感解譯結(jié)果的準確性，為進一步在輸電線路工程，尤其是山高坡陡的線路工程中推廣遙感技術(shù)奠定了基礎。

二級遙感技術(shù)；航空正射影像；衛(wèi)星影像；塔基地質(zhì)條件。

1 概述

藏中和昌都電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程500kV線路工程簡稱藏中聯(lián)網(wǎng)500kV線路工程，該工程位于西藏自治區(qū)，起自芒康500kV變電站，止于林芝500kV變電站。由于線路沿線新構(gòu)造運動強烈、地質(zhì)條件復雜、地形起伏較大，不良地質(zhì)作用發(fā)育等，給塔基的長期穩(wěn)定性帶來了極大挑戰(zhàn)。本工程在施工圖定位期間，由于對塔基地質(zhì)條件和一些不良地質(zhì)作用的認識存在差異，加之施工防護措施不當，造成施工開挖時出現(xiàn)了部分塔基坑壁坍塌，甚至塔基穩(wěn)定性存在安全隱患的現(xiàn)象，為保證塔基的長期穩(wěn)定性及線路的運行安全，在線路基礎工程施工階段，對塔基的穩(wěn)定性和地質(zhì)條件又進行了全線復核。

為了保證工期，提高塔基穩(wěn)定性及地質(zhì)條件的復核質(zhì)量，本文對全線不良地質(zhì)作用的發(fā)育情況和威脅塔基穩(wěn)定性的其他安全隱患問題采用遙感技術(shù)進行了詳細研究和排查，并結(jié)合施工圖定位資料、施工反饋信息及現(xiàn)場勘察工作，對塔基的穩(wěn)定性進行了驗證性研究，為該工程的長期運行起到了保駕護航的作用。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)處于青藏高原東部地區(qū)，大地構(gòu)造單元屬松潘－甘孜地槽褶皺系之玉樹－義墩優(yōu)地槽褶皺帶與三江地槽褶皺系江達－巴塘優(yōu)地槽褶皺帶的接合部位，為川滇斷塊強烈活動斷裂構(gòu)造區(qū)的西緣。線路沿線大多為高山峽谷地貌，地勢陡峭，嶺谷懸殊，山嶺重疊，線路沿線海拔高程一般在2900～5200 m(圖1)之間，一般高差在500～1200 m，最大高差可達1550 m。

圖1 沿線海拔高程圖

線路沿線穿越了侵蝕剝蝕溶蝕高山峽谷地貌，侵蝕剝蝕溶蝕中、高山地貌、低高山和高原區(qū)低山丘陵地貌和河流侵蝕堆積山間盆地、谷地地貌以及冰川侵蝕地貌等5個大的地貌單元。受構(gòu)造運動影響，各地貌單元中的巖體均表現(xiàn)出節(jié)理、裂隙發(fā)育，風化卸荷作用強烈，淺表層部位巖體完整性差，以碎裂結(jié)構(gòu)為主的特征。

研究區(qū)內(nèi)地形高差變化大，巖體破碎，各種不良地質(zhì)作用廣泛發(fā)育，尤以崩塌、巖屑坡、碎石堆積體、滑坡等不良地質(zhì)作用最為普遍。而且這些不良地質(zhì)作用發(fā)育廣泛、穩(wěn)定性差、規(guī)模大，難以規(guī)避和防治。

3 二級遙感及解譯結(jié)果

3.1 二級遙感

由《電力工程遙感調(diào)查技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5492－2014)可知，工程項目的遙感調(diào)查等級根據(jù)項目的調(diào)查目標、技術(shù)特點與要求可分為三級。藏中聯(lián)網(wǎng)500kV線路工程在遙感地質(zhì)解譯時已經(jīng)具有專門的航空正射影響資料，遙感解譯人員也是專業(yè)人員，且遙感解譯結(jié)果都將必須進行現(xiàn)場驗證，因此，滿足二級遙感調(diào)查的要求。

3.2 遙感影像資料

為了指導塔基穩(wěn)定性外業(yè)復核工作，選用航空正射影像作為主要影像數(shù)據(jù)源，并結(jié)合Google Earth衛(wèi)星影像資料，對全線的地質(zhì)條件進行綜合分析，選擇出疑似存在安全隱患的塔基供外業(yè)驗證。

正射影像是輸電線路定位工作中重要的基礎資料，其產(chǎn)生過程是：按照擬定的航攝計劃進行航飛獲取航空像片后，測量專業(yè)通過外業(yè)控制和調(diào)繪工作，獲取工程區(qū)適當數(shù)量的控制點，包括坐標信息和高程信息，利用航空影像的立體像對生成核線影像，建立整個工程區(qū)的三維立體地圖，用于測取輸電線路斷面圖，塔位調(diào)整后斷面也隨之變化。在這個過程中其附加產(chǎn)品就生成了工程區(qū)的正射影像地圖，也就是從正上方一定距離觀看工程區(qū)的影像地圖。正射影像可以在外業(yè)定位中指導設計人員到達擬定塔位，一般測量專業(yè)結(jié)合外控點和影像上道路的分布，分工布置每天的外業(yè)工作量，開展專業(yè)工作。但實際上，巖土專業(yè)人員應充分利用正射影像圖能真實反映工程區(qū)大部分地質(zhì)條件的特征，綜合分析判斷塔基所處場地的穩(wěn)定性及基本地質(zhì)條件。目前巖土專業(yè)對于正射影像地圖的使用非常有限，這經(jīng)常造成了因塔基穩(wěn)定性問題而改線的情況，既浪費了工期，又增加了勘測費用。

Google Earth衛(wèi)星影像是Google公司推出的全球影像地圖系統(tǒng)，地球上任何地方的影像都可以覆蓋，不同地段所使用的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)源不同，城市一般采用快鳥(Quick Bird)或吉奧(Geo)等高分辨率影像，鄉(xiāng)村或山區(qū)多為陸地衛(wèi)星類的中分辨率影像，其影像地圖隨時間推移也在不斷更新。Google Earth衛(wèi)星影像是目前可以免費獲得的最方便的衛(wèi)星影像地圖。

3.3 遙感特征與解譯

本次工作就利用了工程區(qū)航攝獲得的航空正射影像和Google Earth衛(wèi)星影像綜合對比分析，通過目視解譯與現(xiàn)場驗證的方法進行了沿線塔基穩(wěn)定性和地質(zhì)條件的核查。通過對塔基所處場地地形地貌、不良地質(zhì)作用、植被發(fā)育情況等的分析和研究，解譯了全線塔基的地質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)塔基所處地質(zhì)體應處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，但R335－R337/L336－L338段塔基所處位置疑似滑坡體上(圖2)，需要進一步現(xiàn)場核實。

圖2 工程區(qū)的衛(wèi)星影像和正射影像

R335－R337/L336－L338段所在斜坡在衛(wèi)星影像上和航空影像上均呈現(xiàn)明顯的圈椅形地貌，后緣陡峭，中部相對平緩，前部又變?yōu)槎盖蜖顟B(tài)，北側(cè)邊界已經(jīng)形成明顯的泥石流，在溝口形成扇形堆積體，南側(cè)以緩梁與斜坡分開，整個坡體上植被發(fā)育一般，中部平臺區(qū)地形凌亂，局部較前部稍低。坡體由風化殘坡積碎屑物組成，細粒物質(zhì)填充很少，固結(jié)程度差。局部受水流沖刷形成淺溝槽，地面裸露。在衛(wèi)星影像上，坡體形成一定的陰影，頂部有積雪。從影像上看，坡體目前沒有明顯的變形，下部也沒有形成變形堆積體，說明現(xiàn)狀條件下，該斜坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

3.4遙感解譯結(jié)果

R335－ R 337/L336－338段為一傾向西側(cè)的斜坡，近南北向展布，西側(cè)為河谷，河床高程3907 m，斜坡底部高程3958 m，中部平臺處4340 m，斜坡頂部5125 m，R335－R337分布在4163 m左右，L336－L338分布在4219 m左右，整個斜坡底部寬度1100 m，中部寬度1270 m，頂部寬910 m，從影像上看坡面較平整，偶見坡面泥石流，由厚層松散風化堆積物組成，植被稀疏，呈較明顯的圈椅狀，上部陡峭，中部平緩，下部稍陡，北側(cè)溝谷形成了明顯的泥石流，溝口堆積明顯(圖3)，該斜坡為一古滑坡，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，輸電線路位于坡體的前部、中部平臺的下面，共有6基塔分布在該斜坡體上，輸電線路塔基施工和運行時，荷載疊加到斜坡上，是否會對坡體的穩(wěn)定性有影響，需要進一步核實。

圖3 R335－R337/L336－L338段航空正射影像

4 遙感解譯結(jié)果的驗證

遙感排查出R335－R337/L336－L338段存在滑坡隱患后，隨即對這個區(qū)段進行了工程地質(zhì)調(diào)查、勘察及滑坡體狀態(tài)的穩(wěn)定性評價。

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)R335－R337/L336－L338段所在的坡體確實為滑坡體?；略诘匦紊陷^為明顯，邊界易區(qū)分，前部被泥石流等堆積體覆蓋，整體呈開口微閉的“馬蹄形”。該滑坡體后壁為上部緩傾平臺東側(cè)陡峻山體，后壁較平直光滑，可見“圈椅狀”地形?；虑熬壩挥谙虏烤弮A平臺上部坡體泉水出露一帶，下部緩傾平臺主要為原河流階地，其北側(cè)可見卵礫石堆積體，滑坡體基本覆蓋在原始河流階地上；左右側(cè)位于兩側(cè)山脊(圖4～圖5)。

圖4 塔基所處坡體地貌形態(tài)

圖5 10L336～10l338、10R335～10R337塔位邊坡工程地質(zhì)平面圖

為了對該段路徑的適宜性及塔基穩(wěn)定性做出客觀評價，本文在對該坡體進行勘察、測試的基礎上，選用Geostudio軟件，分天然、地震、暴雨及各工況的耦合情況進行了定量評價，評價結(jié)果顯示坡體的安全系數(shù)均大于1.05，是穩(wěn)定的坡體。

綜合坡體的地貌形態(tài)、植被發(fā)育特征、臨空條件及水環(huán)境特征，結(jié)合定量計算結(jié)果可知：該坡體為一古滑坡體，由于發(fā)生的時間久遠，坡體上難以見到明顯的變形破壞特征，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，對線路走徑和塔基穩(wěn)定性不會造成大的影響。

5 結(jié)論

(1)通過開展二級遙感地質(zhì)解譯工作，進一步排查了線路全徑內(nèi)影響塔基穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，加深了對塔基穩(wěn)定性的認識。

(2)對于藏中聯(lián)網(wǎng)工程這樣的山高坡陡地區(qū)，遙感手段的應用增強了巖土工程勘察工作的主動性和預見性，拓寬了巖土工程的勘察手段。

(3)通過遙感手段的應用，使得塔基穩(wěn)定性和地質(zhì)條件復核工作更具針對性，減少了大面積盲目工作帶來的工期和人力成本的浪費。

(4)通過現(xiàn)場勘察和定量評價，對R335－R337/L336－L338段塔基所處坡體的狀態(tài)與遙感解譯結(jié)果認知一致，說明遙感解譯結(jié)果是可靠的，這也為在輸電線路工程中大力推廣遙感技術(shù)的應用提供了廣闊舞臺。

[1]趙順陽，等.西藏昌都與藏中聯(lián)網(wǎng)工程500kV線路工程地質(zhì)災害復核遙感解譯專題報告[R].西北電力設計院有限公司，2016.

[2]趙建軍，等.西藏昌都與藏中聯(lián)網(wǎng)工程500kV線路工程包10段塔基邊坡穩(wěn)定性評價[R].成都：成都理工大學，2016.

[3]黎澤文.遙感技術(shù)在二灘－自貢500kV輸電線路工程地質(zhì)勘察中的應用[J].電力勘測設計，1994，(2).

[4]劉厚健，等.電力工程遙感調(diào)查技術(shù)規(guī)程[M].北京：中國計劃出版社，2014.

Application of Grade II of Remote Sensing Technology in Transmission Line between Central Tibet and Changdu

LIU Hou-jian,CHENG Dong-xing,ZHAO Shun-yang,RAO Hu,FAN Zhu-jun,ZHANG Bo
(Northwest Electric Power Design Institute of China Power Engineering Consulting Group,Xi'an 710075,China)

Remote sensing is a technology which uses modern delivery vehicles and sensors to detect and identify remote research objects. This paper has studied the geological disasters and geological conditions of tower foundations along the whole path way in the project of 500kV electric transmission line between central Tibet and Changdu by using remote sensing technology,and found that the landforms from R335 to R337 and L336 to L338 on the line is an ancient landslide.Finally verified the accuracy of remote sensing interpretation results through field investigation,prospecting and quantitative evaluation,and laid a solid foundation in promoting remote sensing technology in projects of transmission line,especially in high mountain and steep slope areas.

Grade II of remote sensing technology; aerial orthoimages; satellite images; geological conditions of tower foundation.

P627

A

1671-9913(2017)05-0001-04

2016-12-30

劉厚健(1958- )，男，四川南江人，教授級高級工程師，主要從事電力巖土工程勘察、評價及管理工作。