電力工程巖土勘察的特點(diǎn)與方法研究

李斌

（湖南科鑫電力設(shè)計(jì)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410000）

電力工程巖土勘察包括建設(shè)地點(diǎn)的水文地質(zhì)條件調(diào)查，勘探測(cè)繪等等，同時(shí)也包括了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、取樣試驗(yàn)等等檢測(cè)試驗(yàn)。電力工程巖土勘察是進(jìn)行電力工程建設(shè)的先決條件，只有科學(xué)、安全、高效、高質(zhì)量的完成巖土勘察工作，才能確保電力工程建設(shè)的有效進(jìn)行，從根本上保障電力工程建設(shè)的整體質(zhì)量，為國(guó)家電網(wǎng)的發(fā)展和電力的輸送提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 項(xiàng)目概況

本文中采用的實(shí)例為沿河青山220kV變電站工程，該工程位于銅仁市沿河土家族自治縣官舟鎮(zhèn)白馬村，站址距離官舟鎮(zhèn)約五公里，東臨X562 縣道，交通生活條件較方便。站址位于兩山丘相夾的山間低洼地段，站址內(nèi)地勢(shì)較為平坦，高差一般在20m之內(nèi)，大部分地方灰?guī)r直接出露于地表，溶溝溶槽較發(fā)育，覆蓋層厚度在0～8.0m之間變化，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民烤煙種植場(chǎng)地。站址區(qū)海拔約900m，為中低山地貌單元。

巖土勘察工作分為可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)勘察三階段進(jìn)行，主要采用工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查、機(jī)械鉆孔等方法對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，按方格網(wǎng)并結(jié)合構(gòu)筑物分布情況布置勘測(cè)點(diǎn)，間距15～35 米不等。需要完成的野外勘察工作包括：1：10000 的地形圖進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查，范圍約28km2；地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查點(diǎn)有42 個(gè)；控制性鉆孔14 個(gè)，進(jìn)尺199.5m，一般性鉆孔39 個(gè)，進(jìn)尺72.7m；水井調(diào)查點(diǎn)5 個(gè)；高密度電阻率電測(cè)點(diǎn)16 次，AB/2=147m 共5 次，AB/2=100m共10 次，AB/2=68.1m共1 次；取生活飲用水分析試樣1件。

2 巖土勘察方案

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪，站址區(qū)域巖層為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群白云巖、灰?guī)r，該地層在變電工程場(chǎng)地巖溶較為發(fā)育，也是影響變電站工程能否在此修建的主要巖土工程問(wèn)題，為此在可行性研究及初步設(shè)計(jì)階段共進(jìn)行了28km2的地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪工作。

2.1 巖溶形態(tài)特征

變電場(chǎng)地內(nèi)的構(gòu)造裂隙主要為兩組，根據(jù)電測(cè)法解讀，其中一組深度約為3～7m，10m寬范圍內(nèi)溶溝（槽）達(dá)5～6 條；另一組構(gòu)造裂隙為水平溶洞，并成為地下徑流的主要通道。通過(guò)對(duì)變電場(chǎng)地及附近所出現(xiàn)的巖溶漏斗及溶蝕洼地進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查與測(cè)量，其巖溶地形特征包括：沿?cái)嗔褞Оl(fā)育，并沿?cái)鄬映蚀闋罘植?；漏斗?nèi)均充填較厚的溶蝕殘存或坡積的粘性土；巖溶地形均未見(jiàn)地下水及泉水出露點(diǎn)。巖溶豎井有三個(gè)，其中兩個(gè)在站址區(qū)西面，洞口呈圓形，洞口直徑約為5.0m，豎井能見(jiàn)深度約為5m；一個(gè)位于站址區(qū)北部，直徑約1.5m，深約3.0m，均發(fā)育于斷裂帶或裂隙密集帶，且都干涸無(wú)水。

2.2 鉆孔布置

勘察按方格網(wǎng)并結(jié)合構(gòu)筑物分布情況布置勘測(cè)點(diǎn)，共布置了控制性鉆孔11 個(gè)，一般性鉆孔23 個(gè)，重要的構(gòu)筑物如主變、主控樓、220kV配電裝置區(qū)、110kV配電室均布置了控制性鉆孔，施工圖設(shè)計(jì)勘察階段則在初步設(shè)計(jì)勘察的基礎(chǔ)上對(duì)北側(cè)邊坡及部分構(gòu)筑物進(jìn)行了補(bǔ)充勘測(cè)，共布置鉆孔16 個(gè)?，F(xiàn)場(chǎng)鉆探時(shí)通過(guò)挖溝或設(shè)置圍土堤，與毗鄰的農(nóng)田隔開(kāi)，嚴(yán)格控制了污油、污水不得流入田間和小溪。巖芯擺放要求：放置巖芯處應(yīng)干凈整平，鉆探巖芯要按從左到右、從上到下的順序整齊排放在鉆孔附近，每回次應(yīng)有巖芯牌，鉆探任務(wù)未完成前應(yīng)妥善保管好巖芯，不得隨意破壞巖芯，留待拍照、檢查、核對(duì)。

2.3 水文地質(zhì)條件

水文地質(zhì)調(diào)查表明，場(chǎng)地地下水主要為裂隙巖溶水，補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水。根據(jù)沿輸變電工程批復(fù)文件，站址施工用水、生活用水及消防用水采用周邊泉水出露點(diǎn)取水，因此變電站的水文勘察重點(diǎn)主要放在場(chǎng)地鉆孔的地下水揭露及周邊泉水出露點(diǎn)的調(diào)查上。

2.4 邊坡勘察

邊坡坡度值建議取1:0.4 放坡，邊坡應(yīng)采取噴射砂漿或漿砌片石護(hù)坡，挖方邊坡以上的山坡坡體完整穩(wěn)定，傾角與坡度斜交，應(yīng)保持自然狀態(tài)，并清除坡上的松動(dòng)危巖；填方邊坡坡度值取1:1.0，且應(yīng)進(jìn)行護(hù)坡，并相應(yīng)作好排水、截水措施，以保證邊坡的穩(wěn)定；挖方邊坡則在坡腳采用擋土墻設(shè)置，人為降低邊坡高度后，挖方區(qū)采用漿砌片石護(hù)坡坡比為1:0.3。

3 巖土勘察特點(diǎn)

本次巖土勘察采用了大面積工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪，查明了該區(qū)域巖溶發(fā)育規(guī)律，得出了變電站站址的淺層溶洞不是很發(fā)育，而地表以下100m深度巖層處存在溶洞發(fā)育層，為變電站的勘察提供了指導(dǎo)性的建議。針對(duì)本項(xiàng)目的勘察，具有如下的特點(diǎn)：

3.1 地貌高差起伏較大

站址區(qū)域地貌屬山地地貌單元，站址由兩個(gè)山體的中間地帶所組成。南北高，中間低。場(chǎng)地高程893～915m，相對(duì)高差約0～23m。根據(jù)地形地貌情況，因此將220kV及110kV配電裝置區(qū)布置分別布置站址兩側(cè)即東南側(cè)、西北側(cè)，主控樓及主變布置在站區(qū)中部。全站實(shí)現(xiàn)土石方挖填平衡，無(wú)外購(gòu)及外棄土石方，站址填方區(qū)采用擋土墻設(shè)置，考慮場(chǎng)地為弱風(fēng)化灰?guī)r，挖方區(qū)采用漿砌片石護(hù)坡。

3.2 環(huán)?？辈炖砟?/h3>

巖土勘察取樣時(shí)，盡量保持原始地貌，盡量減少對(duì)原始地貌的破壞，對(duì)環(huán)境造成影響。因變電場(chǎng)地仍為當(dāng)?shù)乩习傩盏霓r(nóng)作物種植地，故現(xiàn)場(chǎng)鉆探時(shí)通過(guò)挖溝或設(shè)置圍土堤，與毗鄰的農(nóng)田隔開(kāi)，嚴(yán)格控制了污油、污水流入田間和小溪。

3.3 填方填料

填方區(qū)填料采用開(kāi)挖邊坡形成的爆破石灰?guī)r，場(chǎng)地平整時(shí)，要求灰?guī)r級(jí)配合理，每0.6-1.0 米層分層碾壓，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94。位于填方區(qū)構(gòu)支架，均以壓實(shí)的灰?guī)r碎石層為持力層，可大大減少地基換填量。

4 提高巖土勘察質(zhì)量措施

電力巖土勘察與其它勘察項(xiàng)目不同，電力設(shè)施的建設(shè)地點(diǎn)地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，因此在進(jìn)行電力巖土勘察時(shí)，首先必須查閱大量的地質(zhì)資料，以了解建設(shè)地點(diǎn)的巖溶特性，其次要選擇靈活環(huán)保的鉆探方案，既不影響生態(tài)環(huán)境，又可以達(dá)到勘察效果，最后采用科學(xué)的勘察試驗(yàn)方法，以保障勘察結(jié)果的有效性。

4.1 地質(zhì)資料調(diào)查

巖溶問(wèn)題的調(diào)查需查明各巖、土體的巖性、厚度、結(jié)構(gòu)、及空間分布與變化規(guī)律，溶巖巖層的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的主要特點(diǎn)、研究各地層單元中可溶巖巖層的分布與組合規(guī)律，進(jìn)行巖溶層組類(lèi)型劃分。需要考慮地貌單元統(tǒng)計(jì)層狀地形的分布、高程、覆蓋堆積物的成因時(shí)代等情況，尤其注意對(duì)巖溶洞穴(包括各類(lèi)勘探揭示的溶洞)、巖溶剝夷面、封閉的巖溶負(fù)地形的統(tǒng)計(jì)，還需要了解區(qū)域地貌尤其是巖溶地貌的時(shí)代、發(fā)育階段、形成演化歷史和地文期的劃分及其與第四系和新構(gòu)造的關(guān)系。

4.2 鉆探方案選擇

按方格網(wǎng)并結(jié)合構(gòu)筑物分布情況及物探結(jié)果的異常位置布置鉆孔，如果出現(xiàn)土洞或溶洞，應(yīng)適當(dāng)在該土洞或溶洞附近加密鉆孔，以確保能比較直觀的了解該土洞或溶洞的空間發(fā)育情況。

4.3 高密度電阻率法

高密度電阻率法，是一種陣列式電阻率測(cè)量方式，它集中了電剖面法和電測(cè)深法，與普通電阻率法不同的是在觀測(cè)中設(shè)置了高密度的電測(cè)點(diǎn)。在電極裝置的選擇上，采用了三電位電極系，將溫納四極（AMNB）、偶極(ABMN)及微分(AMBN)裝置按一定方式組合后所構(gòu)成的一種統(tǒng)一測(cè)量系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)

為提高電力項(xiàng)目巖土勘察質(zhì)量，在勘察過(guò)程中，必須采用大面積地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)鉆探采用靈活多變的勘察原則，運(yùn)用高密度電阻率法對(duì)地下溶洞和洞穴的分布規(guī)律進(jìn)行探測(cè)，最終根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察工作的情況，建議本次項(xiàng)目總平面圖往南移動(dòng)30 米，往西移動(dòng)20 米，即減少了邊坡開(kāi)挖量，同時(shí)又盡量避開(kāi)了東部巖溶洼地對(duì)變電站圍墻的不良影響，為變電站的建設(shè)節(jié)省大批資金投入，極大提升了電力工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。