某變電站站址巖土工程條件分析評價

郭凱　程燕萍

摘 要：該變電站站址位于玉林市陸川縣馬坡鎮(zhèn)雄英村東北側的丘坡上，站址北距玉林市約17 km，東距馬坡鎮(zhèn)約5.8 km。文章分析了該變電站區(qū)域地質情況，并結合巖土工程條件對該場地進行了分析評價，相關研究結論對類似工程具有一定借鑒意義。

關鍵詞：變電站；站址；巖土工程條件

中圖分類號：P642.25 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0165-02

1 工程概況

該變電站站址位于玉林市陸川縣馬坡鎮(zhèn)雄英村東北側丘坡上，北距玉林市約17 km，東距馬坡鎮(zhèn)約5.8 km（公路距離約6.5 km）。工程規(guī)模如下：變電所容量：本期1×1 000 MVA，遠期3×1 000 MVA；電壓等級：500 kV，220 kV，35 kV三個電壓等級；場地整平設計標高初步擬為104 m～106 m。

2 區(qū)域地質構造及地震

2.1 區(qū)域地質構造

根據1/20萬本區(qū)域地質構造有關資料，按構造單元的劃分，本區(qū)位于揚子亞板塊滇東拗褶帶，新構造類型屬滇東上升區(qū)。

本區(qū)地殼具有典型的基底和蓋層雙層結構，晉寧運動時期基底褶皺變質，印支～燕山運動時期全面隆起為陸，喜馬拉雅運動使其抬升為高原并產生斷塊差異活動，小江斷裂以西的川滇菱形斷塊整體向南南東滑動，東側的斷塊向北推擠翹起。地表構造線以南北走向為主，北西向與北東向次之。

站址場地內無區(qū)域活動性斷裂通過，而距站址區(qū)較近的活動性斷裂為師宗～彌勒斷裂帶、曲靖～昭通斷裂帶，屬微弱～中等全新活動斷裂，距擬建站址最近距離均大于5.0 km，符合《變電站巖土工程勘測技術規(guī)程》8.1.6條要求。站址區(qū)區(qū)域地質構造相對穩(wěn)定。

2.2 新構造運動及地震

在新構造運動劃區(qū)上，本區(qū)屬滇東南上升區(qū)，其新構造運動特點為：早第三系～第四系早更新世構造運動以大面積整體間歇性抬升為主，間有局部垂直差異運動；新生代晚期以來，差異活動主要發(fā)生在滇東北地區(qū)。而站址區(qū)所在的滇東南地區(qū)差異活動微弱，抬升幅度在1 500 m以下，地貌上顯示為寬平的喀斯特曠原，歷史上地震活動弱小。

根據區(qū)域地質資料及現場踏勘，從地質構造上講，該區(qū)屬于扭動構造中的華夏系構造。該構造走向為NE40？觷，北起納章，中經陸良、牛頭山，南至楊梅山、尾側一帶。該構造形跡在站址附近表現為楊梅山復背斜。楊梅山復背斜寬約10 km，其背斜軸就位于召夸、楊梅山、中寨一線，向東北為陸良上第三系盆地所覆蓋，其軸部暴露的昆陽群（Pt1 hs）以NE35？觷左右分布，巖層傾角一般大于50？觷；不整合于軸部昆陽群（Pt1 hs）之上的中、上泥盆統（D2、D3）構成了該復背斜的兩翼。紅路口站址即位于楊梅山復背斜的軸部上，站址出露的地層為元古界昆陽群黑山頭組粉砂巖、板巖、砂巖，因受強烈構造作用，站址附近發(fā)育有F1、F2、F3三條斷層及一條不整合接觸界線。F1、F2均錯開昆陽群（Pt1 hs）與泥盆系?？诮M（D2 h）地層，屬小型非活動性逆斷層，斷層兩側巖層破碎，小型褶皺發(fā)育，站址均已避開。

站址場地區(qū)域構造及地震、地質環(huán)境較復雜，地震活動較為頻繁，但站址區(qū)距小江深大斷裂、嵩明～華寧兩大發(fā)震斷裂距離較遠（大于25 km），在站區(qū)的地震活動多在4.0級以下，考慮到其在本區(qū)域內地震活動的頻度及強度均較小，對站址的穩(wěn)定性影響有限。綜上評述，站址區(qū)在區(qū)域上屬于相對穩(wěn)定區(qū)。

3 站址巖土工程條件

3.1 地形地貌

站址屬高原型丘陵地貌，大部分為丘頂平臺，部分為丘坡地帶，站址范圍地面高程約2 149～2 164 m，最大高差約為15 m。除東南側地勢稍低為丘坡外，其它地段稍高為丘頂平地，地形起伏稍大，丘坡地段坡度介于5？觷～10？觷之間。場地內現種植苜蓿、蘿卜等經濟作物，此外還有松樹和雜樹。站址南側有一人工蓄水池，直徑約10 m，高2 m。站址外西北側約50 m（測圖范圍以外），為一深約20～30 m的深切狹長的山溝，植被茂盛。站址西側、東側及南側有3個廢棄鐵礦坑，面積約100～400 m2不等，深1～5 m不等，其中西側和南側的礦坑雨季積水。場地還因取土坑、露天礦坑等開挖形成多出陡坎地形，高差1.0～3.0 m。

場地外周邊地形變化較大，有山坡、山溝、小山丘、山脊等，高差變化也較大。東南側及南側有長緩的山坡，坡度約6？觷～8？觷，局部較陡，有耕作梯形陡坎，山坡腳有水塘，水塘高程約2 115～2 125 m，低于站址地面約35.0 m，水塘長約350～400 m，寬約50～100 m，與站南邊相距約500～600 m，水匯流于三角水庫。場地外東側有山溝，長約400 m，高差約30 m，溝底有山泉滲出的小溪，匯流入南側山坡腳的水塘。西南側也有一條山溝，地面高程約2 135～2 140 m，溝底內也有山泉式滲出水，形成小溪匯流入南側山坡腳的水塘。場地外西北側及東北側、北側均為山脊、密林，其中也有小山溝。

3.2 地基巖土分布特征

根據鉆孔揭露及現場地質測繪與調查，站址區(qū)的上覆土層為第四系坡殘積（Qsl+el）粘土，下伏基巖為元古界昆陽群黑山頭組（Pt1 hs）板巖。

第四系耕（表）土層（Q）：耕植土（表土）①：黃褐色、紅褐色，含有植物根系，土質結構疏松，層厚0.3 m～0.8 m，站址區(qū)地表大部分有分布。

第四系坡殘積層（Qsl+el）：粘土②：紅褐色、黃褐色，干～稍濕，硬塑狀。局部混有角礫，角礫成分為強風化板巖。切面較粗糙，粘性較差。該層標準貫入實測擊數7～16擊。分布于站址西北部及南部。鉆孔揭露該層厚度0.5m～5.7 m，平均厚度1.72 m。

元古界昆陽群黑山頭組（Pt1 hs）：其一，全風化板巖③：黃色、灰白色，巖芯呈土柱狀，巖體結構已完全破壞，局部見少量強風化巖塊、透鏡體，巖質軟，屬極較巖，可干鉆。該層標準貫入實測擊數13～35擊。站址范圍內除東南角外均有分布，鉆孔揭露該層厚度0.5～6.0 m，平均厚度2.43 m。南側山坡耕地、道路開挖可見全風化巖，地表分布有強風化～中等風化的巖塊，其粒徑d=3～10 cm，少量達到10～20 cm，棱角狀，易擊碎。其二，強風化板巖④：灰白色，灰黃色，可見絲絹光澤，薄層～中厚層狀，系粉砂巖、砂巖淺變質形成，淺部巖體揉皺現象明顯，裂隙發(fā)育。巖芯呈碎塊狀、巖粉狀，少量塊狀，層面見絲絹光澤，巖芯斷面見黃褐色浸染，巖體裂隙發(fā)育，完整性差，巖質軟，手易折斷，屬極軟巖，暴曬易開裂。整個站址區(qū)均有分布，鉆孔揭露該層厚度0.8～8.6 m，平均厚度4.46 m。在站址南側山坡路邊也可見開挖出露的強風化剖面。其三，中等風化板巖⑤：灰白色，灰黃色，可見絲絹光澤，薄層～中厚層狀，系粉砂巖、砂巖淺變質形成，巖心較完整，多呈短柱狀、塊狀，裂隙較發(fā)育。場地內無直接出露。根據現場鉆探，推測該層厚度大于10 m，整個站址區(qū)均有分布，巖層產狀為20？觷～50？觷/NW∠20？觷～50？觷。在西南邊山坡開挖可見巖石出露的斷面。地表也可見巖石塊零星分布。

3.3 水文地質條件

3.3.1 地表水

站址場地主要為地勢較高的山脊頂平臺，大氣降水多沿地表向低洼處排泄，地表水排泄順暢。附近地表水源主要為站址西南側2.0 km處的三角水庫，該水庫水域面積約283 800 m2，庫容約65 hm3。站址外東南側及西南側的山溝中均有溪水流出，流量隨季節(jié)變化。站址外東南側約150 m處有一水塘，寬約5 m，長約10 m，深約1.5 m，蓄水量較小，系人工開挖形成，由溪水補給。

3.3.2 地下水

其一，孔隙水：孔隙潛水賦存于土層中，為上層滯水，分布不均，水量小，不能形成穩(wěn)定水位。其二，基巖裂隙水：調查發(fā)現站址附近的山溝均有地下水滲出，在山溝匯集形成小溪流，流量約3～5 m3/h，系山溝中殘積土層、基巖全風化層、強風化層、中等風化層等有較多裂隙，形成富水層，而微風化板巖為隔水層，山溝地段地下水以泉水出露。從溪流看，雨季水量大，勘察期間為旱季，水量較小。地下水來源為降水、雪水、霧水等下滲。據可研階段資料，鉆孔中均未見地下水，現階段鉆孔由于基巖采用水鉆，未見到穩(wěn)定的地下水位。

4 巖土工程條件評價

4.1 場地穩(wěn)定性分析及環(huán)境地質評價

擬建站址場地無區(qū)域活動性斷裂通過，區(qū)域微弱全新活動斷裂距站址大于5.0 km，場地處于構造相對穩(wěn)定區(qū)。場地平整后，人工開挖邊坡、填土邊坡是主要巖土工程問題，設計采用擋墻支護措施后，不會產生地質環(huán)境破壞問題。由于變電站周邊是旱地，且位于飲用水源保護區(qū)內，施工需做好污水達標排放，保護好水源。

4.2 場地和地基的地震效應分析

根據物探成果報告，場地土等效剪切波速范圍值為306～476 m/s，等效剪切波速平均值為365 m/s。場地平整后，填方區(qū)場地覆蓋層厚度為3.0～20.0 m，根據《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011-2001）表4.1.6判定場地類別為Ⅱ類。挖方區(qū)場地覆蓋層厚度為小于3.0 m，場地類別為Ⅰ類。填土的斜坡地段及開挖邊坡地段屬抗震不利地段，開挖區(qū)場地屬抗震有利地段。

4.3 地基巖土特性分析

耕植土（表土）①：含有植物根系，土質結構疏松，施工中宜予以清除或壓實。粘土②：呈硬塑狀，力學強度較高，可作為變電站建（構）筑物基礎持力層。全風化板巖③：力學強度較高，場地內大部分有分布，為變電站建（構）筑物的良好基礎持力層。強風化板巖④：力學強度高，場地內均有分布，為變電站建（構）筑物的良好基礎持力層。中等風化板巖⑤：力學強度高，場地內均有分布，埋深起伏較大，為變電站建（構）筑物的良好基礎持力層。

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