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)
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
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)
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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.