延安吳起330kV輸變電工程挖填場(chǎng)地邊坡治理方案設(shè)計(jì)探討

李建國，侯龍君

（西北有色工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054）

延安吳起330kV輸變電工程位于延安市吳起縣洛源街道辦棗樹灣社區(qū)白石咀組，總占地面積29830m2，建設(shè)內(nèi)容主要3個(gè)變電裝置、一棟110千伏繼電器室、一棟站用配電室，一棟兩層主控通訊樓、消防水池、水泵房及道路等建設(shè)工程[1]。該場(chǎng)地為半挖半填場(chǎng)地，場(chǎng)地南側(cè)因整平開挖形成最高超過20m的土質(zhì)邊坡，場(chǎng)地南側(cè)因回填形成高約10m的填方邊坡。本文是依據(jù)勘查報(bào)告和有關(guān)規(guī)范，在查明了邊坡工程地質(zhì)條件、巖土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)邊坡的變形破壞方式及成因進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)了邊坡現(xiàn)狀的穩(wěn)定性及發(fā)展趨勢(shì)，最終完成方案設(shè)計(jì)。

1 邊坡概述

（1）邊坡體形態(tài)特征。延安吳起330kV輸變電工程場(chǎng)地位于延安市吳起縣洛源街道辦棗樹灣社區(qū)白石咀組，地處頭道川右岸，行政區(qū)劃隸屬吳起縣洛源街道辦管轄，變電站場(chǎng)地北側(cè)緊鄰吳定路?？辈閰^(qū)東側(cè)為兩側(cè)梁峁之間形成的溝谷，溝谷長(zhǎng)度約720m，寬度60m～130m，兩側(cè)黃土梁峁斜坡總體為上部坡度較陡，接近溝底較為平緩，斜坡總體坡度20°～40°，坡面沖溝較為發(fā)育，溝內(nèi)植被覆蓋一般?？辈閰^(qū)北側(cè)為頭道川河谷，溝谷內(nèi)地形平緩，現(xiàn)狀河道寬30m～50m[2]。根據(jù)已有區(qū)域資料和本次調(diào)查結(jié)果，勘查區(qū)及周邊發(fā)育的地層巖性按時(shí)代由老到新可分為：①全新統(tǒng)耕植土；②第四系全新統(tǒng)沖積層；③第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土；④白堊系砂巖。依據(jù)野外工程地質(zhì)調(diào)查及勘探工作綜合確定，吳起330kV輸變電工程場(chǎng)地邊坡整體為一土質(zhì)邊坡，場(chǎng)地內(nèi)共存在3段邊坡，其中場(chǎng)地南側(cè)邊坡（B1）與西側(cè)邊坡（B2）為場(chǎng)地開挖形成的邊坡，北側(cè)邊坡（B3）為填方邊坡。（見圖1）。

通過定性分析及定量計(jì)算可知，該場(chǎng)地內(nèi)西側(cè)邊坡B2典型剖面的穩(wěn)定性在天然狀態(tài)下為穩(wěn)定狀態(tài)；在飽和狀態(tài)下為不穩(wěn)定狀態(tài)；南側(cè)邊坡B1西部典型剖面的穩(wěn)定性在天然狀態(tài)下為基本穩(wěn)定狀態(tài)；在飽和狀態(tài)下為不穩(wěn)定狀態(tài)；南側(cè)邊坡B1東部典型剖面的穩(wěn)定性系數(shù)在天然狀態(tài)下為穩(wěn)定狀態(tài)；在飽和狀態(tài)下為基本穩(wěn)定狀態(tài)；北側(cè)B3邊坡2處典型剖面的穩(wěn)定性在天然狀態(tài)下為欠穩(wěn)定、基本穩(wěn)定狀態(tài)；在飽和狀態(tài)下為不穩(wěn)定狀態(tài)。因此在強(qiáng)降雨條件下，極易引起上部土體的失穩(wěn)下滑，造成地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，威脅建設(shè)工程及附近居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。因此，急需對(duì)該邊坡進(jìn)行工程治理。

圖1 場(chǎng)地邊坡分布

（2）邊坡巖土特征。根據(jù)鉆探、井探、工程地質(zhì)測(cè)繪及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，該勘查區(qū)及周邊發(fā)育的地層巖性按時(shí)代由老到新可分為：①全新統(tǒng)耕植土；②第四系全新統(tǒng)沖積層；③第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土；④白堊系砂巖。按時(shí)代由老到新將各層的特征表述如下：全新統(tǒng)耕植土、填土（Q4pd、Q4ml），耕植土呈黃褐色，稍濕，土質(zhì)不均，含大量植物根系，0.5m厚度范圍內(nèi)為凍土層。層厚0.7m～0.8m，僅在斜坡上零星出露。人工填土呈灰黃色，稍濕，土質(zhì)不均，土質(zhì)松散，主要分布在場(chǎng)地建設(shè)場(chǎng)地表層，靠近河道部分厚度較深2m～6m。全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al、Q4al+pl），該層主要分布于變電場(chǎng)場(chǎng)地、頭道川河階地范圍內(nèi)，由灰黃色黃土狀土、粉土、粉砂及雜色圓礫組成，土質(zhì)不均，可見鐵錳質(zhì)礦物，分選及磨圓度較好；圓礫母巖成分主要以石英、長(zhǎng)石為主，大小不均勻，局部夾有薄層粉土，空隙由砂土充填。第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積層黃土（Q3eol），該層廣泛分布于勘查區(qū)北側(cè)斜坡地帶，沿梁峁斜坡兩側(cè)出露，呈黃褐色，稍濕，中密土質(zhì)均一，結(jié)構(gòu)致密，孔隙發(fā)育，含鈣質(zhì)結(jié)核，偶見蝸牛殼碎片。層厚5.7m～38.0m，本次勘查鉆孔均穿透該層。白堊系砂巖（K），紅色，強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，以石英、長(zhǎng)石為主，含有云母等暗色礦物質(zhì)，巖芯呈短柱狀或碎塊狀，巖體破碎，裂隙發(fā)育，局部含泥質(zhì)夾層。該層在場(chǎng)地內(nèi)絕大部分鉆孔中有揭露，本次工作未揭穿，揭露最大厚度2.5m。

（3）邊坡危害程度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以及相關(guān)資料，場(chǎng)地南側(cè)B1邊坡目前直接威脅到電站場(chǎng)地，以及后期規(guī)劃建設(shè)的主變裝置、消防水池及水泵房等構(gòu)建筑物，場(chǎng)地西側(cè)B2邊坡直接威脅底部電容器及坡頂住戶的生命及財(cái)產(chǎn)安全，場(chǎng)地北側(cè)B3邊坡為填方區(qū)域，如若發(fā)生滑塌直接威脅主控通訊室、水泵房、電容器等設(shè)備及建筑物，還會(huì)阻塞河道威脅上下游居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，該對(duì)于邊坡的治理是非常必要的。

2 邊坡治理工程施工圖設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）設(shè)計(jì)基本參數(shù)。吳起縣抗震設(shè)防烈度為6°，設(shè)計(jì)基本加速度值為0.05g，抗震設(shè)防分組為第三組，設(shè)計(jì)不考慮地震力作用。在室內(nèi)常規(guī)試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，參考有關(guān)規(guī)范及相關(guān)資料，結(jié)合現(xiàn)狀綜合確定的各層巖土的計(jì)算參數(shù)，給出參數(shù)建議值，如表1所示。

表1 計(jì)算參數(shù)取值

（2）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。工程等級(jí)Ⅱ級(jí)，按照兩種工況進(jìn)行計(jì)算，分別為：工況Ⅰ，天然工況，該工程狀態(tài)下，邊坡安全系數(shù)取1.25；工況Ⅱ，天然工況+暴雨工況，該工程狀態(tài)下，邊坡安全系數(shù)取1.1。不計(jì)地震荷載和動(dòng)載。

3 治理工程方案布置位置、內(nèi)容及方案比選

（1）方案一：抗滑樁+擋墻+截排水+削方+坡面防護(hù)。場(chǎng)地北側(cè)B3邊坡：在坡腳原擋墻內(nèi)側(cè)設(shè)置一排抗滑樁，樁間設(shè)樁板墻，抗滑樁長(zhǎng)13m，樁截面尺寸1.2m×1.5m，樁間距5m，懸臂式，懸臂7m。樁身采用C30砼澆注，設(shè)計(jì)抗滑樁總根數(shù)59根。場(chǎng)地南側(cè)B1邊坡：其中場(chǎng)地南側(cè)東部邊坡天然狀態(tài)下為穩(wěn)定狀態(tài)，且施工過程中未對(duì)該邊坡進(jìn)行削坡，本次不對(duì)其進(jìn)行工程防護(hù)。在場(chǎng)地南側(cè)西部邊坡前緣設(shè)置一級(jí)擋墻，擋墻高8m，墻頂寬1.2m，漿砌石砌筑，對(duì)墻后坡面進(jìn)行削方，分兩級(jí)，每級(jí)坡高8m，坡比1：0.5，采用錨桿框架梁進(jìn)行防護(hù)，設(shè)置兩個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)寬3m，在坡面設(shè)置截排水設(shè)施。場(chǎng)地西側(cè)B2邊坡：在邊坡坡腳處設(shè)置一道擋墻，擋墻高9m，墻頂寬1.3m，漿砌石砌筑。

（2）方案二：擋墻+截排水+削方+坡面防護(hù)。場(chǎng)地北側(cè)B3邊坡：在坡腳原擋墻頂部設(shè)置一平臺(tái)，平臺(tái)寬5m，并進(jìn)行削方放坡，坡比1：0.75，對(duì)坡面采用錨桿框架梁進(jìn)行防護(hù)。場(chǎng)地南側(cè)B1邊坡：其中場(chǎng)地南側(cè)東部邊坡天然狀態(tài)下為穩(wěn)定狀態(tài)，且施工過程中未對(duì)該邊坡進(jìn)行削坡，本次不對(duì)其進(jìn)行工程防護(hù)。在場(chǎng)地南側(cè)西部邊坡前緣設(shè)置一級(jí)擋墻，擋墻高8m，墻頂寬1.2m，漿砌石砌筑，對(duì)墻后坡面進(jìn)行削方，分兩級(jí)，每級(jí)坡高8m，坡比1：0.75，采用拱形骨架進(jìn)行防護(hù)，設(shè)置兩個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)寬4m，在坡面設(shè)置截排水設(shè)施。場(chǎng)地西側(cè)B2邊坡：治理方案與“方案一”相同。

（3）方案比選。“方案一”工程造價(jià)1100萬元，優(yōu)點(diǎn)是治理工程的穩(wěn)定性及耐久性好，安全度高，特別是對(duì)大型滑坡邊坡治理效果好，占地少，確定是施工周期較長(zhǎng)?！胺桨付惫こ淘靸r(jià)950萬元，造價(jià)較低，施工工藝簡(jiǎn)單，但是環(huán)境破壞大，占地多。

4 治理方案分項(xiàng)工程設(shè)計(jì)

（1）抗滑樁設(shè)計(jì)。布置在場(chǎng)地北側(cè)原擋墻內(nèi)側(cè)，基本與坡向相垂直?？够瑯?，樁型為方樁，共59根，樁長(zhǎng)13m，樁截面為1.2m×1.5m，樁中心距5.0m，為懸臂式，懸臂7.0m。樁身砼C30，鋼筋：樁身主筋采用32HRB400級(jí)螺紋鋼筋，箍筋采用14HRB335級(jí)螺紋鋼筋。護(hù)壁采用C20混凝土澆筑。

（2）樁間混凝土板墻。在抗滑樁間設(shè)置C25混凝土板墻，墻高7.0m，墻面垂直，墻厚0.3m，墻體內(nèi)布置12@200的雙層鋼筋網(wǎng)，墻后設(shè)置不小于0.3m的砂礫濾層。

（3）削坡、坡面防護(hù)工程。對(duì)南側(cè)邊坡西部坡面進(jìn)行削坡，削坡坡比1：0.5，共分兩級(jí)，每級(jí)坡高8m，預(yù)留兩級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)寬3.0m，分別為1312.5m平臺(tái)、1320.5m平臺(tái)。對(duì)斜坡采用錨桿框架梁進(jìn)行防護(hù)，框架梁之間采用植生袋進(jìn)行填充并進(jìn)行綠化，錨桿長(zhǎng)20m、25m，錨固段長(zhǎng)10m。

（4）擋墻設(shè)計(jì)。在場(chǎng)地西側(cè)設(shè)置一排擋墻，擋墻長(zhǎng)57m，高9.0m，漿砌石砌筑，墻頂厚1.3m；場(chǎng)地南側(cè)西部設(shè)置一排擋墻，擋墻長(zhǎng)150m，高8.0m，漿砌石砌筑，墻頂厚1.2m；兩處擋墻墻胸斜率均為1：0.2，墻背斜率1：0.1，墻后設(shè)置反濾層，底部設(shè)隔水層，擋墻每8m～10m設(shè)置一道沉降縫，縫寬2cm填充瀝青木板，墻身設(shè)排水孔，采用110PVC管，最底部一排排水孔較地面高0.3m，每排間距1.5m，相鄰孔間距3.0mm。

5 推薦方案主要工程量

抗滑樁59根，樁長(zhǎng)13m，截面1.2m×1.5m，樁身砼1380m3；樁間板墻長(zhǎng)220.4m，面積1542.8m2；錨桿長(zhǎng)度3445m；漿砌石擋墻3684m3；以及截排水溝和土石方開挖。

6 結(jié)語

地質(zhì)災(zāi)害防治工程是國家一直開展的重點(diǎn)工程和民生工程，地質(zhì)災(zāi)害一直危險(xiǎn)著人民生命財(cái)產(chǎn)安全，如何進(jìn)行更加科學(xué)的治理是廣大工程技術(shù)人員一直謹(jǐn)記的牢固使命和攻關(guān)課題。本文通過黃土地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的工程建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)方案的對(duì)比、確定，為類似地質(zhì)災(zāi)害防治工程治理設(shè)計(jì)提供有效參考。