架空線路桿塔基礎(chǔ)滑坡機(jī)理分析及防控技術(shù)措施

魏志雄，楊柳輝，孫 立

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局，廣東 河源 517000）

隨著我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)的快速發(fā)展，架空輸電線路作為電力負(fù)荷中心之間相互聯(lián)絡(luò)的長距離電能輸送通道顯得尤為重要。作為重要的電力負(fù)荷輸送通道，輸電線路的基礎(chǔ)設(shè)施則顯得格外重要，一旦發(fā)生異常情況影響電能輸送，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)影響著新能源的轉(zhuǎn)型發(fā)展。而近年來廣東地區(qū)頻繁出現(xiàn)持續(xù)性的強(qiáng)降雨，雨水無法及時(shí)排泄，位于山坡上的桿塔基礎(chǔ)滑坡隱患頻發(fā)，危及線路安全運(yùn)行。往往運(yùn)維人員對基礎(chǔ)滑坡的預(yù)防及處理經(jīng)驗(yàn)較少，難以進(jìn)行有效地判斷和防控，本文將分析滑坡的機(jī)理，找出誘因，進(jìn)而提出可行的基礎(chǔ)滑坡隱患治理措施和預(yù)防建議，提升輸電線路供電可靠性。

1 基礎(chǔ)滑坡形成的機(jī)理分析

一般情況下架空輸電線路的桿塔基礎(chǔ)中心樁40 m范圍內(nèi)的坡度不宜大于30°，但是由于路徑走向的限制及特殊性，一些線路桿塔基礎(chǔ)可能經(jīng)過陡峭地形，且土質(zhì)可能為沙土、易風(fēng)化巖等不良地質(zhì)，往往線路桿塔所在山體在設(shè)計(jì)階段是處于穩(wěn)定狀態(tài)的，設(shè)計(jì)人員也未開展專業(yè)評估，所以很少落實(shí)加固預(yù)防措施。筆者根據(jù)前人的研究分析[1-3]和自身的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)常見的基礎(chǔ)滑坡以表層土質(zhì)滑坡為主，其主要誘因有以下幾種。

1.1 持續(xù)性的強(qiáng)降雨

短時(shí)間內(nèi)持續(xù)的強(qiáng)降雨將造成基礎(chǔ)邊坡表面水流排泄滯后，山體儲水處于飽和甚至超過飽和狀態(tài)，裸露區(qū)域受滲流和地表徑流影響更大。飽和的積水浸泡滲入桿塔基礎(chǔ)下方的邊坡后，增加了土體的容重，滑動(dòng)帶土體浸水飽和軟化，形成的土體內(nèi)部滲流產(chǎn)生向坡外的滲透壓力，降低了土體的抗剪強(qiáng)度，加劇了下滑力。同時(shí)，動(dòng)靜水壓力的作用降低了邊坡的穩(wěn)定性，導(dǎo)致坡體失穩(wěn)，基礎(chǔ)邊坡失穩(wěn)滑塌。

1.2 邊坡所屬的巖土特性

山體的物質(zhì)組成及粒度成分的特殊性，為坡面沖刷的發(fā)育提供了有利的物質(zhì)條件，砂巖風(fēng)化后殘留較多晶體狀態(tài)保持良好的石英和已經(jīng)風(fēng)化完全的黏土礦物，差異風(fēng)化使得砂巖殘積土不同成分間性質(zhì)差異大。不同特性的巖土，其穩(wěn)定強(qiáng)度、軟化特性及崩解特性隨含水量增加而表現(xiàn)出不同程度的變化。

1.3 邊坡植被情況

完好的植被根系對土體強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)為增加土體的黏聚力，特別是草根根系對土體強(qiáng)度有明顯提高作用。植被稀疏，土壤裸露，雨水極易自然下滲，致使山體土體飽和，降低了土體的抗剪強(qiáng)度，加劇了下滑力。另外，廣東地區(qū)普遍種植桉樹，對生態(tài)環(huán)境和土壤強(qiáng)度破壞極大，大面積長時(shí)間種植桉樹，會使土體呈現(xiàn)“砂化”趨勢，其他植物難以生長，水土保持情況惡化，土壤強(qiáng)度侵蝕比例逐年升高。

1.4 人類活動(dòng)方面

桿塔基礎(chǔ)周邊道路修筑，主要包括施工期間的臨時(shí)道路和沿線村民自發(fā)性的修筑道路，破壞了原坡面山體支撐，使道路上方坡面路坎坡度變陡，路堤邊坡易發(fā)生溜塌、坍塌；道路開挖會產(chǎn)生大量的廢棄土石，余土棄渣沿路堆積在道路下方坡面，造成植被破壞，加重水土流失危害。

線路在施工期間基礎(chǔ)開挖的棄土，由于山區(qū)外運(yùn)不便，一般就近堆放在塔腳附近，棄土造成坡體應(yīng)力分布發(fā)生改變，堆積體相當(dāng)于在穩(wěn)定邊坡體上施加縱向荷載，增加了邊坡的下滑力，造成邊坡原穩(wěn)定狀態(tài)破壞。且棄土破壞坡表植被，誘發(fā)雨水入滲，形成軟弱面，加之棄土結(jié)構(gòu)松散，土體強(qiáng)度極低，降雨入滲使其飽和度增大，這些因素綜合作用導(dǎo)致棄土容易發(fā)生滑動(dòng)。

2 基礎(chǔ)滑坡預(yù)防

大量的滑坡案例和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)表明，絕大多數(shù)的滑坡都是因?yàn)檫^飽和的強(qiáng)降雨水和人類開挖活動(dòng)引起的[4-5]。因此，須貫徹預(yù)防為主的治理理念，即盡可能在線路設(shè)備投入運(yùn)行前做好相應(yīng)的預(yù)防措施：（1）充分評估桿塔基礎(chǔ)所處的山體地形、坡度、巖土特性以及植被覆蓋情況，科學(xué)合理布置一定數(shù)量的混凝土工藝的截水溝和排水溝，有效疏導(dǎo)邊坡上方的表層雨水，減少雨水入滲量及降低沖刷程度，同時(shí)運(yùn)維人員須定期對截、排水溝進(jìn)行維護(hù)檢修，防止堵塞及損壞，從而影響雨水的疏導(dǎo)。（2）避免在桿塔基礎(chǔ)邊坡保護(hù)區(qū)內(nèi)，特別是基礎(chǔ)正下方開挖修筑道路，修路可采用迂回盤繞的方式，防止原坡面山體支撐被破壞，導(dǎo)致路堤邊坡發(fā)生牽引式滑坡。（3）規(guī)范處置桿塔基礎(chǔ)施工開挖的棄土，盡可能遠(yuǎn)離邊坡保護(hù)區(qū)，若條件允許的情況下，建議采用麻袋將棄土裝袋，并在袋內(nèi)撒種草籽，平緩堆放，促使棄土能在較短的時(shí)間內(nèi)與原狀山體進(jìn)行融合，確保山體保持原有的穩(wěn)定性。（4）嚴(yán)格按照設(shè)備運(yùn)維策略的周期要求，開展基礎(chǔ)邊坡運(yùn)維巡視，特別是強(qiáng)降雨過后，應(yīng)及時(shí)對基礎(chǔ)護(hù)坡、桿塔所在山體、排水溝、擋土墻等進(jìn)行隱患排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并處理。

3 基礎(chǔ)滑坡治理施工技術(shù)

在日常運(yùn)維工作中，通常會存在不同發(fā)展階段、不同影響程度的邊坡滑坡隱患，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，組織有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員對現(xiàn)場進(jìn)行勘察，因地制宜地制定治理措施，常見的邊坡治理措施如下。

基礎(chǔ)邊坡保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)存在開挖，坡面路坎坡度變陡，暫未引發(fā)滑坡現(xiàn)象的，可采用錨桿鐵絲網(wǎng)噴射混凝土護(hù)坡的方法。對邊坡表面松動(dòng)土石及風(fēng)化巖層進(jìn)行清刷，嵌補(bǔ)坑凹，使坡面大致平整。在坡面上用風(fēng)槍打錨桿孔，孔距間隔約1.5 m，錨桿長度可根據(jù)土質(zhì)情況而定，一般不小于1 m，孔深比錨桿長度約大20 cm。用高壓水將孔中巖粉沖洗干凈后插入錨桿，灌注1∶3水泥砂漿固定錨桿，并搗固密實(shí)。將預(yù)制鐵絲網(wǎng)安裝在錨桿上，鐵絲網(wǎng)與坡面保持約1 cm的間隙。在預(yù)留若干個(gè)泄水孔后對邊坡噴射砂漿，噴漿厚度不少于3 cm，噴射混凝土厚度不少于5 cm，噴射厚度須均勻，鐵絲網(wǎng)及錨桿頭不可外露。在噴射作業(yè)完成后，立即用草袋覆蓋，當(dāng)漿體初凝后，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，使灰體表面經(jīng)常保持濕潤，養(yǎng)護(hù)期一般持續(xù)7～10天。

基礎(chǔ)邊坡發(fā)生小面積的輕微表層土質(zhì)滑坡，可簡單地采用覆蓋包塑網(wǎng) + 復(fù)綠的方法。優(yōu)先選擇根系較發(fā)達(dá)的本土植物種子，外來植物種子為輔進(jìn)行補(bǔ)充，使復(fù)綠植物更適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，易于邊坡快速達(dá)到復(fù)綠穩(wěn)固的效果。采用普通噴播綠化施工技術(shù)，分2步進(jìn)行，先是噴播不含種子的混合土料，待其達(dá)到合適強(qiáng)度后，在坡面上噴播已調(diào)配好的種子混合料。最后對邊坡覆蓋一層綠色包塑網(wǎng)，防止陽光暴曬以及雨水沖刷，并做好養(yǎng)護(hù)管理，定期進(jìn)行邊坡復(fù)綠和維護(hù)工作[6-7]。若預(yù)測未來數(shù)月仍存在強(qiáng)降雨天氣，應(yīng)用防水油布對已滑坡區(qū)域進(jìn)行覆蓋，防止滑坡隱患進(jìn)一步惡化，待條件允許后再落實(shí)復(fù)綠措施，達(dá)到更佳的防護(hù)效果。

基礎(chǔ)邊坡發(fā)生較大面積的滑坡、滑塌現(xiàn)象，若隱患繼續(xù)惡化將直接危及桿塔基礎(chǔ)穩(wěn)定性，可采用邊坡削坡 + 坡腳擋土墻 + 錨桿 + 格梁 + 格梁間砼板支護(hù)的方法。錨桿布置間隔約2 m，錨桿長度根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際確定，一般為10 m左右，錨桿采用?28鋼筋，錨桿成孔孔徑約150 mm，施工角度以斜向下25°為宜，采用的水泥砂漿強(qiáng)度不低于M30。格構(gòu)梁截面400 mm × 300 mm，格構(gòu)梁間設(shè)置砼板，砼板采用?8雙層鋼筋網(wǎng)，間距及厚度均設(shè)置為150 mm，格構(gòu)每隔約25 m寬度設(shè)置伸縮縫，縫寬20～30 mm填塞瀝青麻筋。坡頂設(shè)置截水溝，坡腳設(shè)置排水溝，便于截取、疏通山體表層雨水。擋土墻的高度應(yīng)根據(jù)邊坡實(shí)際設(shè)定，若邊坡坡度較小且滑坡面積不大，可不設(shè)置擋土墻。該方法針對滑坡較嚴(yán)重的隱患，施工工程量大且工期耗時(shí)較長，實(shí)施期間應(yīng)避開強(qiáng)降雨天氣，在施工進(jìn)場前應(yīng)充分覆蓋防水油布等臨時(shí)措施。邊坡治理工程質(zhì)量檢驗(yàn)及驗(yàn)收應(yīng)嚴(yán)格按照GB 50330?2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》的要求落實(shí)，確保工程質(zhì)量可靠。

4 結(jié)束語

通過對常見輸電線路桿塔基礎(chǔ)滑坡的誘發(fā)因素進(jìn)行歸納分析，雨水、巖土特性、植被、人類活動(dòng)及山體坡度是引發(fā)基礎(chǔ)滑坡的主要因素，且各因素間相互影響。在邊坡預(yù)防治理上，科學(xué)合理修筑截、排水溝能有效地降低雨水沖刷和入滲的影響程度。規(guī)范人類開挖活動(dòng)，維系邊坡原始狀態(tài)，合理處置施工棄土，減輕邊坡的額外荷載，有助于邊坡持續(xù)穩(wěn)定。在邊坡隱患已發(fā)生成形后，組織專業(yè)人員開展現(xiàn)場勘查，針對性地采用錨桿鐵絲網(wǎng)噴射混凝土、覆蓋包塑網(wǎng)+復(fù)綠、削坡+坡腳擋土墻+錨桿+格梁+格梁間砼板支護(hù)等3種邊坡加固治理施工技術(shù)，及時(shí)進(jìn)場實(shí)施，完成邊坡隱患治理工作，防止基礎(chǔ)穩(wěn)定性發(fā)生不可逆的邊坡坍塌。