架空送电线路岩土工程勘测主要内容及不良地质防治 |
| 2012-12-19 12:02 作者：戴荣坤 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，送电线路工程质量的好坏直接影响到整个电网系统能否正常运行。因此，在送电线路勘测设计、施工过程中，必须对工程质量进行严格的把关。不良地质是影响送电线路工程质量的一个重要因素。就送电线路工程中的不良地质问题进行分析，并以青藏高原的冻土不良地质为例，介绍在应对类似地质问题时的防治措施。希望能够为有关从事送电线路勘测设计、施工部门提供一点理论上的依据。
关键词：送电线路；勘测目的及主要任务；不良地质；防治措施
近年来，随着我国经济的快速发展，对电力的需求越来越大，这在一定程度上导致了整个供电系统的负荷也随之增加，送电线路工程的质量直接关系到整个电力系统的运行状况。因此，送电线路工程的质量就受到了高度的重视。在进行送电线路工程勘测设计、施工的过程中，除受气候、环境等因素的影响外，还受地形地貌、地层岩性、不良地质条件等因素的制约，使送电线路的工程质量难以保证。本文的主要内容是探讨不良地质因素对送电线路工程质量的影响，并对防治措施提出了自己的看法。
1架空送电线路工程各阶段勘测的目的及主要任务
1.1架空送电线路工程勘测的目的
为保障送电线路工程将来投运后运行安全、稳定，送电线路工程前期工作必须进行现场踏勘，选择线路路径。对于特殊位置地段，须要进行现场精确定位，确保线路路径走向成立。架空送电线路工程前期勘测将遵循以下原则进行：
1）根据电力系统规划要求，综合考虑施工、运行、交通条件和线路长度等因素，进行多方案比较，使线路路径走向安全可靠，经济合理；
2）尽量靠近现有交通要道，改善线路交通条件；
3）尽量避让地形较差、不良地质较发育地段，对无法避让的，应进行专门的地质调查，并提出初步的分析评价及治理方案；
4）保护自然生态环境，以防产生较大的环境工程地质问题。
1.2各阶段岩土工程勘测的主要任务
架空送电线路工程各阶段岩土工程勘测主要任务是根据《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》（DL/T5076-2008）（《500kV架空送电线路勘测技术规程》（DL/T5076-2000））的相关要求，提交岩土工程勘察报告及必要的附图。
可行性研究阶段勘测主要任务为：
1）初步了解线路拟经过地区的地形地貌特点。
2）初步了解线路拟经过地区的岩土特性与分布特征，提供岩土主要物理力学指标区间建议值。
3）初步了解线路区域主要地质构造与地震情况。
4）初步了解线路拟经过地区的地下水分布与埋藏条件。
5）初步了解线路拟经过地区的矿产种类及开采现状。
6）初步了解线路拟经过地区存在的不良地质作用种类与分布范围。
7）初步了解线路重要跨越点的岩土工程条件。
8）根据以上所获得的区域资料，提出线路拟选路径需要避绕的地区或地段，对下一阶段需要进行进一步研究的工作内容提出建议。
初步设计阶段勘测主要任务为：
1）初步查明沿线地形地貌特征与不良地质作用发育状况及危害性。
2）初步查明沿线岩土的分布、初步评价岩土的工程特性，提供岩土主要物理力学指标建议值。
3）初步查明沿线地下水的分布特征与埋藏条件，地下水的腐蚀性，评价其对工程的影响。
4）初步查明沿途的矿区分布、开采方式及可能对线路工程产生的影响进行评价。
5）对各路径方案根据岩土特点进行评价，推荐合理的路径方案，推荐各段的基础类型。
6）提出施工图设计阶段勘测工作应重点注意的问题及工作方法的建议。
7）线路跨越主要河流地段的岸边稳定性及可能对线路工程产生的影响，当拟选线路无法避开存在严重不良地质作用时，应对不良地质作用进行专门调查，提出初步的分析评价，提出整治建议。
8）对于岩土工程资料较为缺乏或地质条件极为复杂的地区，宜进行必要的现场勘测工作或专门评价研究工作。
施工图设计阶段勘测主要任务为：
1）查明沿线地形地貌特征。
2）查明沿线塔位地层岩性分布及其性质。
3）查明沿线不良地质作用发育情况。
4）查明沿线地下水埋藏条件及其对基础和施工的影响。
5）查明沿线主要工程地质问题及评价。
6）查明沿线地震动参数。
7）提出对软弱地基、岩溶发育等不良地质作用的整治处理建议。
8）提供人工挖孔桩、掏挖基础等基础适用的岩土参数标准值。
9）提供电气所需的土壤电阻率。
10）提供施工中应注意的问题与工程建议。
11）提供塔位岩土工程条件明细表：包括塔位编号、地貌特征、地层岩性及主要物理力学参数（土的状态或密实度、土的重度、岩土的承载力特征值及土的抗剪强度等主要指标建议值）、地下水位、不良地质作用及处理建议。
2不良地质作用对送电线路工程的影响及防治（以青藏高原冻土地区的送电线路施工为例）
2.1青藏高原地区气温特征分析
气温条件在一定程度上反映了该区域的地质情况，这是因为气温是地表的热量平衡和大气环流两者的综合体现，地表温度与大气温度的差异是影响热量的交换主要原因。因此，分析青藏高原气温特征，对我们分析该区域的地质状况有很大的帮助。据相关研究表明，青藏高原风火山、五道梁、沱沱河等区域的气温呈现逐年升高的趋势。根据近30年气象站的资料显示，这三个地区在最冷的1月份，气温升高的趋势较明显；于此对应，在气温最高的7月份，气温升高的趋势最不明显。气温的变化将直接影响到冻土的稳定性，在地表温度逐年升高的条件下，对送电线路工程的施工提出了更高的要求。
2.2青藏高原冻土分布概述
1）五道梁山区：该区域有着大片的多年冻土区，一般来说，该区域的冻土发育情况较好，空间变化也较大，很多区域的冻土上限已经达到1.5米。多年冻土的年平均低温是比较低的，大概在－1.0℃～－3.0℃左右，因此它属于稳定性较好多年冻土。另外该区域的冻土区占总线路长度的98%以上。
2）楚玛尔河高平原区：该区域也有着大片连续的多年冻土，多年冻土的主要特点是空间变化大，自斜水河到楚玛尔河地段，均属于高温不稳定型的多年冻土，局部多年冻土的地温比较低，因此，这些区域属于高温稳定型多年冻土，热融湖塘较为发育。该段多年冻土区占线路长度约97%，融区占线路长度约3%。
3）风火山地区：该区域的冻土发育情况极好，多年冻土的低温较五道梁山区还低，年平均低温在-30℃～-5.0℃左右，因此它属于低温稳定的多年冻土类型。此外，该区域的一个明特点就是地下水发育情况很好，且地下水多为饱冰冻土和含土冰层，最大厚度达到3m。翻过风火山便进入到两道沟地段，该区域的冻土条件也较好，也属于低温稳定的冻土类型。该地段多年冻土区占据线路长度的97%左右，融区占线路长度的3%左右。
2.3防治措施
基于上述分析，我们知道青藏高原的不良冻土现象能够直接影响送电线路工程的正常运营。此外，受施工过程的影响，该区的地表条件、水文条件、冻土条件会受到一定的破坏，有可能诱发次生不良冻土情况。针对这些问题，现将应对该类问题的防止措施介绍如下。
2.3.1电力塔类型的选择
在选择电力塔基础类型之前，我们应该首先考虑铁塔的安全等级、冻土地基热稳定性情况，根据笔者多年的工作经验，建议以下几种类型的电力塔基础：1）斜面柱刚性基础；2）直面柱刚性基础；3）管柱装配型基础；4）人工掏挖基础；5）灌注深桩基础；6）浅桩基础；7）小桩承台基础；8）夯扩基础。通过选用这些类型的电力塔基础，在辅助一定的工程措施，塔基的稳定性能够得到很好的保障。
2.3.2电力塔基础辅助措施
辅助措施有很多，下面就常见且实用的几类介绍如下：1）热棒：热棒主要是利用虹吸原理，能够将地基内的热量传入到大气中，从而保证地基的低温，这是地基在冻结状态下的一种主动降温方式，热棒的虹吸作用能够很好的防止该区域多年冻土出现融化现象，是多年冻土的低温稳定性得到了进一步提高。保证了电力塔地基在地基内的长时间稳固；2）油砂混合物：在选材上，可以选择一些憎水性较强的材料，如沥青、重油添加5%左右的机油或工业凡士林，将这些化学表面类活性剂喷涂在基础的侧面，喷涂的厚度控制在2-4cm最佳，这样可以降低冻土的冻胀力，增加了基础侧面的防冻胀能力；3）玻璃钢模板：可以用玻璃钢模板代替钢模板，这样做的好处是能够一次浇注成型，不仅省去了养护以及拆模环节，而且缩短了基础以及基坑暴露在外的时间，对冻土的干扰程度也降到了最低，除了这几点，相比钢模板，玻璃钢模板还具有以下优点：一来玻璃钢模板有着很好的防腐蚀性质，对混凝土起到了保护作用；二来玻璃钢模板的介入，避免了基础与水的直接接触，避免了反复冻融过程中对混凝土的破坏；三来玻璃钢模板具有较厚的厚度，能够降低冻土对地基的影响；四来玻璃钢模板的外表较为光滑，能够减弱动如的切向冻胀力；最后，可以讲玻璃钢模板用于基础的底板下，在防止外界热量传入的同时，还减小了填土的厚度。
2.3.3电力塔基础工程措施的使用
本文前面已经分析了青藏高原各区域的冻土情况，现从以下三个方向分析电力塔基础工程措施的使用：①不良工程地质地段：对于这类地段，可以选择5）～8）的基础类型。同时，将热棒浇筑于电力塔基础中，基础的侧表面喷涂一定厚度的油砂混合材料，另外回填10cm左右厚度的油砂混合料，这样能够消除切向的冻胀力。如果遇到地下有冰层的情况，应该将其挖除，并填上一定厚度的砂砾石；②较好工程地质地段：这类地段，应该采用1）～6）的基础类型，在冻土上限的基础侧面上喷涂油砂混合料，并在其周围回填15cm左右厚度的粗砂混合料；③良好工程地质地段：宜选用1）～3）的基础类型，基础除了要满足锚固要求之外，还应该在粉土地面下的2/3季节冻结深度的范围，在基础的侧表面喷涂渣油性非亲水涂料，起到防止切向冻胀力的目的。
3结语
本文在介绍送电线路施工管理目的以内容的基础上，以青藏高原冻土不良地质情况为例，分析了冻土对送电线路施工带来的困难，并对施工过程可能遇到的困难提出了科学可行的防治措施。希望本文的提出，能够为我国送电线路施工部门提供一点理论上的依据。
作者简介：
戴荣坤（1984-），男，云南人，大学本科，助理工程师，云南恒安电力工程有限公司，研究方向：地质工程勘察、岩土设计。
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