山區變電站滑坡災害治理工程

徐國勝，賴正發

(1.云南電網公司，昆明 650011，2.中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，昆明 650051)

1 工程實例

1.1 工程概況

某220 kV變電站位于邊坡中部約2440 m標高地段開始出現裂縫，裂縫逐年緩慢加寬至10～20 cm。2008年，該區域降雨量較大，裂縫突然增大至50 cm，呈張開狀，長約180 m，圓弧形延伸，高差達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，勘查報告提出該坡體存在淺層滑坡與不穩定大邊坡隱患的可能，見圖2，大邊坡潛在滑動面深100米左右，下滑力巨大，若采用變電站整體搬遷方案，將導致電網運行中斷。一旦滑坡將直接沖毀220 kV變電站，必須進行治理。

圖1 剖面圖

2 場地條件

2.1 地質地貌條件

場地總體地勢北西高，南東低，屬高山峽谷地形，地貌類型屬侵蝕、剝蝕高山區地貌。滑坡體發育于一上陡—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。

站址區屬高山峽谷地貌，場地內地層較為復雜，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，成因復雜，主要為崩、坡積形成。下伏基巖為古生界二疊系中統玄武巖組玄武巖。擬建場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、含角礫粉質粘土，古生界二疊系中統玄武巖組玄武巖［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，結構松散，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～中等風化玄武巖碎塊組成，棱角狀，顆粒排列無規則，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～中等風化玄武巖塊石，粒徑一般0.2～0.5 m，大者可達1.5～2.0 m，棱角狀，顆粒排列無規則，充填少量粘性土，結構松散，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～中等風化玄武巖碎塊，粒徑一般2～10 cm，大者可達15～20 cm，棱角狀，顆粒排列無規則，充填少量粘性土，結構松散，易垮塌。局部地段含塊石。層厚一般0.70～9.80 m。

c.含角礫粉質粘土，黃、褐黃色，硬塑狀態，稍濕。含25% ～30%粒徑0.5～3.0 cm次棱角狀碎石。切面稍有光滑，無搖振反應，干強度及韌性中等。層厚一般0.70～5.20 m。

2.1.2 古生界二疊系中統玄武巖組

1)強風化玄武巖，灰黃色，致密塊狀結構，氣孔狀構造，局部夾中等風化巖土塊。節理裂隙極發育，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)中等風化玄武巖:青灰、灰色，致密塊狀結構，氣孔狀構造，局部強風化。節理裂隙較發育，巖芯呈碎石狀、碎塊狀，局部因機械破碎呈砂狀。巖體較破碎，呈鑲嵌碎裂結構。

各土層物理力學指標如表1。

表1 巖土層物理力學計算指標

2.2 水文條件

地區屬亞熱帶高中山季風氣候。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℃。滑坡地區海拔2200～2600 m，海拔相對較低，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。

場地地下水屬孔隙水及基巖裂隙水，主要受大氣降水補給，節理裂隙極發育，巖體極破碎，地下水沿節理裂隙面下滲，埋藏較深。本區位于單一斜坡區，屬于地下水的徑流區，坡下沖江河為地下水的排泄區。區內表部全部為松散巖組孔隙透水巖層，其水位埋深較深。

3 滑坡原因分析

3.1 地質環境

通過對區內的地質環境條件進行分析，發現該場地為高山峽谷地形，原始地貌為上陡—中緩—下陡，場地地層為散體結構的粘性土體和碎塊石體，中等風化到強風化塊狀結構玄武巖，土體呈散體結構，巖石節理裂隙較發育，完整性較差，增強了地表水的下滲路徑。

3.2 人為及雨季因素

首先，山坡上平地較少，當地居民將緩坡地植被砍伐，翻松土壤，種植經濟作物，使雨水、灌溉水很容易下滲，降低了土體抗剪強度，破壞了土體整體性，這也是變形只在此區域產生的主要原因。

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，但當降水量較大時，截水溝匯集大量地表水改變了排水方向直接排入洼地，經破碎的巖土體滲入坡體，從而誘發變形的產生。

3.3 隧道塌陷

據走訪調查，1998年，螺絲灣水電站施工引水隧洞至該段位置時，由于地質條件復雜，洞內發生了較為嚴重的塌方，變電站北邊曾多次發生過局部滑坡、塌方等地質災害。坡體巖土體破碎，擴大了地表水下滲的路徑。

4 治理方案

4.1 大邊坡穩定

對于深層不穩定大邊坡，有針對性的進一步勘察后，查清了土層、巖層構造及物理力學指標，選取4個典型剖面進行穩定性分析，分析過程中結合實踐經驗，得出各剖面的穩定系數為1.22～1.49，考慮到大部分坡體植被保護較好等因素，認為大邊坡整體是穩定的，不需治理，這一結論至關重要，將極大的降低治理造價。

4.2 淺層滑坡

對淺層滑坡進行穩定性分析，得出各剖面的穩定系數為0.94～1.04，表明滑坡體處于極限平衡狀態。在暴雨等因素的影響下，滑動、開裂變形將繼續擴大，淺層的整體滑坡將可能發生。結合此邊坡的實際情況對邊坡的治理方案進行比選如下:

4.2.1 抗滑樁、預應力錨索

1)工作原理方面，抗滑樁是被動受力，而預應力錨索是主動受力;

2)施工難度方面，滑坡主要地層為巖層，成樁困難，須放炮，對穩定性不利，錨索采用鉆機成孔，對穩定性不會產生影響;

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;錨索空間上采用依次施工，工期較短;且不需開挖，優點更加突出。

4.2.2 對坡體注漿填充孔隙

增加地層的密實度，阻止了地下水下滲帶走細顆粒，但治理費用大，且治理效果難以保證永久性邊坡長期的穩定，存在一定的安全隱患。

4.2.3 最終治理方案

1)對滑動帶土體注漿，一方面填充孔隙，增加地層的密實度，阻止了地下水下滲帶走細顆粒，另一方面固化后形成強度較高的復合土，增加了地層的整體穩定性。

2)采用預應力錨索進行支擋剩余下滑力。

3)坡體上設置二層截洪溝，確保上部坡面地表水及左側箐溝水有效排走。

5 結束語

1)重視巖土工程勘察工作，確保勘察質量，這是控制巖土工程安全、質量和造價的前提。

2)滑坡災害治理須結合經驗，全面、科學分析變形原因，進行多方案比較，進而采用針對性強、可操作性好、造價相對低的治理方案。

3)滑坡災害治理時宜優先采用勘察、設計、施工總承包，并由滑坡治理經驗豐富的單位承擔，以保證質量和安全，節約費用，減少工期。并且責任清晰，避免扯皮。

［1］220kV迪慶變電站山體滑 (邊)坡巖土工程詳細勘察報告、施工圖［R］，中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，2009.

［2］220kV迪慶變電站山體滑坡處理施工圖審查會會議紀要，云南電網公司，2009.