變電站土建設(shè)計(jì)中濕陷性黃土處理淺析

龐曉華

(國網(wǎng)寧夏電力設(shè)計(jì)有限公司)

在我國的的西北、東北及華中地區(qū)廣泛分布著濕陷性的黃土，由于濕陷性黃土特有的松軟的特性，使這些區(qū)域在施工建設(shè)過程中面臨著巨大的挑戰(zhàn)，給施工帶來了很多的困難。變電站是一種特殊的基礎(chǔ)設(shè)施，對人們生活有著巨大的影響，因此在黃土區(qū)域變電站的土建設(shè)計(jì)就顯得更為重要，我們必須采取切實(shí)有效的防范措施加固建筑的穩(wěn)定性，提高變電站的整體安全，從而為我們的電力事業(yè)的健康發(fā)展提供安全的基礎(chǔ)設(shè)施保障。

1 濕陷性黃土的形成及其特性

濕陷性黃土的形成一般是在上覆的土層的自重力作用之下，或是在自重力與附加力的雙重作用之下，經(jīng)過地表水的浸侵導(dǎo)致土壤的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、變形，從而形成了濕陷性黃土，這種土層是屬于特殊土，有其獨(dú)特的特性，而且這種濕陷性黃土對人類的工程活動具有很大的危害，常常會使建筑物、岸壩遭到破壞。在我國，濕陷性黃土大多分布在東北、西北、華中及華東區(qū)域范圍內(nèi)，在這些區(qū)域內(nèi)建設(shè)建筑物就很有可能遇到濕陷性黃土的問題。濕陷性黃土的特性具體可分為兩個方面：

1.1 土質(zhì)疏松，孔隙大。

濕陷性黃土的組成一般是粉土顆粒，它的占重比例大約達(dá)到了50-70%，粉土顆粒在外力的作用下經(jīng)過成年累月的沉淀形成了黃土層，這種黃土層土質(zhì)很均勻，但是由于顆粒之間的聯(lián)系不夠緊密，導(dǎo)致土質(zhì)非常疏松，顆粒與顆粒之間的孔隙也非常大。

1.2 是吸水性能較高

土壤強(qiáng)度由高到低變化迅速。黃土層的粉粒結(jié)構(gòu)導(dǎo)致黃土具有很強(qiáng)的吸水性，當(dāng)黃土層在未受到水的浸侵的時候，一般強(qiáng)度是很高的，但是一旦受到水的浸侵之后，就會迅速的發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，土壤的強(qiáng)度迅速的降低，在重力的作用下就會導(dǎo)致地表的下沉。

2 變電站土建設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的濕陷性黃土事故及原因

濕陷性黃土由于穩(wěn)固性太差，導(dǎo)致變電站的建設(shè)中經(jīng)常會遇到各種的突發(fā)事故，這些事故的發(fā)生是加劇了變電站的不穩(wěn)定性，總的來說這些事故主要是塌方、地基下沉及場地積水嚴(yán)重這三個方面的問題。對于這些事故來說他們發(fā)生的一個最主要的原因就是濕陷性黃土在浸水后，強(qiáng)度迅速下降導(dǎo)致的。

2.1 主控樓、配電室及電器室散水塌陷。主控樓、配電室和電器室周圍的散水設(shè)計(jì)一般是采取夯填、墊層貨混凝土的散水方式，若是由于是施工的過程中對于原土的夯實(shí)不夠緊密，也沒有做好上下隔水層，或是用了戈壁土代替了灰土墊層，那么就會很容易造成散水，從而導(dǎo)致建筑塌陷、下沉。

2.2 地基表面大范圍的下沉。濕陷性黃土上的地基一般采用鹽澤土回填的方式來加強(qiáng)土層的密度與強(qiáng)度，若是沒有按照設(shè)計(jì)的要求回填達(dá)標(biāo)的土層的話，就無法達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)的土層密實(shí)度，當(dāng)?shù)鼗龅接暄┧蛘呤墙o水的浸侵的時候，地基的表面就很容易因?yàn)槲者^多的水分，而導(dǎo)致強(qiáng)度降低，土層發(fā)生下沉現(xiàn)象。

2.3 地表給水、阻水，排水不暢。在濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)變電站的時候，除了要對建筑物的各個部分進(jìn)行加固防止基層下沉之外，我們還要加強(qiáng)排水設(shè)施建設(shè)，若是排水不暢或是沒有修建合理的排水系統(tǒng)，當(dāng)遇到暴雨等惡劣天氣的時候，就會造成局部甚至是大面積的給水，給水長期達(dá)不到有效地處理，就會下滲到土層之中，久而久之就會發(fā)生土層強(qiáng)度變低的現(xiàn)象，進(jìn)而的導(dǎo)致積水下沉、地面塌陷等嚴(yán)重的后果。

3 有效處理變電站土建設(shè)計(jì)中的濕陷性黃土問題的措施

變電站是一個特殊的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對于它的建設(shè)安全問題是一個首要且主要應(yīng)該關(guān)注的焦點(diǎn)，由于濕陷性黃土它自身的缺點(diǎn)，在這種土層上建設(shè)變電站的時候，我們應(yīng)該要格外的關(guān)注安全穩(wěn)固性問題，采取適當(dāng)?shù)拇胧裣菪渣S土不穩(wěn)固這樣的弊端，提高變電站的整體穩(wěn)定性，確保其可以安全地投入生產(chǎn)運(yùn)用。對于這種土層我們一般采取以下幾種方式進(jìn)行解決：

3.1 加固表面覆蓋厚度，防止地表水下滲。濕陷性黃土發(fā)生危害的一個主要原因就是吸收了過多的水份，這導(dǎo)致土層的強(qiáng)度迅速的降低，土層整體發(fā)生下沉，從而威脅到了地面建筑物的穩(wěn)定性。我們通過加固變電站及周圍區(qū)域內(nèi)的地表，加厚表面的覆蓋物的密度與厚度，使地表的水不能夠輕易的就浸侵到土壤之中，這樣就會有效地防止土層的強(qiáng)度降低、土層下沉，變電站穩(wěn)定性變差這樣的問題的發(fā)生。

3.2 采取換土的方式，清走易變形的濕陷性黃土。在建設(shè)變電站之前，我們對其基址進(jìn)行勘察，若是土層是屬于典型的濕陷性黃土，那么在建設(shè)之初，我們就先把基址上的及基址有效范圍內(nèi)的黃土層挖走，然后在挖掘?qū)酉雀采w上不易滲水的材料，然后在運(yùn)輸一些砂質(zhì)的土壤來填充土坑，從而達(dá)有效加強(qiáng)土層穩(wěn)固性的目的。

3.3 采取化學(xué)手段，加固土層的強(qiáng)度。化學(xué)手段一般是指硅化土壤加固法、電化學(xué)土壤加固法和高分子土壤加固法，通過在土壤中添加有效地化學(xué)試劑，使土壤與化學(xué)試劑之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成膠凝物，活化土顆粒的表面，提高土層連接力度和荷載強(qiáng)度，，從而改變濕陷性黃土的物理特性，增強(qiáng)土層的強(qiáng)度，已達(dá)到穩(wěn)固變電站地基工程、提高變電站工程的作用的效果。

4 設(shè)計(jì)應(yīng)注意的有關(guān)問題及建議措施

4.1 設(shè)計(jì)應(yīng)符合 GB50025-2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》， 特別是對強(qiáng)制性條文部分應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。

4.2 變電站站內(nèi)不設(shè)置綠化帶， 不設(shè)置綠化水箱， 防止跑水導(dǎo)致場地下沉。

4.3場區(qū)坡度應(yīng)按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》規(guī)定,坡度應(yīng)適當(dāng)放大，以利場地排水。

4.4 主控樓基礎(chǔ)完工回填時，如需原土回填時，原土的濕陷性必須消除，并在回填前在原土層上增加灰土封閉等隔水措施，確保上下水管道意外跑水后不發(fā)生房心土下沉。要求房心回填土采用不具濕陷性土分層夯填密實(shí)。

4.5 建議在主控樓底部，單獨(dú)設(shè)置地下溝道，布置上下水管系（即明管），以便例檢查驗(yàn)和檢修。接入上下水管系的部分，采用溝道形式進(jìn)入主控樓，上蓋蓋板，離開規(guī)定距離后通過站內(nèi)直埋排污管道，排往污水處理池。主控樓二次裝修時嚴(yán)禁將給排水管埋入墻體內(nèi)。

5 結(jié)語

變電站是一種特殊的電力設(shè)施，屬于社會基礎(chǔ)保障設(shè)施，其安全性能要求很高，一旦變電站發(fā)生事故，不僅對地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展產(chǎn)生影響，而且對人們的生命安全造成很大的威脅，因此在濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)變電站，必須格外的注意其安全性，采取綜合的治理措施，提高黃土的穩(wěn)定性，從而保障變電站的安全，文章中具體提出了幾點(diǎn)解決措施，以期為黃土地區(qū)其他的變電站的設(shè)計(jì)和施工提供參考和借鑒。