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输电线路杆塔基础边坡滑坡形成机制及其预防治理策略研究胡树彬

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年2月4期   作者:胡树彬
[导读] 随着我国西电东送等输电工程的实施,越来越多的输电线路杆塔需要建立在边坡上。
        摘要:随着我国西电东送等输电工程的实施,越来越多的输电线路杆塔需要建立在边坡上。特别是广东阳春地区沿线地形、地质情况复杂,大部分塔基建设于高山之中,涉及喀斯特地质,会对边坡稳定性带来不同的影响。杆塔基础边坡滑坡作为影响输电线路安全稳定运行的重要因素,已经成为电力线路防护中的重中之重。文章对杆塔基础边坡滑坡形成机制进行研究。分析了滑坡形成的请因,在该基础上结合实践经验
提出针对性预防治理策略,望为杆塔基础边城滑坡防治提供一定的参考。
关键词:杆塔基础;边域滑址:形成机制;滑城监测;预防治理策略
        0引言
        杆塔是架空输电线路的主要支撑结构,而杆塔基础则是与杆塔塔脚连接,承担把杆塔上部荷载传递至稳定地基的建筑结构,是杆塔发挥作用、稳固支撑的先决条件。只有打好坚实稳固的杆塔基础,才能有效保证上部杆塔结构的安全,才能有效实现架空输电线路的安全运行目标。如何对杆塔基础边坡滑坡进行预防和控制,做好杆塔基础边坡滑坡后的各项处理工作已经成为新时期输电人关注的焦点。
        1杆塔基础边坡滑坡的形成机制
        杆塔基础边坡滑坡与我国气候环境具有非常密切的关系。从整体角度而言,恶劣天气或气候下杆塔基础边坡滑坡的风险明显提升,如在长时间降雨或大暴雨时,杆塔基础边坡附近的土层被雨水浸透崩解,表层泥浆形成了泥漠,造成土体黏附力下降。长时间冲刷或浸润后泥溴润滑作用持续上升,地表逐渐软化,当冲刷或浸透到一定程度后,土体流失形成临空,造成该区域土体无法承受杆塔荷载,造成杆塔基础边坡滑坡。尤其是在林木茂密区域多为松散和蓄水能力较强的腐植土层,一旦泥漠形成且持续冲击,滑坡发生的可能性非常高,需全面重视。部分杆塔基础边坡施工过程中并未对土体进行压实处理并清理附近的工程弃土,这也在一定程度上加大了杆塔基础边坡滑坡的可能性。杆塔基础边坡区域园积大量工程弃土时,一旦强降雨天气到来,这些弃土很容易冲刷到杆塔排水沟,引起雨水聚集,水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生,严重时甚至影响周围土体,导致大范围杆塔基础边坡滑坡。除此之外,杆塔基础边坡角度不合理也是造成杆塔基础边坡滑坡的重要诱因。当前我国工程建设的过程中为了方便往往依照山体状况设置相应的杆塔基础边坡。在较为陡峭的山域,杆塔基础边坡坡度较大,施工后边坡土体松动,很容易产生山体滑坡,其具体状况见图1、2所示:
       
       
       
      
       
       
        图2:山体滑坡示意图
       
         2杆塔基础边坡滑坡预防、监测方法
        为了对杆塔基础边坡滑坡进行控制,本次研究的过程中笔者主要从导致杆塔基础边坡滑坡的边坡因素、气候因素、其他因素三方面出发,对杆塔基础边坡滑坡的可能性进行研究。
研究时从比例、高度和坡度三方面对坡度因素进行研究,对其进行量化,其中C,为杆塔基础边坡比例、C,为杆塔基础边坡高度、C,为杆塔基础边坡坡度,具体状况见表1:
表1 杆塔基础边坡地貌因素量化表

 
         依照区域内各项因素的影响状况将其因素权重分别设置为a%、b%、c%,其中三项权重之和为100%,依照评价等级(视评价等级5为。分、评价等级1为10分,其他等级依次依照间距数值设定)及因素权重确定区域内杆塔基础边坡滑坡风险等级。确定风险等级系数后要在该数据基础上合理筛选杆塔基础边坡位置,尽量避免滑坡区域,从而减少滑坡的可能性。与此同时,还要依照上述系数对杆塔基础边坡环境进行适当改善,做好边坡的预防和加固,最大限度降低滑坡风险。
         3杆塔基础边坡滑坡预防及治理策略
         3.1预防及治理原则
         3.1.1要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”理念,结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,实现杆塔基础边坡滑坡防治控制。
         3.1.2要依照经济性原则对杆塔基础边坡滑坡问题进行处理,依照经济性指标合理选择滑坡防治技术、材料并生成针对性方案,在保证防治效果的基础上最大限度降低防治成本。
         3.1.3要依照生态环境保护原则科学地选取杆塔基础边坡滑坡防治措施,最大限度降低防治过程中对环境的影响,在可持续发展原则基础上生成切实可行的防治方案。
         3.1.4预防控制过程中一切均不可影响杆塔基础的稳定性,在该基础上做到因地制宜、合理施工,为后续杆塔基础边坡滑坡处理创造良好的条件。
         3.2预防及治理措施
         3.2.1 设计前的地质勘查。一是查明塔基地形地貌、地层岩性、岩体结构与地质构造、地震及地下水,并划分塔基地质环境复杂程度;二是查明塔基影响范围内的崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等不良地质现象的规模及分布情况;三是调查塔基施工余土堆放情况、基面水土保持设施的合理性、完好程度及水土流失状况,挡土墙和护坡的使用状况;四是查明塔基影响范围内的人工边坡、陡坎、挖坑植树等破坏塔基地质环境的人类活动。
         3.2.2 提高工程施工质量的监督。施工中各环节要验收合格后才能进行下一环节,监理要引导施工企业科学的开展施工,不破坏周边环境,控制诱发滑坡等地质灾害的相关因素。
         3.2.3 处理好输电线路工程竣工时的工程遗留问题。竣工要按照合同的要求操作,对可能引起地质灾害的因素要认真排查,如发现问题,要及时解决和处理,防止出现竣工后的遗留导致的事故。
         3.2.4消除和减轻水的危害。杆塔基础边坡滑坡的发生常和水的作用有密切的关系。水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此消除和减轻水对边坡的危害尤其重要。其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在杆塔基础边坡滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有水平钻孔疏干、垂直孔排水、竖井抽水、隧洞疏干、支撑盲沟等。
         3.2.2改善边坡岩土力学强度。杆塔基础边坡滑坡治理时可以通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:
         第一,削坡减载,用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。如某区域杆塔基础边坡发生推动式滑坡且后缘基岩浅埋,对其进行削坡时就可以借助削坡减载方法,将杆塔基础边坡滑坡后缘处挖除一定量的滑体,从而减小边坡滑坡的下滑力。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前做经济技术比较。
         第二,边坡人工加固,其杆塔基础边坡加固过程中常用的方法主要包括:修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度等;镶补沟缝,对坡体中的裂隙、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展等。
         第三,支挡工程。杆塔基础边坡滑坡预防治理的过程中需要对支挡工程进行重视,依照具体边坡状况、滑坡状况合理选取抗滑桩、抗滑挡土墙和预应力锚索等支档和锚固措施,做好边坡支挡防护。如某区域杆塔基础边坡为第四纪残坡积层,岩性主要为碎石土、含碎石粉质茹土等,且滑体厚度大。在对其进行基础防护的过程中就可以通过设置抗滑桩支挡,对边坡进行防护。
         4结语
         架空输电线路杆塔结构的设计质量与输电线路的经济性、可靠性关系密切,做好架空输电线路杆塔基础边坡问题及改进方法的研究非常重要。在对该自然灾害进行控制的过程中,需要做好杆塔基础边坡的监测,通过相关指标及等级评价内容确定杆塔基础边坡滑坡的可能性,实施相应控制;要对杆塔基础边坡防护进行强化,做好各项防护措施的构建,从根本上减少外部因素对区域土体的影响,提升杆塔基础边坡稳定性,提高线路运行的可靠性,为社会经济的可持续发展提供安全、稳定、可靠、优质的电力供应。
         参考文献
         [1]李永坚,刘文峰,刘伟诚,何志刚.位移计在输电塔位边坡安全自动化监测中的应用[J].广东电力,2017,(6).
         [2]王年孝.输电杆塔基础的灾变监测与预警系统研发叶机电信息,2015,(36).
         [3]严福章,袁兆祥,王修全.电网工程滑坡灾害的鉴别方法及处理对策研究田.能源技术经济,2018,(5).
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