山区变电站滑坡灾害治理工程

徐国胜，赖正发

(1.云南电网公司，昆明 650011，2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，昆明 650051)

1 工程实例

1.1 工程概况

某220 kV变电站位于边坡中部约2440 m标高地段开始出现裂缝，裂缝逐年缓慢加宽至10～20 cm。2008年，该区域降雨量较大，裂缝突然增大至50 cm，呈张开状，长约180 m，圆弧形延伸，高差达1.5 m，并可见擦痕，其下方生成多条大体平行的圆弧状裂缝，勘查报告提出该坡体存在浅层滑坡与不稳定大边坡隐患的可能，见图2，大边坡潜在滑动面深100米左右，下滑力巨大，若采用变电站整体搬迁方案，将导致电网运行中断。一旦滑坡将直接冲毁220 kV变电站，必须进行治理。

图1 剖面图

2 场地条件

2.1 地质地貌条件

场地总体地势北西高，南东低，属高山峡谷地形，地貌类型属侵蚀、剥蚀高山区地貌。滑坡体发育于一上陡—中缓—下陡坡洼地地带上，该边坡坡度约45～50°，洼地上方为村村通道路，滑坡地段有四户居民除局部地段基岩出露及耕地外，大部分地段为植被所覆盖，植被类型以乔木为主，偶间灌木。

站址区属高山峡谷地貌，场地内地层较为复杂，地表主要为第四系松散层所覆盖，岩性主要由碎块石、粘性土组成，杂乱，极为不均匀，厚度变化大，成因复杂，主要为崩、坡积形成。下伏基岩为古生界二叠系中统玄武岩组玄武岩。拟建场地地层自上而下依次为:第四系植物层;第四系崩坡积层碎石土、块石、碎石、含角砾粉质粘土，古生界二叠系中统玄武岩组玄武岩［2］。

2.1.1 第四系松散层

1)植物层，主要由褐灰色粘性土混植物根系组成，结构松散，干。层厚一般0.20～0.50 m。

2)碎石土，褐灰、灰黄色，由粒径为2～10 cm强～中等风化玄武岩碎块组成，棱角状，颗粒排列无规则，充填约20～30%粘性土，稍密。局部地段含块石。层厚一般1.10～15.70 m。

a.块石，青灰、灰黄色，主要成份为强～中等风化玄武岩块石，粒径一般0.2～0.5 m，大者可达1.5～2.0 m，棱角状，颗粒排列无规则，充填少量粘性土，结构松散，易垮塌。层厚一般1.00～6.60 m。

b.碎石，青灰、灰色，主要成份为强～中等风化玄武岩碎块，粒径一般2～10 cm，大者可达15～20 cm，棱角状，颗粒排列无规则，充填少量粘性土，结构松散，易垮塌。局部地段含块石。层厚一般0.70～9.80 m。

c.含角砾粉质粘土，黄、褐黄色，硬塑状态，稍湿。含25% ～30%粒径0.5～3.0 cm次棱角状碎石。切面稍有光滑，无摇振反应，干强度及韧性中等。层厚一般0.70～5.20 m。

2.1.2 古生界二叠系中统玄武岩组

1)强风化玄武岩，灰黄色，致密块状结构，气孔状构造，局部夹中等风化岩土块。节理裂隙极发育，岩芯以角砾状为主，局部呈碎石土状。层厚一般1.00～2.10 m。

2)中等风化玄武岩:青灰、灰色，致密块状结构，气孔状构造，局部强风化。节理裂隙较发育，岩芯呈碎石状、碎块状，局部因机械破碎呈砂状。岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构。

各土层物理力学指标如表1。

表1 岩土层物理力学计算指标

2.2 水文条件

地区属亚热带高中山季风气候。海拔较高，气候寒冷，年平均气温4℃，最高气温25.4℃ ，最低气温－27.4℃。最热月平均气温10℃左右，最冷月平均气温－8℃。滑坡地区海拔2200～2600 m，海拔相对较低，气候较温和，但因地处哈巴－玉龙两座雪山附近的高山峡谷地形，温差较大，寒风不息，气候多变。多年平均降水量619.9 mm，雨季为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。

场地地下水属孔隙水及基岩裂隙水，主要受大气降水补给，节理裂隙极发育，岩体极破碎，地下水沿节理裂隙面下渗，埋藏较深。本区位于单一斜坡区，属于地下水的径流区，坡下冲江河为地下水的排泄区。区内表部全部为松散岩组孔隙透水岩层，其水位埋深较深。

3 滑坡原因分析

3.1 地质环境

通过对区内的地质环境条件进行分析，发现该场地为高山峡谷地形，原始地貌为上陡—中缓—下陡，场地地层为散体结构的粘性土体和碎块石体，中等风化到强风化块状结构玄武岩，土体呈散体结构，岩石节理裂隙较发育，完整性较差，增强了地表水的下渗路径。

3.2 人为及雨季因素

首先，山坡上平地较少，当地居民将缓坡地植被砍伐，翻松土壤，种植经济作物，使雨水、灌溉水很容易下渗，降低了土体抗剪强度，破坏了土体整体性，这也是变形只在此区域产生的主要原因。

其次，变形体左上方修建的村村通公路，其路边的截水沟，一般情况下能够截走地表水，但当降水量较大时，截水沟汇集大量地表水改变了排水方向直接排入洼地，经破碎的岩土体渗入坡体，从而诱发变形的产生。

3.3 隧道塌陷

据走访调查，1998年，螺丝湾水电站施工引水隧洞至该段位置时，由于地质条件复杂，洞内发生了较为严重的塌方，变电站北边曾多次发生过局部滑坡、塌方等地质灾害。坡体岩土体破碎，扩大了地表水下渗的路径。

4 治理方案

4.1 大边坡稳定

对于深层不稳定大边坡，有针对性的进一步勘察后，查清了土层、岩层构造及物理力学指标，选取4个典型剖面进行稳定性分析，分析过程中结合实践经验，得出各剖面的稳定系数为1.22～1.49，考虑到大部分坡体植被保护较好等因素，认为大边坡整体是稳定的，不需治理，这一结论至关重要，将极大的降低治理造价。

4.2 浅层滑坡

对浅层滑坡进行稳定性分析，得出各剖面的稳定系数为0.94～1.04，表明滑坡体处于极限平衡状态。在暴雨等因素的影响下，滑动、开裂变形将继续扩大，浅层的整体滑坡将可能发生。结合此边坡的实际情况对边坡的治理方案进行比选如下:

4.2.1 抗滑桩、预应力锚索

1)工作原理方面，抗滑桩是被动受力，而预应力锚索是主动受力;

2)施工难度方面，滑坡主要地层为岩层，成桩困难，须放炮，对稳定性不利，锚索采用钻机成孔，对稳定性不会产生影响;

3)施工工期及安全方面，下滑力较大，抗滑桩工程量较大，工期较长;锚索空间上采用依次施工，工期较短;且不需开挖，优点更加突出。

4.2.2 对坡体注浆填充孔隙

增加地层的密实度，阻止了地下水下渗带走细颗粒，但治理费用大，且治理效果难以保证永久性边坡长期的稳定，存在一定的安全隐患。

4.2.3 最终治理方案

1)对滑动带土体注浆，一方面填充孔隙，增加地层的密实度，阻止了地下水下渗带走细颗粒，另一方面固化后形成强度较高的复合土，增加了地层的整体稳定性。

2)采用预应力锚索进行支挡剩余下滑力。

3)坡体上设置二层截洪沟，确保上部坡面地表水及左侧箐沟水有效排走。

5 结束语

1)重视岩土工程勘察工作，确保勘察质量，这是控制岩土工程安全、质量和造价的前提。

2)滑坡灾害治理须结合经验，全面、科学分析变形原因，进行多方案比较，进而采用针对性强、可操作性好、造价相对低的治理方案。

3)滑坡灾害治理时宜优先采用勘察、设计、施工总承包，并由滑坡治理经验丰富的单位承担，以保证质量和安全，节约费用，减少工期。并且责任清晰，避免扯皮。

［1］220kV迪庆变电站山体滑 (边)坡岩土工程详细勘察报告、施工图［R］，中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，2009.

［2］220kV迪庆变电站山体滑坡处理施工图审查会会议纪要，云南电网公司，2009.