高压架空输电线路工程中滑坡问题的研究

张 衡 何文秀 谢怀前

(1.四川省蜀通岩土工程公司，四川 成都 610081； 2.中国电力工程顾问集团西南电力设计院，四川 成都 610021)

高压架空输电线路工程中滑坡问题的研究

张 衡1何文秀1谢怀前2

(1.四川省蜀通岩土工程公司，四川 成都 610081； 2.中国电力工程顾问集团西南电力设计院，四川 成都 610021)

针对高压架空输电线路工程地基基础不连续的地质特点，总结了滑坡对线路工程的危害，根据岩质斜坡和土质斜坡的变形破坏模式，分析得出岩质斜坡滑坡和土质滑坡边缘至杆塔基础底面外边缘的水平距离的公式，并将分析方法应用到实际工程中，证明了高压架空输电线路工程中采用杆塔基础底面外边缘线至滑坡后缘水平距离来评价滑坡的影响是可行且有效的。

高压架空输电线路，滑坡，距离

我国西部和西南部地区蕴藏着极丰富的煤炭和水力资源，随着我国西部、西南部地区煤炭和水电资源的不断深入开发，有越来越多的电力从西部和西南部输送往东部。然而，西部和西南部地区因受大地构造作用的影响，地质条件极其复杂，不良地质作用强烈发育，输电线路的建设中暴露出了一系列地质问题[1-4]。其中，滑坡问题是影响输电线路杆塔稳定和输电线路安全的主要问题之一。

1 高压架空输电线路工程中滑坡问题的特点

1.1 高压架空输电线路工程的地质特点

高压架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面之上，架设及维修比较方便，成本也相对较低，是目前国内外主要采用的输电线路。高压架空输电线路的地质特点主要是地基基础不连续，即仅有杆塔部位涉及场地和地基稳定的问题。

针对高压架空输电线路地基基础不连续的地质特点，线路所经地段并不是所有的滑坡都对输电工程有威胁，滑坡的威胁主要体现在其对杆塔基础的影响。因此，滑坡对线路工程塔基的影响与滑坡的性质、规模以及其与塔位的相对位置关系和距离等因素密切相关，其中，滑坡与塔位的相对位置关系和距离是研究高压架空输电线路工程中滑坡影响的主要因素。

1.2 滑坡和塔位的相对位置关系和距离

简单概括一下，滑坡与塔位的相对位置关系主要有四种，即杆塔位于滑坡体内、杆塔位于滑坡的下方、杆塔位于滑坡边缘以及杆塔位于滑坡范围以外等四种相对位置关系(见图1)。

由图1可知：

1)当杆塔位于滑坡体内，滑坡的变形和破坏会直接影响塔位的稳定。

2)杆塔位于滑坡的下方时，杆塔基础是否会遭遇到破坏，与滑坡的下滑位移及滑坡堆积体的堆积范围有关。当杆塔位于滑坡前缘外侧时，滑坡对杆塔无影响，否则，杆塔会受到滑坡的影响。

3)当杆塔位于滑坡的边缘时，不论杆塔位于滑坡两侧还是后缘，都需要对滑坡的性质和发展趋势进行分析、预测和必要的监测[4，5]，判断滑坡对杆塔稳定性的影响。

4)当杆塔位于滑坡影响范围以外时，滑坡对杆塔稳定性无影响。

综合上面滑坡和塔位相对位置关系的分析，滑坡对杆塔稳定性影响最复杂的情况就是当杆塔位于滑坡边缘附近时，需要讨论杆塔与滑坡边缘的距离问题,对滑坡的发展趋势进行分析和预测,以评价滑坡对杆塔稳定性的影响。

2 滑坡边缘附近杆塔的稳定性问题

杆塔与滑坡边缘的距离问题是滑坡边缘附近杆塔稳定性问题的关键。由于岩质斜坡和土质斜坡的变形破坏模式不同，以下就岩质斜坡和土质滑坡两类分别考虑杆塔基础与滑坡边缘距离的问题。

2.1 岩质滑坡

岩质斜坡滑坡常常受到外倾结构面的影响，因此杆塔基础与滑坡边缘的距离主要受到外倾结构面的影响。如果杆塔基础位于斜坡控制性外倾结构面的范围以内，杆塔的稳定性受到外倾结构面的影响；反之，杆塔基础稳定(见图2)。杆塔基础与滑坡边缘的最小距离见图3。

由图3可知，杆塔基础底面外边缘至坡顶的水平距离见式(1)，否则，杆塔的稳定性会受到岩质滑坡的影响。

(1)

其中，a为基础底面外边缘至坡顶的水平距离，m；h为岩质滑坡中外倾结构面出露位置至坡顶的高度，m；d为基础埋置深度，m；α为控制性外倾结构面在滑动方向的视倾角；β为边坡坡角。

2.2 土质滑坡

土质滑坡常发生圆弧形滑动，其地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。杆塔基础底面外边缘至滑坡边缘的水平距离可参考位于稳定土坡坡顶的建筑矩形基础底面外边缘线至坡顶的水平距离[6]的理论(见图4)，采用式(2)进行分析。

a≥2.5b-

(2)

其中，a为杆塔基础底面外边缘至滑坡边缘的水平距离，不得小于2.5 m；b为垂直于滑坡边缘线的基础底面边长，m；d为杆塔基础埋置深度，m；β为滑坡后缘的坡角。

当杆塔基础底面外边缘至土质滑坡边缘的水平距离满足式(2)时，滑坡对杆塔基础无影响，否则，杆塔基础受到滑坡的影响，需采取防治措施。

3 工程应用

1)西南某500 kV输变电工程N1082号杆塔A腿外侧滑坡概况。西南某500 kV输变电工程位于云南省文山州和广西自治区大新县境内，线路运行中N1082号杆塔附近出现滑坡问题。

N1082号杆塔位于某低山斜坡中部，斜坡下陡上缓，下部坡度约40°，上部坡度约25°，植被发育。杆塔基础处地表为厚度约1 m的褐黄色可塑状粉质粘土，下伏灰黄色泥岩，岩层产状为291°∠38°，裂隙发育，岩体破碎，强风化层厚度约为3.0 m。杆塔采用掏挖式基础，以中风化泥岩作地基持力层。

塔基A腿外侧滑坡宽约20 m，高25 m，主滑方向为15°。滑坡堆积体约2 000 m3，主要由黄色粉质粘土和约35%的砂泥岩碎块石组成。滑坡左侧有宽达60 cm的剪切裂缝，后缘壁上擦痕清晰可见。

2)滑坡对杆塔基础稳定影响的分析。据现场调查，滑坡原始地形坡度较陡，雨季以来降雨持续作用，导致边坡岩土体的物理力学性质降低，斜坡中下部第四系松散堆积物与强风化泥岩产生滑动破坏。

结合现场调查，垂直于滑坡边缘线的基础底面边长b按3 m考虑，杆塔基础埋置深度d考虑为4 m，滑坡后缘的坡角β考虑为40°，代入式(2)，得到杆塔基础底面外边缘至滑坡边缘的水平距离a需不小于2.73 m。现场滑坡后缘距杆塔最近的A腿直线距离约15 m，远远大于2.73 m，因此，滑坡不会影响到塔位的稳定性，可不予处理。

现场考虑到美观和塔位的安全性，清除滑坡堆积体后进行了简单的格构护坡处理，运行至今已有6年，杆塔基础稳定性良好。

综上，高压架空输电线路工程中采用杆塔基础底面外边缘线至滑坡后缘水平距离来评价滑坡的影响是可行且有效的。

4 结论与建议

1)高压架空输电线路工程主要的地质特点是地基基础不连续，即仅有杆塔位置涉及地基基础稳定性问题。

2)滑坡对线路工程的危害主要体现在对塔基稳定性的影响，与滑坡的性质和规模、滑坡和塔位的距离以及相对位置关系等因素密切相关。

3)杆塔基础与岩质滑坡边缘的距离主要受到外倾结构面的影响，杆塔基础与滑坡边缘的最小距离见式(1)。

4)杆塔基础底面外边缘至滑坡边缘的水平距离对应土质滑坡时可采用式(2)进行分析。

5)西南某500 kV输变电工程N1082号杆塔A腿外侧滑坡的工程实例表明，高压架空输电线路工程中采用杆塔基础底面外边缘线至滑坡后缘水平距离来评价滑坡的影响是可行且有效的。

[1] 毛军南.架空送电线路工程常见岩土工程问题[J].电力勘测设计，2004(2)：21-25.

[2] 李伟强，彭玉环.三峡坝址至奉节段输电线路工程的地质灾害及治理[J].湖北水力发电,2004(1):12-25.

[3] 李伟强，曾渠丰.山区输电线路工程勘察中的地质灾害问题与治理方法[J].湖北地矿，2002，16(4)：47-50.

[4] 刘 滨,尹镇龙,曾渠丰，等.浅论电力工程地质灾害危险性评估[J].岩土工程界,2003,6(8):27-29.

[5] 陈生元,李青文.750 kV输电线路官东Ⅰ线青海境内地质灾害原因分析及处理[J].青海电力,2008,27(2):44- 47.

[6] GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范[S].

Research on the landslide problem of high-voltage overhead line engineering

ZHANG Heng1HE Wen-xiu1XIE Huai-qian2

(1.Sichuan Shutong Geotechnical Engineering Corporation, Chengdu 610081, China；2.CPECC Southwest Electric Power Design Institute, Chengdu 610021, China)

According to the geologic characteristics of not continuous foundation of high voltage overhead transmission line engineering, this paper summarized the harms of landslide to line engineering, according to the deformation and failure modes of rock slope and soil slope, analyzed and gained the horizontal distance formula of rock slope landslide and soil landslide edge to pole tower foundation bottom surface outer edge, and applied the analysis method to practical engineering, proved using pole tower foundation bottom surface outer edge to landslide bottom edge line horizontal distance in high voltage overhead transmission line engineering to evaluate the landslide influence was feasible and effective.

high voltage overhead transmission lines, landslide, distance

1009-6825(2014)36-0057-02

2014-10-16

张 衡(1982- )，男，工程师； 何文秀(1982- )，男，工程师； 谢怀前(1980- )，男，高级工程师

P642.22

A