输电线路寒冻风化区地质工程问题探讨

程峰+李俊+李洋+程东幸

摘 要：750kV伊库输电线路穿越天山山脉，区域内寒冻风化作用强烈。在寒冻作用下，会产生独特的地貌特征。文章根据天山寒冻风化区地形地貌的分布特征，在分析输电线路工程特点的基础上，从塔基选位、选型、工程病害防治等多个角度出发，提出了输电线工程建设中的防护对策，为类似工程的开展提供科学依据和参考。

关键词：寒冻风化；工程地质问题；输电线路；塔基

中图分类号：TM621.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）30-0187-02

1 概述

天山山区在寒冻风化作用下，原有岩石形成的碎石和块石，按风化程度、重力或流水搬运作用下堆积的位置可分为冰缘岩柱、石海、岩屑坡等地貌[1-4]，极易发生多种地质灾害，会对工程产生多种不利影响。

本工程是伊犁～库车750kV输电线路工程中新源县库尔德宁景区至和静县巴音布鲁克大草原为穿越天山段，其中包含十余公里的严重寒冻风化区。据资料显示，寒冻风化区开展的大型工程数量偏少，工程经验极其欠缺。本文通过分析寒冻风化区的地貌特点、地质灾害特征，综合研究了天山寒冻风化区输电线路的工程问题，并提出了相应的工程对策，为该输电线路工程的路径优化、塔基定位等提供科学、合理的建议及借鉴。

2 寒冻风化区地貌分布特征

在750kV伊库输电线路工程中，寒冻风化区主要分布在天山垭口前后，各种地貌错综分布。

2.1 冰缘岩柱

由于强烈的寒冻风化作用，基岩经受严重的破坏，被鳞剥与崩解为许多碎块。岩块在重力作用下沿坡移动。而残留的基岩则多呈柱状或丘岗状兀立于山脊之上，形成冰缘岩柱或岩岗[1]。在本工程中仅在个别山顶有分布。

2.2 石海

大小不等的棱角状块砾，无一定方向，杂乱地散布，状似一片乱石滩，故名石海。其中每一块砾石经受的外营力，首先是机械风化作用，使原来完整基岩解体成若干小块，随着时间的进展，小块将再行解体。机械风化的同时，雪蚀、融冻泥流，重力等都积极参与了石海的形成[1]。

2.3 岩屑坡

研究区域高海拔区域，海拔3200～3500m，冰川地貌发育，植被覆盖率低，大部分基岩处于裸露状态，并且由于岩质多为花岗岩，坚硬且脆性较大，经过冻融循环极易产生损伤破坏。特别是冰斗处寒冻风化严重，几乎每个冰斗内都分布岩屑坡。为清晰表述位置，以初设线路为标准，对输电线塔位有影响较大的岩屑坡进行了统计（见表1），寒冻风化地貌主要位于J12+1500～J14+800。

3 主要工程问题及防治措施

3.1 冰缘岩柱

本工程中，此类地形所占比重相对较小，加之输电线路点状工程特点，塔基选址时应尽量选择避让。但当塔基位于其下方时，应注意危岩、崩塌的影响。危岩、崩塌形成的落石，会直接威胁布设于其下方的塔基。当线路经过此类区域时应尽量绕避或跨越，当无法躲避时，可采用挂网喷射（改性）混凝土或对岩石中的裂缝进行封堵等措施，对岩体进行加固。并采用修筑拦石墙、落石槽、挡石网等防护设施，并对输电铁塔进行防护。

3.2 石海

石海具有空隙较大、整体松散、稳定性差的特点，并且其分布范围广、规模大小不一、厚度不定，清理难度巨大，立塔条件差。塔位选择时，应予以避让，当无法避让时，应对地基进行处理。

3.3 岩屑坡

在工程区域内，岩屑坡分布范围广、面积大，大致可分为两类：一类是古冰斗、雪线附近形成的大片连续岩屑坡，坡体全被岩屑覆盖，几乎无植被发育，岩屑粒径自上而下略有分选，通常是上小下大；坡面岩屑自顶部滚落堆积，处于自然稳定状态，当受外力（如雨、雪、冰体、落石等）作用时，极易失稳、滑塌。又因为此类岩屑坡，自坡顶到坡底厚度逐渐增大，根据地质雷达探测，坡底岩屑厚度可超过10m（见图1a），且岩屑间空隙大，无粘结强度，整体强度差，稳定性差，无法在其上设立塔基。另一类是在海拔相对较低的山坡坡面上形成的岩屑坡（岩屑锥裙），这类岩屑坡的碎屑来源有限，且散布面积较大，故岩屑厚度通常较薄。根据地质雷达探测结果为3～5m（见图1b）。此类岩屑坡若正处于发育阶段，坡体岩屑与前一类性质相似，亦为不稳定的松散堆积层，难以在其上立塔。若当此类岩屑坡厚度较薄时，可通过清表、加固或将塔基深入基岩来保证塔基稳定性[5]。

在寒冻风化区，除地貌特征引发的工程问题外，该区域内岩石风化速率较普通区域更快[6]。若强烈的风化营力直接作用于混凝土塔基或挡墙上，其破坏力将更大、更明显，将塔基或挡墙混凝土的耐久性、牢固性产生不利影响，更严重的会加速塔基或挡墙混凝土结构的破坏。寒冻风化作用强烈的区域，在基础表层布置混凝土、沥青、聚苯乙烯泡沫塑料、防渗保温涂层等防护层，能够低冻融循環次数。

4 结束语

（1）在塔基选位上，应根据现场情况进行识别，以避让为主；无法避让时，可选在老岩屑坡及石海位置，但要采用注浆对塔基岩土体进行加固。

（2）当塔基位于冰缘岩柱岩石崩塌体下方时，为防止危岩影响，可采用挂网喷射（改性）混凝土或对岩石中的裂缝进行封堵等措施，对岩体进行加固。

（3）在塔基设计中，应考虑对塔基混凝土进行防护。

参考文献：

[1]朱诚.现代冰缘地貌研究[M].南京：江苏科学技术出版社，1994.

[2]李吉均.大陆性气候高山冰缘带的地貌过程[J].冰川冻土，1983，5（1）：1-11.

[3]邓养鑫，邓晓峰.天山博格达峰地区现代冰缘地貌特征[J].冰川冻土，1983，5（3）：179-190.

[4]郭东信，程国栋.高亚洲冰缘作用类型及其垂直带谱特征[J].冰川冻土，1996，18（增刊）：148-156.

[5]熊黑钢，刘耕年，等.天山北坡乌-库公路沿线自然灾害特征及其对公路的影响[J].新疆大学学报（自然科学版），1993，10（4）：92-99.

[6]崔之久，李树德.天山冰达板岩石风化剥蚀速率问题[J].水文地质工程地质，1981（6）：14-15.endprint