特高压输电线路某大型岩溶灾害处理

2019-01-15罗先国邹相国

数字通信世界 2018年12期

何川，罗先国，邹相国，王远

（湖北省电力勘测设计院有限公司，武汉 430040）

湖北巴东县位于长江中上游，隶属恩施土家族苗族自治州，地质上属于典型的岩溶喀斯特地貌。某特高压工程途经巴东县官渡口镇，投运后遭遇了重大岩溶灾害。本文对该岩溶灾害的治理过程进行了详细论述，为后续输电线路工程的岩溶灾害治理建设提供参考。

1 背景

2017年10月，运检单位在开展雨后地灾特巡中，发现已投运的某±800kV直流线路某铁塔D腿基础边出现大型岩溶塌陷。塌陷处口宽约3m，呈漏斗型，光照可见深度10m。经初步判断深度大于30m。查阅设计资料可知：D腿基础采用人工挖孔桩，桩径2.6m，全长12m。

2 地灾治理方案

2.1 原因分析

设计单位经现场勘察，查明D腿附近发生坍塌的原因为：基础底部边缘存在溶洞，埋藏于地表之下。溶洞上部裂隙较为发育。在持续暴雨天气下，雨水沿裂隙向下渗透，导致上部溶沟、溶槽内的土层被软化、潜蚀带入下部溶洞中，引起表层土体坍塌。

2.2 现阶段基础稳定性复核

（1）地质稳定性分析。设计院用地质雷达探测+三维激光扫描等多种手段对岩溶情况进行了勘察，结论为：溶洞位于桩基外侧，近似垂直发育，且未向桩底延伸。溶洞洞壁为中风化灰岩、质地坚硬，较为完整，稳定性好，故D腿基底地质是稳定的。

（2）结构安全性分析。设计院依据现行基础规程规范对当前阶段气象条件下裸露状态的桩基强度及稳定进行了验算。计算结果显示下压及侧向稳定均满足要求。

2.3 溶塌陷地灾治理方案

在上述基础稳定前提下，各参建单位马上开始了对岩溶塌陷的不停电治理工作。

岩溶分布情况。经三维激光扫描，探明了塌陷区下部溶洞的走向及大小。以D腿基础顶面为基准，塌陷区岩溶分布三维渲染图如图1所示：

图1 溶洞三维渲染图

三维图显示，溶洞整体呈远离塔位方向发育，竖直向下发育深度为58m处。上部塌陷总体呈漏斗形，颈口位于下方约9m处，断面形状不规则，长约3.0m，宽约0.3-0.6m。颈口下部约25m处溶洞断面尺寸达到最大，长10m，宽约0.8-4.0m；此后溶洞断面尺寸逐渐减小，至58m处竖向见底。

3 岩溶处理

考虑溶洞上部颈口尺寸受限及国网公司严控施工三级及以上风险的要求，设计院提出了岩溶下部采用毛石灌填，上部采用素混凝土浇筑的方案。灌填方案示意图如图2所示：

图2 溶洞灌填示意图

方案具体如下：

（1）采用毛石对溶洞进行灌填，第一阶段先灌填100立方米毛石，填充至上图中A点位置，深度约45m，毛石直径约200-300mm。

（2）通过测绳对第一阶段灌填毛石后的溶洞深度进行探测，根据深度探测结果进行下一步作业。按以下3种情况分别考虑：

①如果探测此时溶洞的底部位于A点或以上深度位置，可认为第一阶段抛石已经对溶洞底部形成了初步的填堵，下一步采用M10等级水泥砂浆对溶洞内块石进行灌浆处理，灌浆方量10立方米。

②如果探测溶洞深度变浅，但未达到A点深度，则继续采用级配毛石灌填，直至填充达到A点深度。

③如果探测溶洞深度完全未变浅，则采用编织袋装级配碎石，通过绳索下放到溶洞的竖向底部，碎石袋共计方量放入约15立方米，再采用级配毛石灌填至A点深度，后采用10立方米水泥砂浆进行灌浆。

（3）再次分段进行毛石灌填，并逐段进行灌浆，直到毛石填灌到F点处。各段灌填毛石方量如图2.2所示，注意每灌填毛石约100立方米后，灌浆10立方米。

（4）从F点位置开始，上部采用C20混凝土继续灌填，至桩顶以下1.9m处。此阶段素混凝土量约为160立方米。

经测算，灌填使用毛石约610立方米，C20混凝土约160立方米，水泥砂浆约60立方米。

施工注意事项：第一，线路处于带电运行状态，且现场情况复杂，施工期间作业人员应采取防触电、防滚石、防坠落等措施。第二，为保证初期毛石投放能到达溶洞底部，毛石灌填期间应检测溶洞上部颈口处的情况，避免毛石卡在颈口较窄位置。

4 方案施工

由于堆料平台离岩溶塌陷口高差达50m，水平距离约30m，人运抛石效率极低，基本不可行。施工单位根据多方调研，最终决定选用导向筒抛石方案。具体为：采用钢板加工成直径约600mm的圆筒，并进行拼接，形成投料管道从施工平台处连接到塌陷洞口上方，作为抛石通道。同时，投石管道末端附近应采取挡板等措施减缓石料下滚速度。导向筒经过现场初抛，角度进行了多次微调，确保抛进导向筒的块石在重力加速下撞击底部挡板后能反弹进岩溶坑内。导向筒布置如图3所示。

施工开始后，由于勘查误差及抛填毛石直径不一的影响，抛填量比设计理论量增加约10%，表明了方案的准确性。在各参建单位的大力配合下，此次岩溶塌陷终于在大雪封山之前处理完毕，且没有采取停电措施，避免了电网的经济损失。