架空输电线路塔基边坡稳定性分析及治理措施

2021-07-20裴大威

建材与装饰 2021年21期

裴大威

（广东顺德电力设计院有限公司，广东佛山 528300）

0 引言

滑坡是山地架空输电线路比较常见的一种地质灾害，塔基滑坡将导致塔基失稳，严重影响电网的安全运行。一般情况下，塔位选择时应尽量避开不良地质地貌，但输电线路受线路宜直不宜曲、宜选高位不宜选低洼等其他控制线路造价因素的影响，塔位一般选择相对高耸的位置，这些也是相对容易发生滑坡的位置，因此勘察设计阶段，对无法避开且可能存在边坡失稳的塔位应进行边坡稳定性分析，研究其潜在滑面位置、滑带抗剪强度、控制边坡稳定性的因素等，对于不满足安全稳定性的边坡应提前采取可靠的加固措施，防止后期滑坡。

1 边坡稳定性分析

1.1 引起滑坡的原因

引起滑坡的根本原因在于土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。剪应力达到抗剪强度的原因有两种：①由于剪应力的增加，例如杆塔基础施工时，在坡面或坡顶填土堆载导致荷重增加，降雨使土体重度增加，这些都会使土体内部剪应力增加；②由于土体本身抗剪强度减小，例如孔隙水应力的升高，黏土夹层因浸水而软化，黏性土的蠕变等都会引起岩土体的强度降低。

1.2 简化的毕肖普条分法

条分法是目前一般工程中常用的土坡稳定分析方法，有瑞典条分法、简化的毕肖普（Bishop）条分法、杨布条分法等，其中毕肖普条分法的使用比较广泛，该方法有如下假定：

（1）假定滑动面为圆弧面。

（2）不考虑切向条间力。

（3）土条是刚性的。

（4）各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同，即等于滑动面的平均安全系数。

取任一土条i，其上的作用力有土条自重Wi，作用于土条底部的切向抗剪力有效法向应力Ni′，孔隙水压力uili，在土条两侧分别作用有法向力Ei和Ei+1及切向力Xi和Xi+1，令ΔXi=Xi+1-Xi，ΔEi=Ei+1-Ei，毕肖普条分法受力如图1所示。

图1 毕肖普条分法受力分析

结合莫尔—库伦强度理论，毕肖普条分法计算边坡稳定安全系数的公式如下：

假设ΔXi=0，即得到简化的毕肖普条分法公式（根据大量工程实例证明，这种简化对安全系数的影响较小，仅为1%左右）。

毕肖普条分法公式可以写成总应力计算公式：

对于土质边坡，在进行稳定计算时，首先要假定若干可能的滑动面，分别求出它们的抗滑安全系数，从中找出最小值，以此来代表土坡的稳定安全系数，而与此相应的滑动面也就是最危险的滑动面。对均质土坡来说，滑动面位置与土的性质、土坡坡度以及硬土层的埋藏深度有关。

2 某塔基边坡稳定性分析及治理措施

某高压架空输电线路杆塔塔基位于山脊，边坡有历史滑坡痕迹。塔基地区山体为花岗岩风化土，主要为坡积粉质黏土、残积砂（砾）质黏性土和全、强风化花岗岩。该土层为特殊性土，具有随含水量增加，其强度降低、压缩性增大的软化特性和浸泡后呈散粒状、片状及块状掉剥崩落的崩解特性。根据勘察资料，结合工程经验，提出本杆塔边坡岩土设计参数如表1所示。