某变电站边坡治理技术应用探讨

李冰 盛学庆 戴宇辉 金鸿俊 张国建 赵翀

【摘要】工程建设开挖边坡，在不同程度上都遇到了对坡脚建筑和人员的保护问题，对于这些问题，必须采取针对性的处理对策，以保护坡脚建筑物及人员的安全。本文以杭州某新建变电站为例，对变电站边坡治理技术展开讨论，并提出合理化建议，以达到减少工程量变更，精准管理的目的。该文可为类似工程提供参考和借鉴。

【关键词】边坡开挖;边坡加固;建议

Abstract： engineering construction excavation slope， to varying degrees， have encountered the problems of slope toe buildings and personnel protection， for these problems， we must take targeted countermeasures to protect the safety of slope toe buildings and personnel. Taking a new substation in Hangzhou as an example， this paper discusses the slope treatment technology of the substation， and puts forward reasonable suggestions， so as to achieve the purpose of reducing the change of engineering quantity and precise management. This paper can provide reference for similar projects.

Key words： slope excavation; Slope reinforcement; Suggestions     【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.070

1、项目概况

杭州富阳区新民110kV变电站工程由配电装置楼、消防水池、事故油池等建构筑物组成，拟建场地位于现状山坡坡脚，坡脚工程建设将在站址外围形成最大坡高近40m的高边坡，边坡出露岩性主要为粉质粘土混碎石及全风化花岗岩，存在塌方及滑坡隐患。为确保站址及站内工作人员安全，在充分分析边坡岩土特性、坡高及坡脚保护对象的基础上，设计采用锚索+格构进行坡面防护，坡脚设置大断面挡墙进行护脚，坡面采用喷混植生进行绿化恢复，同时设置截、排水沟将山坡汇水有序排放，减少坡面冲刷和水土流失。截至2020年底，边坡支护主体结构基本完成，边坡安全隐患得以消除，坡面喷混植生复绿由于季节原因待年后进行施工。

2、工程应用探讨

本工程边坡治理虽然告一段落，但从项目勘察、设计到施工和监理整个过程，仔细梳理，仍有一些问题值得总结，便于类似边坡工程应用借鉴。

2.1 勘察方面

2.1.1地形图测绘

边坡地形图测绘工作是勘察、设计的前置阶段，属于特殊地形测绘技术，因地形坡高、现场测绘难度大、若加上林木密集遮挡测绘信号等，给测绘工程作业带来许多困难，只有合理选择多样化测绘技术，获取更准确的测绘数据，才能绘制出精度高、内容全面的地形图。

① 首先应对边坡的基本信息有一个全面的收集，如边坡的高度、方向、植被情况等，在得到以上基本信息资料后再对边坡地段进行合理化的划分，才能对其边坡的高度以及形状等展开全面且准确性的测量工作。

② 地形圖外业高程测绘精度建议，地形图高程精度分高程注记点精度与等高线精度，城市建筑区高程注记点中误差需优于过±0.15m，边坡等高线插求点中误差需优于±h/3（h为等高距）。

③ 地形图高程注记点密度建议以图上1cm到2cm为宜，高程注记点位置需真实反映地貌变化，坎脚坎顶、合水线分水岭、鞍部山顶等地貌变化处均应测绘高程注记点。

④ 小范围地形图高程点测绘方法建议采用RTK、全站仪，对于上平方公里的大面积的宜采用机载雷达，植被密集地区须采取一定方法或技术手段确保高程点密度。

⑤ 高程点属性、赋值、分层设色等电子数据属性要准确无误。

2.1.2岩土勘察

在采用岩土工程勘查技术对边坡进行治理的过程中，必须保证勘察的完整，并将勘察结果进行准确性分析、对比，以全面、及时的发现和解决边坡出现的问题。必要情况下，还需对边坡的实际高度、周围植被种植情况等进行适当分析处理，再结合该岩土工程的其他相关特点，制定出较适宜、完整、而全面的治理方案。

① 首先需着重关注边坡地段是否属于河流的流经地段，倘若是属于河流的流经地段，则还需对该地区的流经量与稳定性予以勘测和评估。

②全面了解边坡地段的地层以及其风化的情况，并对坡面的岩石层进行考察，需特别注重发现边坡地段岩石层中属于软弱性的地层段。

③合理布置边坡勘察孔，查明边坡开挖范围内的地层分布情况，同时结合现场踏勘，调查地层岩性产状以及结构面情况，为边坡设计提供依据。

④ 通过现状边坡稳定性评估及钻探取样试验，提供合理的边坡岩土设计参数。

⑤ 边坡开挖到位后，如岩性与勘察有出入，应及时到达现场协助各方进行技术问题的处理。

2.2 设计方面

2.2.1土石方计算注意事项

① 地形图数据检查

由于地形图使用过程中的平移、旋转、缩放等，可能造成等高线赋值、高程点赋值等变化，土石方计算前要抽检部分等高线、高程点。

②完善土石方计算高程数据文件

一般土石方计算软件，都具备采用方格网法、断面法、三角网法等计算方法，无论哪种方法，都基于一个完整齐全能够反映实际地貌的高程数据文件，如果没有完整的DEM，土石方计算前应先根据地形图上的等高线、高程注记点、图面情况，采用等高线生成高程点、适当合理补充高程点等方法完善高程数据文件，然后根据这个完善正确的数据文件进行土石方计算。

③ 由于地形图图面负载问题，图面整饰时往往过滤掉不少实测高程点，建议地形图测绘时，为满足土石方计算精度要求，把所有需要用于土石方计算的高程点另外设置一个图层（可命名为gcd-t）一般设计时这个图层锁死隐藏，土石方计算式调用这个图层，这样，这个用于土方计算的高程数据文件不易破坏，而且不同软件、不同人员计算土方时使用的是这同一个数据文件，计算结果应该是一致的。

2.2.2边坡设计注意事项

①边坡设计应以地勘资料为基础，结合拟开挖边坡地层分布情况及土层参数，分析评估开挖边坡的稳定性和可能的破坏模式，确定最终开挖边坡的坡率和相应的支挡措施。

②边坡是否适合传统的台阶式削坡方案，应充分考虑边坡的原始地貌及钻探揭露的岩土特性综合判定。本工程选址在原始地貌横坡较陡的位置，边坡岩性以粉质粘土混碎石及全风化花岗岩为主，而花岗岩全风化层以石英、长石等碎屑颗粒为主，粘土矿物含量较少，结构松散，粘聚力低，水稳定性差，抗冲刷能力弱，在暴雨作用下极易发生侵蚀，甚至引发塌方或滑坡灾害。本工程开挖边坡在综合分析后，最后确定采用适当削坡结合锚索+格构进行支挡，坡脚设置大断面挡墙进行护脚。若采用传统方式10～15m分台阶式削坡，坡率1：1～1：1.5，不仅坡高大，山体破坏严重，施工过程中可能还会引发各种不确定的安全风险。

③除开挖过程出现地质异常外，设计说明中尽可能明确工艺，避免施工过程中出现变更引发工程造价增加的风险。

④ 锚索注浆方式不同于常规锚杆，注浆管没法随注浆的进行逐步拔出，需采用孔底返浆方法（注浆压力一般为0.4MPa），从孔底开始作业，依靠注浆压力将新鲜浆液顶升直至孔口，最终实现锚固段与非锚固段被注浆材料所包裹。鉴于锚索的注浆工艺特点，考虑砂浆的可注性较纯水泥浆差，锚索注浆材料选用水灰比为0.45～0.5，浆体强度不低于40MPa的纯水泥浆更为适宜。

2.3 施工方面

（1）边坡土石方开挖应避开雨季，与支挡结构施工有效配合，合理分区，采用机械与人工结合的挖掘方式，开挖一级防护一级，降低施工过程风险。本工程施工过程虽然严格按照边坡开挖自上而下、从内至外进行施工的原则，严禁越级超挖，开挖一级及时防护一级，但由于边坡岩性的原因，在雨季尤其强降雨期间出现过局部塌方，但由于处置及时，未给人员和财产造成大的损失。

（2）测量放样需严格按照施工设计图，采用全站仪将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位在坡面上纵横误差不超过±100mm。钻杆倾角采用水平仪控制。

（3）边坡锚固区所处地质条件复杂，锚索孔道灌浆有可能出现浆漏，建议采用间隙灌浆法或反复屏浆法严格检测锚孔灌浆状况，特别是锚固段的灌浆状况，确保锚孔灌浆饱满。

（4）边坡作业风险较大，施工方应做好风险源的识别并制定相应的应急措施，同时做好应急抢险准备，备好挖机、木桩、型钢、注浆设备、喷射混凝土设备等应急设备及物质。

（5）施工过程中加强边坡监测和数据分析，做到对灾害事故的预测，保证工程安全。

2.4 业主方面

（1）站址尽可能选择在平原地带，如必须选择坡地，尽量选择在地貌横坡较缓地带，以减少后期高开挖、护坡、安全风险及治理费用;如无法避开地貌横坡较陡地带，可通过调整建筑布置减少后期开挖及护坡工程量。

（2）预算清单编制过程中，加强与设计人员的沟通，充分了解各施工工艺流程，避免出现清单描述不清导致后期施工索赔等风險。

（3）边坡施工专业性强，应选择有相应资质和工程经验的专业队伍进行施工。尤其边坡施工过程中出现风险，专业的施工队伍可在短时间内完成抢险，及时止损。

结语：

工程建设边坡开挖，不可避免会遇到坡脚建筑及人员的保护问题，边坡开挖勘察、设计、施工须加以慎重考虑。通过本工程实践，可认为边坡加固、喷混植生复绿、截、排水等措施是确保边坡安全和坡面生态修复的有效、经济、合理的技术措施，确保了坡脚建筑的正常运营和站内人员的安全。

参考文献：

[1]秦良彬，李学伟.典型山地城市建筑挖方高边坡支护应用研究[J].中国勘察设计，2017（9）：105～107.

[2]安明庆.测绘工程中特殊地形的测绘方案及质量控制对策[J].华北国土资源，2019（5）：84-85.

[3]张旭东.岩土工程勘察在边坡治理中的重要性[J].建筑工程技术与设计，2018（18）：502

作者简介：

李冰（1977-），男，工程师，从事工程管理工作。