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地质灾害的条文适应性研究

2016/03/18 阅读:

摘要:

对输变电工程有直接影响的地质灾害主要包括岩土变形(主要包括崩塌、滑坡、泥石流)、地面变形(主要是采空和岩溶地面塌陷)和特殊土地质灾害等3种类型。本文将重点分析泥石流、滑坡、冻土、软土等地质灾害。

关键词:

输变电工程;地质灾害;防灾减灾;标准条文

1输变电工程典型地质灾害分析

在电网工程建设和运行过程中,地质灾害对电网工程造成不同程度的损失,通过对一些典型地质灾害案例的分析,可以看出造成这些地质灾害的原因是多方面的,既有前期勘测设计的原因,也有施工质量的原因,值得反思。案例一:泥石流——油坊沟二自线N205铁塔倒毁事件事故介绍:2000年7月,西昌地区发生暴雨造成普格县油坊沟发生泥石流,造成临近沟坎的二滩至自贡输电线路二普三线(二自III回)N205铁塔地基因滑塌而倒毁,并将相邻铁塔折断,共造成倒塔6基,铁塔损坏3基,在该耐张段内的导线、绝缘子及金具全部损坏,经济损失巨大。原因分析:(1)铁塔位置位于油坊沟冲沟的坎边,距坎边的安全距离太小;(2)地基主要土层为第4系松散碎石土组成,抗冲蚀能力差,易受水流冲蚀而发生滑塌;(3)前期工作中对土坎在水(泥)流作用下发生后退的趋势预测分析不够。整治措施:移位改线。其中第一次移位改线后,由于部分塔位于陡坎上,后又发生滑坡灾害,致使铁塔变形,不得不进行第二次移位改线。案例二:滑坡——二自线一回N45~N48铁塔变形损坏事故介绍:二自二回N45~N48铁塔位于凉山州美姑县九口乡政府所在地的甲谷村,工程运行数年后,塔架发生严重变形,影响线路的正常运行和安全。原因分析:经调查,该N45~N48位于一巨型古滑坡体上,工程投入运行以来,因降雨等原因,滑体发生整体位移,最大位移达1m,年平均位移10余cm,造成滑体地表开裂,滑体上的铁塔发生移位变形。前期工作中没有鉴别出该地段为古滑坡体分布区,致使4基铁塔被布置在活动的古滑坡体上。对策措施:取消中间的N47塔位,通过重新移位采用大跨越方式跨过古滑体。案例三:软土——220kV灌云变电站软土地基变形220kV灌云变电站位于江苏连云港,地基为海相类软土,1998年投运后不久,主控楼多处发生裂缝,主变也出现不均匀沉降,给供电维护造成一定影响。原因分析:该变电站位于淤泥质软土上,由于前期勘测对软土的性质评价不准确,主控楼基础采用筏型基础,直接位于淤泥质软土天然地基上,未进行基础处理。工程运行后,由于淤泥质软土承载力不够,导致基础发生不均匀沉降,墙面多处发生裂缝,主变区变形过大。至目前为止,沉降仍未停止。处理措施:对主变加升高座,主控楼无法进行处理,只能进行沉降观测。

2标准条文梳理及适应性分析

2.1标准条文梳理及适应性分析通过对电网工程相关标准的梳理,涉及到地质灾害的相关设计标准有国家电网公司企业标准Q/GDW179-2008《110~750kV架空输电线路设计技术规定》、GB50545-2010《110kV~750kV架空输电线路设计规范》及电力行业标准DL/T5218-2012《220kV~500kV变电站所设计技术规程》等3项标准。因此,本次条文适应性分析的重点针对上述3个标准的相关条文进行分析。(1)Q/GDW179-2008《110~750kV架空输电线路设计技术规定》第5.1条规定:路径选择应采用卫片、航片、全数字摄影测量系统等新技术,必要时可采用地质遥感技术,综合考虑线路长度、地形地貌、城镇规划、环境保护、交通条件、运行和施工等因素,进行多方案技术比较,使路径走向安全可靠,经济合理。分析:此条文中在线路比较时,只提出了考虑地形地貌等因素,而没有提到地质因素,不能适应防灾减灾要求。如前所述,地质因素是决定线路安全和经济的重要因素之一,因此建议将“地形地貌”改为“地形地貌、地质条件”。第5.3条规定:路径选择应尽量避开不良地质地带和采动影响区,当无法避让时,应采取必要的措施;路径选择应尽量避开重冰区及影响安全运行的其他地区;应尽量避开原始森林、自然保护区、风景名胜区。该条文只提出了对无法避开的不良地质地带和采动影响区采取必要措施,没有提出具体应考虑的因素,从防灾减灾要求考虑,应提出进行专题论证,分析地质灾害和采空区的影响范围,以选择最佳路线;除此之外,在塔位定位时,应充分考虑地质条件,避免将塔位选在不良地质点上,如“三边”(即陡崖边、陡坎边和冲沟边)等不良地段。因此建议将此条文第一部分修改为:“路径选择应尽量避开不良地质发育地段和采动影响区,当无法避让时,应进行专题论证,选择最佳路线,并采取必要的措施;塔位定位时,应充分考虑塔周的地质条件,确保塔位选定在稳定的地质体上”。第12.0.1条规定:基础型式的选择,应综合考虑沿线地质、施工条件和杆塔型式等因素,并应符合下列要求:有条件时,应优先采用原状土基础;一般情况下,铁塔可以选用现浇钢筋混凝土基础或混凝土基础;岩石地区可采用锚筋基础或岩石嵌固基础;软土地基可采用大板基础、桩基础或沉井等基础;运输或浇制混凝土有困难的地区,可采用预制装配式基础或金属基础;电杆及拉线宜采用预制装配式基础。

山区线路应采用全方位长短腿铁塔和不等高基础配合使用的方案。本条款基本考虑了地质条件因素,但未考虑采空区、冻土、膨胀土等特殊地质条件的基础设计要求,建议进一步研究,形成指导工程设计的导则。建议在12.0.1之前补充以下内容:杆塔地基基础,均应满足承载力、变形和稳定性的要求。地基基础设计前,应进行岩土工程勘察,勘察内容和方法应符合GB52001、DL/T5049-2006和DL/T5122-2000的规定。第12.0.6条规定:岩石基础的地基应逐级鉴定。该条款仅考虑了岩石基础的地基,实际上在地质条件复杂、易于发生地质灾害的地段,也应进行逐基鉴定。如二自线一些位于地质条件复杂地段的塔位,由于没有进行逐基鉴定,使基础位于一些软弱土层上,致使运行期间铁塔因不均匀沉陷而变形。因此建议此条改为:岩石基础的地基应逐基鉴定,对岩土条件变化大、易于发生地质灾害地区的地基应进行专题或专项分析。第12.0.7条规定:基础的埋深应大于0.5m,在季节性冻土地区,当地基土具有冻胀性时应大于土壤的标准冻结深度,在多年冻土地区应遵照相应规范。本条只提出了冻土区的基础处理要求,应增加其他特殊性土如黄土、盐渍土、软土等基础的处理设计要求。(2)GB50545-2010《110kV~750kV架空输电线路设计规范》本标准的第3.0.1条、第3.0.2条、第3.0.3条、第3.0.6条、第12.0.1条、第12.0.6条、第12.0.7条及第12.0.9条等条文的适应性分析与前述国家电网公司企业标准Q/GDW179-2008《110~750kV架空输电线路设计技术规定》的分析基本一致。(3)DL/T5218-2012《220kV~500kV变电站所设计技术规程》第5.0.5条规定:所址应具有适宜的地质、地形条件,并避开滑坡、泥石流、明和暗的河塘、塌陷区和地震断裂带等。本条要求基本符合防灾减灾条文要求,但应避开的地段不仅仅是上述所列,还有盐渍土区、岩溶发育区等,所以建议改为“所址应具有适宜的地形地质条件,并避开滑坡、泥石流、塌陷区、地震断裂带、明和暗的河塘等不良地质带(区)。

2.2地质灾害防治设计原则研究通过对电网工程中地质灾害的案例分析和对有关规范的条文适应性分析可知,现行规定总体上可行,但由于地质灾害的复杂性,现行规程规范的规定还不能完全满足地质灾害的防治要求,在地质灾害的具体防治设计过程中,需要更详细的原则指导。在总结国内外电网工程地质灾害的防治经验基础上,针对不同的地质灾害提出以下不同的防治设计原则。(1)泥石流地质灾害的防灾设计原则治理泥石流以防为主,以避为宜,以治为辅,防、避、治相结合的方针;以生物生态为主,以工程为辅,生物与工程配套的举措;防一般、避要害、治重点、科学管理、减灾兴利5个层次;全面规划,统筹兼顾,融防灾、抗灾、减灾、救灾与国民经济建设和国土整治为一体,达到4个效益的统一;从大环境着眼,小流域着手,从上游到下游,从局部到全体,治坡与治沟相结合的思路;工程防御体系,绕避措施,生物生态防御体系,监测预报体系,环境保护与管理体系相结合的防治对策。综合国内外先进有用的技术,方能使泥石流这项复杂的防治运作体系进入最佳状态,获取最佳效果。我国在泥石流防治过程中,一般常用的泥石流防治方案为绕避泥石流灾害的防治方案、综合治理方案、单项工程防治方案、行政法制管理及预测预报防治方案等四大类。(2)冻土地区的电网工程防灾设计原则1)冻土地区线路宜选择在地势相对较高的地方通过,而不宜在山坡坡脚通过;当线路穿越山坡时,一般选择在阳坡通过,而不宜选择在阴坡;线路应选择在干燥、含水量少的地方通过,而不宜在沼泽湿地通过;当线路穿越融区、冻融过渡带及冻土区时,尽量选择在融区通过;线路一般穿越植被裸露的地段,植被覆盖度好的地段往往厚层地下冰发育,不宜通过。2)冻土区施工应做到尽量避免在高含冰量冻土地段大范围开挖,避免对植被破坏,避免由于热扰动使热融滑塌及融冻泥流等产生,严禁在沼泽湿地开展工程活动等。3)冻土地区常用的几种基础型式:桩基础,主要包括钻孔灌注桩和钻孔插入桩,一般适用于河流融区和热融湖塘等存在热源的地区;装配式基础,该基础适合于非多年冻土地区、多年冻土地区的基岩及融区、低含冰量的冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段及不冻胀和弱冻胀性的地基上;锥柱基础,该基础型式适合于季节冻土区、低含冰量的多年冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段地基;拉“V”塔独立基础,由于拉“V”塔是一级塔只设一个独立基础,对冻土的开挖破坏面小且产生不均匀变形问题的机率低,而且在出现问题时便于快速抢修,因而适合于高温高含冰量的地基。(3)软土地区的电网工程防灾设计原则1)软土地区首先应作好地质勘察工作,查明软土层的分布及相应的物理力学性质。2)为减少软土地基的沉降差,对于地质情况较差的软土地基,不论是主要构筑物,还是次要构筑物都要进行地基处理,并采用不同的处理方法来调整互相间的沉降差,直至符合规范要求。3)软土地基可采用大板基础、桩基础或沉井等基础。软土地基开挖要注意作好支护措施。4)对于深厚淤泥质软土地基上进行大面积填土的变电站工程应先填土后建设,以减小施工后的沉降。

3结语

通过上述分析,可以得出如下结论:(1)不同类型的地质灾害,其防治原则有所不同,但共同的原则是以防为主,以避为宜,以治为辅,防、避、治相结合。地质灾害的防治首先要作好岩土勘察工作,查明地质灾害的成因类型、影响因素、分布特点,分析其危害性和风险性,提出相应的防治对策;地质灾害防治设计要充分考虑地质条件,不同的地质条件和不同的灾害类型,其治理措施是不同的,要做到有针对性强、安全可靠和经济合理。(2)从防灾减灾角度分析,现有标准总体上可行,但有些条文对地质条件强调不够,需要进行调整。

作者:于慧芳 李敬如 胡君慧 单位:国网北京经济技术研究院

地质灾害的条文适应性研究

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