某特高压输电线路塔基边坡稳定性分析及处理措施

某特高压输电线路塔基边坡稳定性分析及处理措施

韩晓萌李照刚岳英民

中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司陕西西安710054

摘要：边坡失稳防治是当前工程建设遇到的重要的岩土问题,本文结合某特高压输电线路塔基边坡实例,通过对边坡失稳原因及边坡稳定性现状分析结果对边坡的处治提出处理措施。

关键词：边坡；稳定性；处理措施

随着国民经济的发展，供电需求量增加，我国电力建设取得了迅猛发展，高电压等级输电线路的建设越来越多，基岩山区塔基建设不可避免的遇到大规模开挖造成边坡失稳问题，边坡根据稳定程度可分为稳定边坡、不稳定边坡及极限平衡状态边坡，不稳定的人工边坡，在岩、土体重力、水压力、振动力及其他外力作用下，常发生滑动或崩塌破坏。本文针对某特高压输电线路某塔基人工边坡失稳进行稳定性分析，并提出了处理措施。

1工程概况

某特高压输电线路塔位位于陕西省汉中市略阳县，塔位位于山梁一侧的斜坡上，根据现场勘察结果，塔位处岩性主要为强风化及中等风化千枚岩，千枚岩节理裂隙发育，岩体破碎-较完整，强风化厚度约1-2m，局部表层覆盖薄层粉质粘土。

根据现场勘察，塔位位于整体坡度约40°斜坡上，塔基施工时对各塔腿均进行了一定程度的开方，对B腿上边坡开方量最大，开方后形成高度7-8米岩质边坡，边坡坡度80°左右，出露基岩为中等风化千枚岩，岩体较破碎-较完整。B腿正上方开方边坡未发生滑塌，滑塌区域为A、B腿之间开方形成的凹槽突出部分。滑塌区域范围高5-8m，宽3-6m，厚度约1-2m。滑塌区域基岩为强风化千枚岩，夹少量碎石土，强风化千枚岩岩体破碎，裂隙发育。

塔位上边坡破坏属浅层岩体滑塌，现阶段边坡整体属稳定状态，发生滑塌区域为B腿上边坡开方形成的凹槽突出部分，滑塌面为岩体风化结构面，塔位目前处于稳定状态，塔位处基岩出露，基础置于中等风化基岩上，塔基基础稳定。

2边坡失稳原因分析

边坡稳定性受多种因素影响，本文主要从降雨、地质条件、人为因素进行分析。

（1）降雨影响

根据当地降雨特征，全年的降水主要集中在汛期的5月-10月，2017年汛期各月降水量与历史同期降水量对比如下：

通过上表，可以看出2017年各月降水量比历史同期降水量整体偏多，特别是10月份的降水量达到累年同期降水量的3倍。降雨导致潜在滑动面全部充满水，作用在岩体上的水压力增大，使抗滑力减小，岩体稳定系数降低。

（2）地质条件及人为因素

由于塔位所在斜坡坡度较大，塔基基础设计及施工时，对上边坡进行了降基开挖，形成7-8m高陡边坡，降基后边坡坡度80°左右。滑塌区域为开方形成的凹槽突出部分，该部分岩体为强风化千枚岩，岩体破碎，裂隙及结构面发育。

由于施工过程中采用爆破开挖，对上边坡岩体造成震动，导致千枚岩岩体松动，裂隙沿结构面进一步扩大，形成潜在贯通裂隙面，加上近期陕南持续降雨，雨水沿裂隙及结构面进入，由于千枚岩具有遇水易软化的特性，且该塔位处岩体裂隙面顺坡向发育，雨水进入后，对形成的潜在贯通裂隙面起进一步软化，润滑作用，产生沿裂隙面的渗流，增大了裂隙面的总水压力，导致上边坡岩体抗滑系数降低，产生了沿裂隙及结构面的浅层滑塌，该滑塌区域岩体滑动破坏形态可按直线型滑动进行简化分析。

按直线型滑动简化计算，根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013附录A.0.2,上述工况下滑塌体稳定系数计算如下：

经计算稳定系数Fs为0.782＜1，根据边坡稳定性状态划分，该滑塌体处于不稳定状态，在总水压力增大情况下，边坡易失稳滑塌。

3边坡稳定性分析及处理措施

（1）边坡稳定性分析

塔位处上边坡为岩质边坡，坡高小于15m，岩体类型为Ⅲ-Ⅴ类，根据边坡工程安全等级划分，边坡安全等级为二级。

根据现场勘察，塔位上边坡破坏属浅层岩体滑塌，现阶段边坡整体属稳定状态。塔位上边坡岩体仅发育一组顺坡向结构面，结构面倾角约70°，与现开方坡度基本一致（上边坡坡角约为70°），根据赤平极射投影法，塔位处边坡坡角与结构面倾角基本一致，说明坡体处于临界稳定状态，在外部因素影响下，易产生塌滑。根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013第3.2.3条，塔位上边坡塌滑范围可按下式估算：L=H/tanθ，根据上式计算，上边坡塌滑估算范围L约为10m。

根据上述计算分析，塔位处上边坡现阶段处于临界稳定状态，边坡坡度较大，现放坡坡度不满足《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013第14.2.2条关于岩质边坡坡率允许值的要求，需采取进一步处理措施。

（2）处理措施

根据上述分析，建议采取如下处理措施：

①对滑塌岩体及上边坡危岩体进行清除；

②对塔位上边坡进行放坡，岩质边坡放坡坡率可按1:0.75考虑，考虑两级放坡，两级放坡之间预留马道，马道宽度可按1.5-2m考虑，并修排水沟。同时考虑到基岩易风化导致局部剥落及雨水易沿裂隙面进入，建议坡面采取主动防护网挂网喷浆处理或浆砌片石处理，防止雨水沿裂隙面进入及减缓千枚岩风化速度。塔腿距边坡坡脚距离应符合相关规范要求，放坡施工时禁止爆破施工。

按上述坡率放坡后，上边坡坡角约53°，小于结构面倾角（70°），坡体属稳定状态，且放坡后，上边坡潜在滑塌区域已经削除，边坡处于稳定状态。

4结语

本文通过对塔位边坡滑塌失稳原因进行分析，并对边坡稳定性进行了计算分析，提出了边坡处理措施。由于边坡失稳受多种因素的共同作用，存在不确定性，随着电力工程建设规模的不断提高，边坡高度增大，复杂性增加，对边坡的稳定性要求更高，处理技术也越来越高，因此，对边坡稳定性问题应从多方面进行综合分析，得出最终结论，指导工程建设。

参考文献：

[1]夏元友，李梅.边坡稳定性评价方法研究及发展趋势[J].岩石力学与工程学报，2002,21（7）：1087-1091.

[2]刘均.顺层边坡溃层问题的计算方法[J].水文地质工程地质，1997,24（6）：37-41.

[3]杨东明，杨博.送电线路环境保护措施[J].内蒙古石油化工，2009,（9）：49-51.

[4]徐国民，杨金和.边坡支护需考虑的因素与支护结构形式的选择[J].昆明理工大学学报（理工版），2008,（04）：51-57，68.

[5]陈英东，杜占吉，陈书平.矿山建筑边坡稳定性勘查与评价[J].世界有色金属，2017,（16）：269-270.

[6]曾二贤，陈治，胡星，王开明.山区输电线路塔位边坡治理方法与技术经济分析[J].能源技术经济，2010,（10）：20-25.