福建电网常见地质灾害分析及防治

福建电网常见地质灾害分析及防治

江丰陈美洛

江丰陈美洛（福建省电力勘测设计院福建福州350003）

摘要：本文针对福建电网的特征，通过系统的全省电网调研，分析总结出电网常见地质灾害类型及原因分析，并提出在设计施工中对电网地灾预防和整治措施。

关键词：电网地灾预防整治

1.前言福建省地处欧亚大陆的东南角，东临太平洋，地跨中、南亚热带。

地貌属东南沿海低山丘陵区，是一个多山的省份。境内地层岩性复杂，构造断裂发育。省内气候温暖湿润、雨量充沛，加之人类工程——经济活动的加剧，自然生态环境遭到严重破坏，地质灾害呈现愈来愈严重之态势。福建省作为全国地质灾害较严重的省份之一，电力设施因地质灾害原因遭受破坏的情况较严重。正确认识全省电网地质灾害现状，研究其成因及规律，避免和减少地质灾害的发生和危害，对确保电网安全运行和可靠供电具有重大战略意义。

2.福建电网地灾的常见类型电网中常见的地灾形式有崩塌、滑坡、填土地面沉降、内涝等。

其中，崩塌和滑坡属前述省内的主要地灾形式之一，其规模一般较小，诱因以不恰当的工程活动为主，后果为边坡失稳；填土地面沉降主要由施工碾压的密实度不够引起，与传统地灾种类中的地面塌陷或沉降有本质区别；内涝指大雨或洪水造成的电力设施基面被地表水淹没。

此外，地灾和环境地质问题还有：变电站周围地貌环境改变造成的排水沟易被泥沙堵塞；施工弃土堆放不当造成的边坡土体流失；挡墙因自身质量问题导致的墙体垮塌等。为方便实际工程应用，有必要从不同的角度对电网地灾进行分类。

2.1按诱发地灾的因子分类第一类：因暴雨、地震等不可抗力的自然灾害诱发的地灾；第二类：以人为因素为主要原因造成的各类地灾。

调研发现，纯粹的因自然灾害诱发的地灾很少见，绝大多数地灾是人为因素已构成了地灾的隐患，在此基础上，再加上自然因子，如经历连续降雨等，地灾就有可能发生，这样的地灾实质上是人为因素占主导，自然因子为诱因。

2.2.1自然因子自然因子主要有：降雨、地下水、地形地貌、岩土体类型、构造等。

在自然因子中，破坏性最大的属地质构造运动，如地震；影响最直接最广泛的为水的作用，如降雨、地下水；地形地貌和岩土体类型的影响也很重要。

1）地震：地震对地上建筑物的破坏包括：地震动直接引起结构破坏；地震引起地表错动与地裂；地震引起地基土的不均匀沉陷、滑坡以及砂类土液化等。断层两盘的差异性运动、地壳的差异性隆起等也会诱发滑坡、海岸线变迁等。

2）水的作用：调研发现，存在地灾隐患的地段多位于山坡。在山坡上，水的作用主要表现为降雨和坡面流水的下渗。山坡上的雨水及上方流过坡面的地表水都会影响到边坡的稳定性。

在福建山区，山坡坡体普遍为土质边坡，部分为岩、土混合边坡，纯粹的岩质边坡很少见。闽北山区坡体土层厚度普遍大于闽南山区，土层厚度最薄一般2~3米，最厚超过30米。

降雨是诱发滑坡、崩塌和造成坡面土体流失的最主要因素，降雨对边坡的影响包括冲击、冲刷、侵蚀、潜蚀、浸润软化以及转化为地下水后产生的地下水动、静水压力作用等。

坡上流水除易使坡体土层的含水量增大外，水流对坡面的冲刷、侵蚀、潜蚀作用还易造成坡面冲沟，破坏坡面植被，冲蚀坡脚，对边坡的危害更大。

根据福建全省多年的年降雨量分布图分析，省内雨水较多的地区有：福州至宁德西部地区一带；闽北邵武至武夷山一带；闽中德化一带；闽西龙岩中部至漳浦一带等。在这些地区，更易因连续降雨造成山体崩塌、滑坡、泥石流、土体流失等。

3）地形地貌和岩土体类型在自然状态下，易产生滑坡、崩塌的山区为25°以上的斜坡段；易形成泥石流的地段地形地貌为三面环山、一面突出，呈漏斗状，地势比较开阔，周围山高坡陡。对于上述地段，在电网建设的前期，电力设施的布置一般能避开或提前采取整治、预防措施。

2.2.2人为因素人为因素是构成电网地灾的主要原因。人为因素主要有：线路塔基排、截水系统不完善；人工边坡放坡坡率不当或边坡支护不当；人为不当取土；坡顶弃土堆放不合理；人为植被破坏；填土碾压施工控制不利；挡墙施工质量不合格；周边工程活动导致的地貌环境改变；设计的塔基基面标高不合理；已有的护坡、挡墙及截、排水沟等设施出现损毁等。

坡上良好的植被覆盖可有效防止雨水的破坏和因雨水下渗造成的水土流失，维系坡体的稳定。近年来，在福建山区，普遍存在利用山坡大面积种植桉树林的行为，从种植到成材砍伐一般要经历3~4年。在种植前，要毁掉坡上原有的树林、灌木、草丛，由于桉树具有吸收土壤营养快、生长快、长得高、树叶密集、树枝横向扩展面积大等特点，在其种植及生长过程中，其它的树木很难生存。待桉树林砍伐完毕，山坡的植被覆盖率变得很低，由于大量的营养已被吸走，土壤变得很贫瘠，其它树木很难再生长、成活，所以，水土的流失速度加快，山坡的似荒漠化趋势发展较为迅速。可以预见，在未来几年内，福建山区将出现更多的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，山区的线路塔基的安全形势将更加严峻。

3.地灾形成的人为原因分析综上所述，构成福建电网地灾隐患的诱因主要是人为因素。出现这些诱因的原因有：①在勘测设计阶段，相关人员对未来可能成为地灾诱因的一些因素缺少足够的前瞻性；②在电力建设施工期间，有关方面对施工质量把关不严，导致施工质量存在问题；③在电力设施运行期间，附近的其他建设施工破坏了原有地形，从而构成地灾隐患。

3.1勘测、设计原因分析在电力建设的勘测设计阶段，对于一些已存在的地灾隐患点和在自然状态下可能发展为隐患点的地段，一般都能事先探明并加以避让或事先整治，但是，对于电力设施在建成后对地质环境的影响有时缺少足够的认识。主要表现为：1）对一些人工原因造成的边坡的稳定性评价不足，对构成边坡的岩土性质、地质构造、岩土结构、水的作用、地震作用、地应力和残余应力、工程荷载条件、振动、斜坡形态以及风化作用、临空条件、气候条件等因子缺少足够的论证，从而导致设计坡率不当。

2）线路跨越城区周围非规划区或经济发展较快的城镇与农村结合地段时，线路塔基基面标高有时只考虑了周边目前状态下的地形地貌，而对若干年后可能开展的建设缺少足够的前瞻性，对后期周边其他建设可能采取的基面标高估计不足，从而导致塔基基面设计标高不合理，其设计基面往往偏低；随着经济的发展，周围地段被开发利用后，周边建筑基面和地面往往高于塔基面，从而最终导致塔基出现内涝。

3）在设计阶段，往往只是依据有关规程规范进行设计和对施工做原则性指导，对于一些施工难度特别大、设计意图很难实现的特殊地段往往缺乏足够的认识，缺少灵活的替代方案。

3.2施工原因分析施工质量问题是产生地灾隐患的主要诱因。

施工的质量问题主要有：①碾压填土的密实度达不到要求；②挡墙施工材料和工艺有缺陷；③山坡上开挖基坑时对弃土的堆放不满足要求；④山坡地段塔基周围的排、截水沟施工质量差；⑤边坡放坡的坡率过陡。

3.3附近其它建设对电力设施的影响在电力设施建成运行后，附近的其他建设陆续改造了现有的地形地貌，有的已构成了地灾诱因，对已存的电力设施带来了新的安全隐患。这一类人为因素构成的地灾因子正在呈上升势头。主要表现有：1）附近的建设施工改变了原有的地貌和山洪排泄通道，使电力设施面临山洪、滑坡等的威胁；2）在线路塔基下方开挖取土或进行施工建设，造成塔基周围新的临空面，塔基地段存在崩塌隐患；3）在电力设施周围进行的后期建设抬高了原有地面和建筑基面，使电力设施出现内涝隐患。

4预防与整治

4.1预防措施建议为防止和减少地灾发生，在以后的电网建设过程中，有必要采取以下措施：1）加强勘测设计。

在建设前期，应对拟建的电力设施对地质环境构成的影响要有更精细的分析论证，及时了解当地的城乡建设规划；对城乡未规划区应在充分调查了解周边地势的基础上确定设计基面标高。

2）完善施工现场质量管理。

经验证明，大量的质量细节仅通过竣工验收往往无法把关，对于边坡的治理、填土的碾压、排水系统的施工等细节应严格按土方工程规范要求加强现场的施工管理和监理；对施工弃土应当严格按设计要求堆放。

3）在运行过程中，除加强巡检外，有必要建立完善的预警机制。

对一些危及电力设施安全的施工、取土行为应当及时有效制止，与地方政府及相关部门应建立及时的联动机制，共同维护电网的安全。

4.2常用的整治措施在变电工程中，对因填土沉降造成的地坪开裂等问题，往往需要大规模停电才能整治，其代价过大。

边坡失稳问题，土质边坡多为圆弧或直线型向下滑移，其诱因多为边坡上部荷载过大、坡体陡峭、坡顶雨水等地表水体沿坡面下渗等，一般可采取坡顶卸载、坡体护面、坡脚砌挡墙以及在边坡上缘修截水沟等措施。岩质边坡多为危岩崩塌，一般可采取清除上部岩体的卸载措施。

调研发现，纯粹的岩质边坡很少见，边坡多表现为上部土质下部为岩石性质，其岩体结构面与坡面多呈稳定组合，边坡的失稳多为浅部土层的崩塌和小范围的滑移。治理措施一般为下方砌挡墙上方放、护坡。

因后期其它建设导致周围地形改变，部分电力设施出现内涝。其整治措施包括：修排水沟、重建时抬高基面等。

5结束语在结合电网自身特性的基础上，对福建电网的地质灾害类型进行了较为系统的调研和总结工作，划分出电网地灾诱发因子，具体提出在设计、施工阶段对电网杆塔、变电站等边坡、基面处理及预防整治措施。为防止和减少地灾发生，在以后的电网建设过程中，有必要以预防为主，从设计着手减少地灾诸多不良因子的发生。对于一些地灾隐患的发展趋势难准确预测且整治代价很大、周期较长监测又相对容易的点，可建立必要的监测点。