土工格栅在变电站工程中的应用以及挡土墙设计分析

土工格栅在变电站工程中的应用以及挡土墙设计分析

李冰阳

中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司 郑州 450000

摘要：随着我国经济发展水平的进一步提升，我国也越发重视对变电站工程的进一步完善。生态式土工格栅挡土墙的出现，对改善我国传统重力式挡土墙具有重要意义。城市化的不断推进，使得土地资源显得更加宝贵，也正因如此运用经济适用的挡土墙，保护生态环境是变电站工程所必须要考虑的问题，因此推进生态式土工格珊挡土墙对推动电力建设具有重要意义。

关键词：生态式 土工格珊 挡土墙 造价控制

随着我国城市化面积的进一步提高，我国耕地面积在逐步减少，国家为了进一步保护耕地，划出了耕地红线。这足以可见当前我国面临的严峻的耕地危机，为了进一步减少对耕地的占用，在相同的自然条件允许的条件下，变电站大多会设立在山野荒坡之上，其目的在于减少对周边生态环境的影响，而在山野荒坡之上就不得不建立起挡土墙^[1]。但在我国中西部地区建设挡土墙时，不得不需要投入大量的资金物力和人力，因此如何保证场平填土的稳定性和经济性是在变电站建设过程当中所必须要考虑的问题。

1、传统挡土墙的技术特点

就传统挡土墙来说，其突出特点是刚度较大，其工作原理是利用自身的重量以及上部填土的重力来抵抗土体的侧向压力。传统挡土墙属于重力式挡土墙，要运用自身重力来抵抗墙壁的侧向土压力，边坡高度的进一步增大，也就使得其自身的截面也必须要增大，这也就导致边坡高度越高，其经济性效益也就越小。同时在建设传统的挡土墙的过程当中，对周边的环境会造成巨大的破坏，另立面表现较为呆板单调，加之价格高昂。随着现任如今建筑生产要求的进一步提升，传统挡土墙已经越来越不能够满足工作的实际需要逐渐被淘汰。传统挡土墙包括毛石重力式挡土墙，钢筋混凝土悬壁式挡土墙，钢筋混凝土扶壁式挡土墙等类型，如下图1所示为传统挡土墙与生态式土工格栅挡土墙的照片。

图1 传统挡土墙与生态式土工格栅挡土墙的照片

2、生态式土工格栅挡土墙

生态式土工格栅挡土墙是一种新型的边坡支挡结构，其支护高度单级可达20米，在现代建筑领域当中具有十分广泛的用途。其通过填料颗粒和土工格栅的嵌锁力与摩擦力来保持水平土压力，而土工格栅尾部填料所产生的土压力，将由土工格栅和填料所组成的复合结构抵消。

土工格栅作为一种新型材料，其本身具备形变较小、施工便捷、经济等突出特点，这也使得土工格栅可以应用到挡土墙结构当中，整个挡土墙结构将由墙面土工格栅以及墙后填料三部分组成，一种新型的挡土墙结构出现。如下图2所示为生态生态式土工格栅挡土墙的结构简图。

图2 生态生态式土工格栅挡土墙的结构简图

此种挡土墙结构所需要的各种材料可以直接购买，这就使得在实际施工过程当中产品的质量能够进行有效控制，同时适应性也较强。另外由于这种挡土墙其自身的重量较小，因此相对于传统挡土墙结构来说，这种新型挡土墙结构对于地基的要求较低，能够在一些松软的地基土上施工。另外在实际施工过程当中施工与土方工程，是可以同期进行的，一般不需要开挖基坑，只需要在土方回填的过程当中铺设土工格栅，这就使得整个挡土墙结构的工程量相较于传统挡土墙结构来说要低很多，同时施工周期要短上许多，抗震结构表现也更加优异^[2]。此外，此种当作将结构所具备的另一个突出优势便是美观，在坡面上可以种植植物，当草籽发芽之后，墙皮将会被草皮所覆盖，保证了美观度。

3、经济效益分析

为了对生态式土工格栅挡土墙的经济效益进行分析，现就传统的三种挡土墙结构及造价与生态石土工人格等图像结构的造价进行比较分析。如下表一所示为毛石挡土墙，钢筋混凝土悬臂式挡土墙，钢筋混凝土扶臂式挡土墙以及生态土工格栅挡土墙其各自的造价对比。如下表1 所示。

表1 四种类型的挡土墙结构造价对比

从上表当中的数据我们不能看出，随着高度的进一步增加各类档土墙，其每延米的造价也在不断的上升。而就其整体状况而言，生态式土工格栅挡土墙其增长幅度要较为缓慢，同时在同样的高度之下，生态式土工格栅挡土墙相较于传统的挡土墙来说，其所需要花费的资金更少，因此在经济上取最具优势。

另外对于不同挡土墙的造价进行分析比较之后，我们也可以发现，在不同的挡土墙结构当中，材料费用往往是占比最大的，而价差次之。生态式挡土墙结构与传统的挡土墙结构相比，具备基础处理较为简单，对钢材的用量较小，同时在施工过程当中整个施工周期较短，所需要的各种费用也相应较少，这就使得其每延米的造价要低于其他的挡土墙造价。因此综合来看生态式土工格栅挡土墙适用于在石材较少或者所需价格较高的地点。

4、工程实例分析

为了更加直观的反映生态式土工格栅挡土墙所能够带来的经济效益，本文以某220kv变电站作为实例进行分析。该变电站位于我国河南省南部地区，其站址选择位于当地某山顶，属中部高，四周低地形，其场地西南角填方高度最大约7米。经现场实地考察之后，决定采用毛石重力式等土墙结构，但后因造价较高，考虑采用生态式土工格栅挡土墙结构，在此过程当中施工图设计总体方案不变，两种设计方案其最终的造价比较如下表2所示。

表2 毛石重力式挡土墙与生态式土工格栅挡土墙造价对比

如上表2当中的数据显示，在该工程施工过程当中，毛石挡土墙工程共需要投资128.76万元，而利用生态式土工格栅挡土墙结构能够为整体工程节省64.48万元，占比达到原本设计投资的50.08%，这足以可见生态试土工格栅挡土墙结构所带来的巨大经济效益。因此在实际施工过程当中考虑采用生态式土工格栅挡土墙结构方案。

在变电站应用生态式土工格栅挡土墙结构的过程当中，要注重对于造价进行管理和控制，其中对工程整体造价影响较大的由边坡支档高度、材料费等，另外人工与机械费也是占比较高的费用，因此在应用生态式土工格栅挡土墙结构的过程当中，应当要注重对于工程造价的优化设计，要尽可能的减少对于材料的浪费与消耗，将生态式土工格栅的材料单价进行严格控制，尽可能的降低整体工程的资金消耗^[3]。除此之外，在施工过程当中也应当要注重施工工序问题，要尽可能的减少劳动力的浪费，最后就管理人员的素质而言，也会对于整体工程的实际实施产生重大影响，因此这要求在开展土工格珊挡土墙建设过程当中，要注重提高管理人员的素质水平，对项目管理成本进行综合管控，提高整体经济效益。

结束语：

生态式土工格栅挡土墙结构作为一种新型的环保挡土墙结构与传统的重力式挡土墙相比，其具备许多突出优势，例如造价较低，施工方面同时与周边环境协调发展等突出特点。这些特点的存在都使得生态式土工格栅挡土墙结构具有广泛的发展前景。在未来的变电站建设过程当中，生态式土工格栅挡土墙结构能够展现出巨大的发展潜力，因此是我们在开展工程建设过程当中，所以应当要重点考虑的一种挡土墙结构类型。

参考文献

[1]涂永新.变电站深填方边坡支护方案中加筋土挡墙结构的运用[J].低碳世界,2020,10(11):75-76.

[2]朱春禄.变电站土建工程基础施工中存在的问题及解决措施研究[J].工程技术研究,2019,4(21):93-94.

[3]金艳丽,黄小华.加筋挡土墙在广西某变电站填方高边坡中适用性研究[J].山东工业技术,2019(06):136+123.