某變電站站址巖土工程條件分析評價(jià)

郭凱　程燕萍

摘 要：該變電站站址位于玉林市陸川縣馬坡鎮(zhèn)雄英村東北側(cè)的丘坡上，站址北距玉林市約17 km，東距馬坡鎮(zhèn)約5.8 km。文章分析了該變電站區(qū)域地質(zhì)情況，并結(jié)合巖土工程條件對該場地進(jìn)行了分析評價(jià)，相關(guān)研究結(jié)論對類似工程具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：變電站；站址；巖土工程條件

中圖分類號：P642.25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0165-02

1 工程概況

該變電站站址位于玉林市陸川縣馬坡鎮(zhèn)雄英村東北側(cè)丘坡上，北距玉林市約17 km，東距馬坡鎮(zhèn)約5.8 km（公路距離約6.5 km）。工程規(guī)模如下：變電所容量：本期1×1 000 MVA，遠(yuǎn)期3×1 000 MVA；電壓等級：500 kV，220 kV，35 kV三個(gè)電壓等級；場地整平設(shè)計(jì)標(biāo)高初步擬為104 m～106 m。

2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及地震

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)1/20萬本區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)資料，按構(gòu)造單元的劃分，本區(qū)位于揚(yáng)子亞板塊滇東拗褶帶，新構(gòu)造類型屬滇東上升區(qū)。

本區(qū)地殼具有典型的基底和蓋層雙層結(jié)構(gòu)，晉寧運(yùn)動時(shí)期基底褶皺變質(zhì)，印支～燕山運(yùn)動時(shí)期全面隆起為陸，喜馬拉雅運(yùn)動使其抬升為高原并產(chǎn)生斷塊差異活動，小江斷裂以西的川滇菱形斷塊整體向南南東滑動，東側(cè)的斷塊向北推擠翹起。地表構(gòu)造線以南北走向?yàn)橹?，北西向與北東向次之。

站址場地內(nèi)無區(qū)域活動性斷裂通過，而距站址區(qū)較近的活動性斷裂為師宗～彌勒斷裂帶、曲靖～昭通斷裂帶，屬微弱～中等全新活動斷裂，距擬建站址最近距離均大于5.0 km，符合《變電站巖土工程勘測技術(shù)規(guī)程》8.1.6條要求。站址區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定。

2.2 新構(gòu)造運(yùn)動及地震

在新構(gòu)造運(yùn)動劃區(qū)上，本區(qū)屬滇東南上升區(qū)，其新構(gòu)造運(yùn)動特點(diǎn)為：早第三系～第四系早更新世構(gòu)造運(yùn)動以大面積整體間歇性抬升為主，間有局部垂直差異運(yùn)動；新生代晚期以來，差異活動主要發(fā)生在滇東北地區(qū)。而站址區(qū)所在的滇東南地區(qū)差異活動微弱，抬升幅度在1 500 m以下，地貌上顯示為寬平的喀斯特曠原，歷史上地震活動弱小。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場踏勘，從地質(zhì)構(gòu)造上講，該區(qū)屬于扭動構(gòu)造中的華夏系構(gòu)造。該構(gòu)造走向?yàn)镹E40？觷，北起納章，中經(jīng)陸良、牛頭山，南至楊梅山、尾側(cè)一帶。該構(gòu)造形跡在站址附近表現(xiàn)為楊梅山復(fù)背斜。楊梅山復(fù)背斜寬約10 km，其背斜軸就位于召夸、楊梅山、中寨一線，向東北為陸良上第三系盆地所覆蓋，其軸部暴露的昆陽群（Pt1 hs）以NE35？觷左右分布，巖層傾角一般大于50？觷；不整合于軸部昆陽群（Pt1 hs）之上的中、上泥盆統(tǒng)（D2、D3）構(gòu)成了該復(fù)背斜的兩翼。紅路口站址即位于楊梅山復(fù)背斜的軸部上，站址出露的地層為元古界昆陽群黑山頭組粉砂巖、板巖、砂巖，因受強(qiáng)烈構(gòu)造作用，站址附近發(fā)育有F1、F2、F3三條斷層及一條不整合接觸界線。F1、F2均錯(cuò)開昆陽群（Pt1 hs）與泥盆系海口組（D2 h）地層，屬小型非活動性逆斷層，斷層兩側(cè)巖層破碎，小型褶皺發(fā)育，站址均已避開。

站址場地區(qū)域構(gòu)造及地震、地質(zhì)環(huán)境較復(fù)雜，地震活動較為頻繁，但站址區(qū)距小江深大斷裂、嵩明～華寧兩大發(fā)震斷裂距離較遠(yuǎn)（大于25 km），在站區(qū)的地震活動多在4.0級以下，考慮到其在本區(qū)域內(nèi)地震活動的頻度及強(qiáng)度均較小，對站址的穩(wěn)定性影響有限。綜上評述，站址區(qū)在區(qū)域上屬于相對穩(wěn)定區(qū)。

3 站址巖土工程條件

3.1 地形地貌

站址屬高原型丘陵地貌，大部分為丘頂平臺，部分為丘坡地帶，站址范圍地面高程約2 149～2 164 m，最大高差約為15 m。除東南側(cè)地勢稍低為丘坡外，其它地段稍高為丘頂平地，地形起伏稍大，丘坡地段坡度介于5？觷～10？觷之間。場地內(nèi)現(xiàn)種植苜蓿、蘿卜等經(jīng)濟(jì)作物，此外還有松樹和雜樹。站址南側(cè)有一人工蓄水池，直徑約10 m，高2 m。站址外西北側(cè)約50 m（測圖范圍以外），為一深約20～30 m的深切狹長的山溝，植被茂盛。站址西側(cè)、東側(cè)及南側(cè)有3個(gè)廢棄鐵礦坑，面積約100～400 m2不等，深1～5 m不等，其中西側(cè)和南側(cè)的礦坑雨季積水。場地還因取土坑、露天礦坑等開挖形成多出陡坎地形，高差1.0～3.0 m。

場地外周邊地形變化較大，有山坡、山溝、小山丘、山脊等，高差變化也較大。東南側(cè)及南側(cè)有長緩的山坡，坡度約6？觷～8？觷，局部較陡，有耕作梯形陡坎，山坡腳有水塘，水塘高程約2 115～2 125 m，低于站址地面約35.0 m，水塘長約350～400 m，寬約50～100 m，與站南邊相距約500～600 m，水匯流于三角水庫。場地外東側(cè)有山溝，長約400 m，高差約30 m，溝底有山泉滲出的小溪，匯流入南側(cè)山坡腳的水塘。西南側(cè)也有一條山溝，地面高程約2 135～2 140 m，溝底內(nèi)也有山泉式滲出水，形成小溪匯流入南側(cè)山坡腳的水塘。場地外西北側(cè)及東北側(cè)、北側(cè)均為山脊、密林，其中也有小山溝。

3.2 地基巖土分布特征

根據(jù)鉆孔揭露及現(xiàn)場地質(zhì)測繪與調(diào)查，站址區(qū)的上覆土層為第四系坡殘積（Qsl+el）粘土，下伏基巖為元古界昆陽群黑山頭組（Pt1 hs）板巖。

第四系耕（表）土層（Q）：耕植土（表土）①：黃褐色、紅褐色，含有植物根系，土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，層厚0.3 m～0.8 m，站址區(qū)地表大部分有分布。

第四系坡殘積層（Qsl+el）：粘土②：紅褐色、黃褐色，干～稍濕，硬塑狀。局部混有角礫，角礫成分為強(qiáng)風(fēng)化板巖。切面較粗糙，粘性較差。該層標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測擊數(shù)7～16擊。分布于站址西北部及南部。鉆孔揭露該層厚度0.5m～5.7 m，平均厚度1.72 m。

元古界昆陽群黑山頭組（Pt1 hs）：其一，全風(fēng)化板巖③：黃色、灰白色，巖芯呈土柱狀，巖體結(jié)構(gòu)已完全破壞，局部見少量強(qiáng)風(fēng)化巖塊、透鏡體，巖質(zhì)軟，屬極較巖，可干鉆。該層標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測擊數(shù)13～35擊。站址范圍內(nèi)除東南角外均有分布，鉆孔揭露該層厚度0.5～6.0 m，平均厚度2.43 m。南側(cè)山坡耕地、道路開挖可見全風(fēng)化巖，地表分布有強(qiáng)風(fēng)化～中等風(fēng)化的巖塊，其粒徑d=3～10 cm，少量達(dá)到10～20 cm，棱角狀，易擊碎。其二，強(qiáng)風(fēng)化板巖④：灰白色，灰黃色，可見絲絹光澤，薄層～中厚層狀，系粉砂巖、砂巖淺變質(zhì)形成，淺部巖體揉皺現(xiàn)象明顯，裂隙發(fā)育。巖芯呈碎塊狀、巖粉狀，少量塊狀，層面見絲絹光澤，巖芯斷面見黃褐色浸染，巖體裂隙發(fā)育，完整性差，巖質(zhì)軟，手易折斷，屬極軟巖，暴曬易開裂。整個(gè)站址區(qū)均有分布，鉆孔揭露該層厚度0.8～8.6 m，平均厚度4.46 m。在站址南側(cè)山坡路邊也可見開挖出露的強(qiáng)風(fēng)化剖面。其三，中等風(fēng)化板巖⑤：灰白色，灰黃色，可見絲絹光澤，薄層～中厚層狀，系粉砂巖、砂巖淺變質(zhì)形成，巖心較完整，多呈短柱狀、塊狀，裂隙較發(fā)育。場地內(nèi)無直接出露。根據(jù)現(xiàn)場鉆探，推測該層厚度大于10 m，整個(gè)站址區(qū)均有分布，巖層產(chǎn)狀為20？觷～50？觷/NW∠20？觷～50？觷。在西南邊山坡開挖可見巖石出露的斷面。地表也可見巖石塊零星分布。

3.3 水文地質(zhì)條件

3.3.1 地表水

站址場地主要為地勢較高的山脊頂平臺，大氣降水多沿地表向低洼處排泄，地表水排泄順暢。附近地表水源主要為站址西南側(cè)2.0 km處的三角水庫，該水庫水域面積約283 800 m2，庫容約65 hm3。站址外東南側(cè)及西南側(cè)的山溝中均有溪水流出，流量隨季節(jié)變化。站址外東南側(cè)約150 m處有一水塘，寬約5 m，長約10 m，深約1.5 m，蓄水量較小，系人工開挖形成，由溪水補(bǔ)給。

3.3.2 地下水

其一，孔隙水：孔隙潛水賦存于土層中，為上層滯水，分布不均，水量小，不能形成穩(wěn)定水位。其二，基巖裂隙水：調(diào)查發(fā)現(xiàn)站址附近的山溝均有地下水滲出，在山溝匯集形成小溪流，流量約3～5 m3/h，系山溝中殘積土層、基巖全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層、中等風(fēng)化層等有較多裂隙，形成富水層，而微風(fēng)化板巖為隔水層，山溝地段地下水以泉水出露。從溪流看，雨季水量大，勘察期間為旱季，水量較小。地下水來源為降水、雪水、霧水等下滲。據(jù)可研階段資料，鉆孔中均未見地下水，現(xiàn)階段鉆孔由于基巖采用水鉆，未見到穩(wěn)定的地下水位。

4 巖土工程條件評價(jià)

4.1 場地穩(wěn)定性分析及環(huán)境地質(zhì)評價(jià)

擬建站址場地?zé)o區(qū)域活動性斷裂通過，區(qū)域微弱全新活動斷裂距站址大于5.0 km，場地處于構(gòu)造相對穩(wěn)定區(qū)。場地平整后，人工開挖邊坡、填土邊坡是主要巖土工程問題，設(shè)計(jì)采用擋墻支護(hù)措施后，不會產(chǎn)生地質(zhì)環(huán)境破壞問題。由于變電站周邊是旱地，且位于飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，施工需做好污水達(dá)標(biāo)排放，保護(hù)好水源。

4.2 場地和地基的地震效應(yīng)分析

根據(jù)物探成果報(bào)告，場地土等效剪切波速范圍值為306～476 m/s，等效剪切波速平均值為365 m/s。場地平整后，填方區(qū)場地覆蓋層厚度為3.0～20.0 m，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2001）表4.1.6判定場地類別為Ⅱ類。挖方區(qū)場地覆蓋層厚度為小于3.0 m，場地類別為Ⅰ類。填土的斜坡地段及開挖邊坡地段屬抗震不利地段，開挖區(qū)場地屬抗震有利地段。

4.3 地基巖土特性分析

耕植土（表土）①：含有植物根系，土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，施工中宜予以清除或壓實(shí)。粘土②：呈硬塑狀，力學(xué)強(qiáng)度較高，可作為變電站建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)持力層。全風(fēng)化板巖③：力學(xué)強(qiáng)度較高，場地內(nèi)大部分有分布，為變電站建（構(gòu)）筑物的良好基礎(chǔ)持力層。強(qiáng)風(fēng)化板巖④：力學(xué)強(qiáng)度高，場地內(nèi)均有分布，為變電站建（構(gòu)）筑物的良好基礎(chǔ)持力層。中等風(fēng)化板巖⑤：力學(xué)強(qiáng)度高，場地內(nèi)均有分布，埋深起伏較大，為變電站建（構(gòu)）筑物的良好基礎(chǔ)持力層。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔣世國.關(guān)于巖土工程勘察設(shè)計(jì)分析[J].科技與企業(yè)，2012，（19）.

[2] 王慶錦，陳啟.巖土工程勘察設(shè)計(jì)的探討[J].科技與企業(yè)，2012，（12）.

[3] 顧寶和.淺談巖土工程的專業(yè)特點(diǎn)[J].中國建材資訊，2010，（5）.