蒙山縣某變電站巖土工程條件評價

摘 要：該220 kV變電站工程擬建于廣西梧州市蒙山縣蒙山鎮(zhèn)東面甘棠村委會青子村西側旱地，西距縣城3.5 km。文章分析了該變電站巖土工程條件，并結合工程特點進行了分析和評價。

關鍵詞：蒙山縣；變電站；巖土工程條件

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）29-0162-02

1 工程概況

該220 kV變電站工程擬建于廣西梧州市蒙山縣蒙山鎮(zhèn)東面甘棠村委會青子村西側旱地，西距縣城3.5 km，東距青子村約0.2 km，南距古響村約0.9 km，北距X220縣道約0.5 km。站址東側約75 m有連接至X220縣道的鄉(xiāng)村水泥路通過，路況良好。進站道路可從該鄉(xiāng)村水泥引接，交通便利。

2 區(qū)域地質與地震

2.1 區(qū)域地質構造

根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)區(qū)域地質志》資料，擬建站址區(qū)位于南華準地臺（一級）的南部、桂中-桂東臺陷（二級）的中部、大瑤山凸起（三級）北部內。

擬建站址區(qū)區(qū)域構造線總體為南北向或近南北向為主，主要的區(qū)域活動性斷裂為桂林～南寧斷裂帶（⑦）、防城～靈山斷裂帶（⑥）和永?！湫麛嗔褞В▄12}）：

第一，南寧～桂林斷裂帶（⑦）：東北起于全州縣大西江附近，往西南經桂林、永福、來賓、南寧等地，而后進入越南境內，全長約600 km，大致以北東40？觷～50？觷的走向斜貫廣西。帶內構造透鏡體、糜棱巖、角礫巖、硅化、片理化及擦痕等構造現(xiàn)象發(fā)育。該斷裂帶是長期活動的繼承性活動斷裂，新生代以來有明顯活動。該斷裂帶屬微弱全新活動斷裂帶。擬建站址區(qū)距離該斷裂帶約81 km。

第二，防城～靈山斷裂帶（⑥）：西南始于越南的先安，經廣西的防城、靈山至平南的大安。由走向大致為北東40？觷～50？觷、相互平行的一組斷裂組成，呈舒緩波狀延伸，長約350 km。該斷裂傾向北東、南西均有，傾角40？觷～80？觷，其中大于60？觷者居多。斷裂破碎帶寬數(shù)米至數(shù)百米，局部達2 000 m。帶內角礫巖、糜棱巖、硅化、片理化、構造透鏡體等構造現(xiàn)象發(fā)育。斷裂帶在新生代以來和第四紀有明顯的活動，是長期活動的繼承性斷裂帶。該斷裂帶屬中等全新活動斷裂帶。該斷裂帶距離擬建站址區(qū)約100 km。

第三，永?！湫麛嗔褞В▄12}）：北始于永福附近，往南經鹿寨四排、象州桐木，至武宣東鄉(xiāng)一帶。長約160 km，寬約3～10 km，由一組走向近南北的斷裂組成。產狀較復雜。四排以北，主干斷裂傾向東，以南主干斷裂傾向西，傾角一般50？觷～80？觷。斷裂破碎帶寬數(shù)米至數(shù)百米，帶內角礫巖、糜棱巖、硅化、白云巖化構造等構造現(xiàn)象均有，并見牽引現(xiàn)象及擦痕。該斷裂在新生代以來有活動，沿斷裂帶僅有1次5級地震發(fā)生。1970年有儀器記錄以來，未記錄到2級以上地震。該斷裂帶屬微弱全新活動斷裂帶。該斷裂帶距離擬建站址區(qū)約53 km左右。

擬建站址區(qū)距離附近的全新活動斷裂帶均較遠，在區(qū)域構造上屬于相對穩(wěn)定區(qū)。

2.2 地震動參數(shù)

根據(jù)《廣西地震構造圖》（1/200萬），擬建站址區(qū)在地震構造分區(qū)上屬桂東北低強震地震構造區(qū)。據(jù)《廣西地震志》記載，該區(qū)曾發(fā)生4.75級以上（含4.75級）地震8次，最大震級5級，而且大多發(fā)生在1 700年以前；1 700年以后，4.75級以上地震活動基本平息，小震活動也很稀少。1970年至1985年，儀器記錄到的地震很少，強度都在3.0級以下。該區(qū)是一個可以發(fā)生4.5～5級地震的低強震地震構造區(qū)。根據(jù)《中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖》（GB 18306-2001圖B1），反應譜特征周期為0.35 s。

3 巖土工程條件評價

3.1 場地穩(wěn)定性分析及環(huán)境地質評價

根據(jù)《中華人民共和國地質圖及區(qū)域地質調查報告（地質部分）（1/20萬，荔浦幅）》，擬建站址場地無區(qū)域活動性斷裂通過，場地處于構造相對穩(wěn)定區(qū)，站址區(qū)內無滑坡、崩塌、塌陷等不良地質作用，場地穩(wěn)定，適合興建220kV變電站。

工程建設場地平整后，人工開挖邊坡、填土邊坡是主要巖土工程問題，設計采用擋土墻等支護措施后，不會產生地質環(huán)境破壞問題。由于站址區(qū)及周邊是甘蔗地、水田且離鄉(xiāng)村道路近，施工需做好污水疏排措施。

3.2 場地和地基的地震效應分析

根據(jù)鉆探揭示，場地各土層類型劃分如下：

第一，耕植土①層，屬軟弱土，其剪切波速Vs≤150 m/s；

第二，粉質粘土②1層，屬中軟土，其剪切波速250 m/s≥Vs>150 m/s；

第三， 粉質粘土②2層、粘土③層、全風化巖④層，屬中硬土，其剪切波速500 m/s≥Vs>250 m/s；

第四，強風化巖⑤層、中等風化巖⑥層， 屬軟質巖石，其剪切波速800 m/s≥Vs>500 m/s；

場地平整后，填方區(qū)場地覆蓋層厚度為1.5～3.8 m，根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011-2010）表4.1.6判定場地類別為挖方區(qū)Ⅰ1類；填方區(qū)為Ⅱ類。場平后覆蓋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。

場地內地下水位高，無飽和砂土、飽和粉土，土層綜合分析承載力值較大，按本區(qū)抗震設防列度小于6度，站址內無地震液化和軟土震陷的問題。

3.3 地基巖土特性分析

第一，耕植土①：成分為粘性土，結構較松散，含較多植物根系，力學強度低，具高壓縮性，厚度小，不宜作變重要變電站建（構）筑物基礎持力層，施工中宜予以清除。

第二，粉質粘土②1：呈可塑狀，土質均勻性一般，力學強度較低，具高壓縮性，厚度較小，主要分布于站址丘間沖溝的水田，及東側、西側的旱地地段，不宜作變重要變電站建（構）筑物基礎持力層。

第三，粉質粘土②2：呈硬塑狀，土質均勻性一般，力學強度較高，主要分布于站址丘間沖溝的水田，及東側的旱地地段，可作為變電站建（構）筑物基礎持力層。

第四，粘土③：呈硬塑狀，土質均勻性一般，力學強度較高，分布較穩(wěn)定，可作為變電站建（構）筑物基礎持力層。

第五，全風化粉砂巖、砂巖夾頁巖④：力學強度較低，場地內不均勻分布，厚度較薄，遇水易軟化，不宜作為變電站建（構）筑物基礎持力層。

第六，強風化粉砂巖、砂巖夾頁巖⑤：力學強度較高，場地內均有分布，埋深略起伏，為變電站建（構）筑物的良好基礎持力層。

第七，中等風化粉砂巖、砂巖夾頁巖⑥：力學強度高，場地內均有分布，為變電站建（構）筑物的良好基礎持力層。

3.4 巖土脹縮性分析評價

根據(jù)《廣西膨脹土地區(qū)建筑勘察設計施工技術規(guī)程》，場地巖土不屬廣西三大類膨脹土的范疇，故場地巖土的脹縮性按國家標準《膨脹土地區(qū)建筑技術規(guī)范》進行判別，本次勘察共在粘土③層中取4組土樣做自由膨脹率試驗，其中3組自由膨脹率值為37%～39.5%，1組自由膨脹率值為40%，根據(jù)國家標準《膨脹土地區(qū)建筑技術規(guī)范》自由膨脹率小于40%的3組土為非膨脹土，1組土自由膨脹率等于40%，為弱膨脹土，自由膨脹率平均值為38.63%，總體而言粘土③層大部份為非膨脹土，局部具有弱膨脹潛勢，因土層較薄，從居民房屋開裂調查來看，未發(fā)現(xiàn)是因膨脹土原因產生的裂縫，初步估計本場地地基的脹縮等級為膨脹土地基Ⅰ級。按地區(qū)經驗，大氣影響深度為5 m，大氣影響急劇層深度按1.2～1.5 m考慮。

膨脹土主要對砌體結構，邊坡穩(wěn)定、擋土墻結構等建（構）筑物產生影響，因此建議對擋土墻、圍墻等砌體、邊坡、電纜溝、排水溝、道路等構筑物應按其重要性、安全級別等采取相應的結構措施處理。

3.5 地基土的均勻性分析評價

站址場地按高程162.0～163.37 m平整后，在站址區(qū)北部、中部的丘頂?shù)囟涡纬砷_挖區(qū)，開挖區(qū)主要出露中等風化粉砂巖、砂巖夾頁巖⑥層，為均勻地基地段。站址區(qū)東部緩坡地段及旱地將形成厚度0～3.8 m的填土區(qū)、西南部沖溝陡坡地段將形成厚度0～3.6 m的填土區(qū)。填土區(qū)擬采用開挖區(qū)的土料、石料回填，填料為混合料，站址填土區(qū)地基土層為不均勻土，該地區(qū)為不均勻地基地段。

3.6 人工邊坡及擋土墻分析評價

根據(jù)設計擬建平整高程，站址場地平整放坡后，在站址區(qū)北側地段將形成2.5～9.5 m高的巖質開挖邊坡，出露強風化～中等風化粉砂巖、砂巖夾頁巖層，擬建場地開挖邊坡大致呈傾向南東，基巖傾向北西，即傾向坡內，僅少量發(fā)育傾向坡外的軟弱結構面，總體上，巖層產狀和結構面發(fā)育情況對邊坡穩(wěn)定無不利影響。但邊坡出露強、中等風化巖體屬于軟巖～較軟巖，呈中厚層～薄層狀，且夾有薄層狀的頁巖，該層具有遇風風化、遇水易軟化的特點，易發(fā)生崩塌，因此場地平整時要避開雨季施工，逐級開挖，建議在坡頂設置排水溝，并在坡面采取噴護措施，以固結破碎巖體的表層，加強巖體的整體性。

邊坡開挖坡比系數(shù)大小的選擇，與巖石和土層的性質、結構、構造、風化及水的作用有關，同時受開挖深度或高度的影響。場地平整后將在東側形成高2.0～3.8 m的填方邊坡、西南側形成高2.0～3.65 m的填方邊坡，由于新近填方沒經固結，邊坡極易失穩(wěn)，建議采用擋土墻支擋。采用漿砌石護坡，擋土墻基礎置于深度不大的強風化⑤層，坡面并采取有效的防水、截水和排水設施。其中西南側沖溝、坡腳低洼地段，容易積水，軟化土體，對支擋結構穩(wěn)定不利，應充分利用地形條件，合理設計，確保穩(wěn)定。該地段是邊坡失穩(wěn)可能性最大的地段，應取較大的安全系數(shù)。填土邊坡巖土參數(shù)建議值。

3.7 地層條件復雜性評價

場地土層厚度較小，厚度變化不大，力學性質差異較小，局部有弱膨脹潛勢土，地基土脹縮等級為非膨脹土地基～Ⅰ級。綜合分析，場地地層條件復雜程度為中等復雜。

4 結 論

場地平整時存在開挖區(qū)和填方區(qū)，會改變原有地質環(huán)境。存在邊坡失穩(wěn)，擋土墻崩塌的風險，且東側擋土墻距離鄉(xiāng)村水泥路近，應采取有效的支護措施。對開挖邊坡坡面進行保護和對填土邊坡采用擋土墻等措施，消除影響地質環(huán)境的不利因素，使場地處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會產生新的環(huán)境地質問題。

參考文獻：

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