電力工程巖土勘察的特點與方法研究

李斌

（湖南科鑫電力設計有限公司，湖南 長沙410000）

電力工程巖土勘察包括建設地點的水文地質條件調(diào)查，勘探測繪等等，同時也包括了現(xiàn)場試驗、取樣試驗等等檢測試驗。電力工程巖土勘察是進行電力工程建設的先決條件，只有科學、安全、高效、高質量的完成巖土勘察工作，才能確保電力工程建設的有效進行，從根本上保障電力工程建設的整體質量，為國家電網(wǎng)的發(fā)展和電力的輸送提供堅實的基礎。

1 項目概況

本文中采用的實例為沿河青山220kV變電站工程，該工程位于銅仁市沿河土家族自治縣官舟鎮(zhèn)白馬村，站址距離官舟鎮(zhèn)約五公里，東臨X562 縣道，交通生活條件較方便。站址位于兩山丘相夾的山間低洼地段，站址內(nèi)地勢較為平坦，高差一般在20m之內(nèi)，大部分地方灰?guī)r直接出露于地表，溶溝溶槽較發(fā)育，覆蓋層厚度在0～8.0m之間變化，為當?shù)剞r(nóng)民烤煙種植場地。站址區(qū)海拔約900m，為中低山地貌單元。

巖土勘察工作分為可行性研究、初步設計、施工圖設計勘察三階段進行，主要采用工程地質測繪與調(diào)查、機械鉆孔等方法對場地工程地質條件進行勘察，按方格網(wǎng)并結合構筑物分布情況布置勘測點，間距15～35 米不等。需要完成的野外勘察工作包括：1：10000 的地形圖進行地質測繪與調(diào)查，范圍約28km2；地質測繪調(diào)查點有42 個；控制性鉆孔14 個，進尺199.5m，一般性鉆孔39 個，進尺72.7m；水井調(diào)查點5 個；高密度電阻率電測點16 次，AB/2=147m 共5 次，AB/2=100m共10 次，AB/2=68.1m共1 次；取生活飲用水分析試樣1件。

2 巖土勘察方案

根據(jù)工程地質調(diào)查測繪，站址區(qū)域巖層為寒武系中上統(tǒng)婁山關群白云巖、灰?guī)r，該地層在變電工程場地巖溶較為發(fā)育，也是影響變電站工程能否在此修建的主要巖土工程問題，為此在可行性研究及初步設計階段共進行了28km2的地質調(diào)查與測繪工作。

2.1 巖溶形態(tài)特征

變電場地內(nèi)的構造裂隙主要為兩組，根據(jù)電測法解讀，其中一組深度約為3～7m，10m寬范圍內(nèi)溶溝（槽）達5～6 條；另一組構造裂隙為水平溶洞，并成為地下徑流的主要通道。通過對變電場地及附近所出現(xiàn)的巖溶漏斗及溶蝕洼地進行詳細的調(diào)查與測量，其巖溶地形特征包括：沿斷裂帶發(fā)育，并沿斷層呈串珠狀分布；漏斗內(nèi)均充填較厚的溶蝕殘存或坡積的粘性土；巖溶地形均未見地下水及泉水出露點。巖溶豎井有三個，其中兩個在站址區(qū)西面，洞口呈圓形，洞口直徑約為5.0m，豎井能見深度約為5m；一個位于站址區(qū)北部，直徑約1.5m，深約3.0m，均發(fā)育于斷裂帶或裂隙密集帶，且都干涸無水。

2.2 鉆孔布置

勘察按方格網(wǎng)并結合構筑物分布情況布置勘測點，共布置了控制性鉆孔11 個，一般性鉆孔23 個，重要的構筑物如主變、主控樓、220kV配電裝置區(qū)、110kV配電室均布置了控制性鉆孔，施工圖設計勘察階段則在初步設計勘察的基礎上對北側邊坡及部分構筑物進行了補充勘測，共布置鉆孔16 個。現(xiàn)場鉆探時通過挖溝或設置圍土堤，與毗鄰的農(nóng)田隔開，嚴格控制了污油、污水不得流入田間和小溪。巖芯擺放要求：放置巖芯處應干凈整平，鉆探巖芯要按從左到右、從上到下的順序整齊排放在鉆孔附近，每回次應有巖芯牌，鉆探任務未完成前應妥善保管好巖芯，不得隨意破壞巖芯，留待拍照、檢查、核對。

2.3 水文地質條件

水文地質調(diào)查表明，場地地下水主要為裂隙巖溶水，補給來源主要為大氣降水。根據(jù)沿輸變電工程批復文件，站址施工用水、生活用水及消防用水采用周邊泉水出露點取水，因此變電站的水文勘察重點主要放在場地鉆孔的地下水揭露及周邊泉水出露點的調(diào)查上。

2.4 邊坡勘察

邊坡坡度值建議取1:0.4 放坡，邊坡應采取噴射砂漿或漿砌片石護坡，挖方邊坡以上的山坡坡體完整穩(wěn)定，傾角與坡度斜交，應保持自然狀態(tài)，并清除坡上的松動危巖；填方邊坡坡度值取1:1.0，且應進行護坡，并相應作好排水、截水措施，以保證邊坡的穩(wěn)定；挖方邊坡則在坡腳采用擋土墻設置，人為降低邊坡高度后，挖方區(qū)采用漿砌片石護坡坡比為1:0.3。

3 巖土勘察特點

本次巖土勘察采用了大面積工程地質調(diào)查測繪，查明了該區(qū)域巖溶發(fā)育規(guī)律，得出了變電站站址的淺層溶洞不是很發(fā)育，而地表以下100m深度巖層處存在溶洞發(fā)育層，為變電站的勘察提供了指導性的建議。針對本項目的勘察，具有如下的特點：

3.1 地貌高差起伏較大

站址區(qū)域地貌屬山地地貌單元，站址由兩個山體的中間地帶所組成。南北高，中間低。場地高程893～915m，相對高差約0～23m。根據(jù)地形地貌情況，因此將220kV及110kV配電裝置區(qū)布置分別布置站址兩側即東南側、西北側，主控樓及主變布置在站區(qū)中部。全站實現(xiàn)土石方挖填平衡，無外購及外棄土石方，站址填方區(qū)采用擋土墻設置，考慮場地為弱風化灰?guī)r，挖方區(qū)采用漿砌片石護坡。

3.2 環(huán)保勘察理念

巖土勘察取樣時，盡量保持原始地貌，盡量減少對原始地貌的破壞，對環(huán)境造成影響。因變電場地仍為當?shù)乩习傩盏霓r(nóng)作物種植地，故現(xiàn)場鉆探時通過挖溝或設置圍土堤，與毗鄰的農(nóng)田隔開，嚴格控制了污油、污水流入田間和小溪。

3.3 填方填料

填方區(qū)填料采用開挖邊坡形成的爆破石灰?guī)r，場地平整時，要求灰?guī)r級配合理，每0.6-1.0 米層分層碾壓，壓實系數(shù)不小于0.94。位于填方區(qū)構支架，均以壓實的灰?guī)r碎石層為持力層，可大大減少地基換填量。

4 提高巖土勘察質量措施

電力巖土勘察與其它勘察項目不同，電力設施的建設地點地質條件相對復雜，因此在進行電力巖土勘察時，首先必須查閱大量的地質資料，以了解建設地點的巖溶特性，其次要選擇靈活環(huán)保的鉆探方案，既不影響生態(tài)環(huán)境，又可以達到勘察效果，最后采用科學的勘察試驗方法，以保障勘察結果的有效性。

4.1 地質資料調(diào)查

巖溶問題的調(diào)查需查明各巖、土體的巖性、厚度、結構、及空間分布與變化規(guī)律，溶巖巖層的巖性、結構、構造的主要特點、研究各地層單元中可溶巖巖層的分布與組合規(guī)律，進行巖溶層組類型劃分。需要考慮地貌單元統(tǒng)計層狀地形的分布、高程、覆蓋堆積物的成因時代等情況，尤其注意對巖溶洞穴(包括各類勘探揭示的溶洞)、巖溶剝夷面、封閉的巖溶負地形的統(tǒng)計，還需要了解區(qū)域地貌尤其是巖溶地貌的時代、發(fā)育階段、形成演化歷史和地文期的劃分及其與第四系和新構造的關系。

4.2 鉆探方案選擇

按方格網(wǎng)并結合構筑物分布情況及物探結果的異常位置布置鉆孔，如果出現(xiàn)土洞或溶洞，應適當在該土洞或溶洞附近加密鉆孔，以確保能比較直觀的了解該土洞或溶洞的空間發(fā)育情況。

4.3 高密度電阻率法

高密度電阻率法，是一種陣列式電阻率測量方式，它集中了電剖面法和電測深法，與普通電阻率法不同的是在觀測中設置了高密度的電測點。在電極裝置的選擇上，采用了三電位電極系，將溫納四極（AMNB）、偶極(ABMN)及微分(AMBN)裝置按一定方式組合后所構成的一種統(tǒng)一測量系統(tǒng)。

結束語

為提高電力項目巖土勘察質量，在勘察過程中，必須采用大面積地質調(diào)查與測繪，同時現(xiàn)場鉆探采用靈活多變的勘察原則，運用高密度電阻率法對地下溶洞和洞穴的分布規(guī)律進行探測，最終根據(jù)現(xiàn)場勘察工作的情況，建議本次項目總平面圖往南移動30 米，往西移動20 米，即減少了邊坡開挖量，同時又盡量避開了東部巖溶洼地對變電站圍墻的不良影響，為變電站的建設節(jié)省大批資金投入，極大提升了電力工程建設的經(jīng)濟效益。