輸電線路寒凍風(fēng)化區(qū)地質(zhì)工程問(wèn)題探討

程峰+李俊+李洋+程?hào)|幸

摘 要：750kV伊庫(kù)輸電線路穿越天山山脈，區(qū)域內(nèi)寒凍風(fēng)化作用強(qiáng)烈。在寒凍作用下，會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的地貌特征。文章根據(jù)天山寒凍風(fēng)化區(qū)地形地貌的分布特征，在分析輸電線路工程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從塔基選位、選型、工程病害防治等多個(gè)角度出發(fā)，提出了輸電線工程建設(shè)中的防護(hù)對(duì)策，為類(lèi)似工程的開(kāi)展提供科學(xué)依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：寒凍風(fēng)化；工程地質(zhì)問(wèn)題；輸電線路；塔基

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）30-0187-02

1 概述

天山山區(qū)在寒凍風(fēng)化作用下，原有巖石形成的碎石和塊石，按風(fēng)化程度、重力或流水搬運(yùn)作用下堆積的位置可分為冰緣巖柱、石海、巖屑坡等地貌[1-4]，極易發(fā)生多種地質(zhì)災(zāi)害，會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生多種不利影響。

本工程是伊犁～庫(kù)車(chē)750kV輸電線路工程中新源縣庫(kù)爾德寧景區(qū)至和靜縣巴音布魯克大草原為穿越天山段，其中包含十余公里的嚴(yán)重寒凍風(fēng)化區(qū)。據(jù)資料顯示，寒凍風(fēng)化區(qū)開(kāi)展的大型工程數(shù)量偏少，工程經(jīng)驗(yàn)極其欠缺。本文通過(guò)分析寒凍風(fēng)化區(qū)的地貌特點(diǎn)、地質(zhì)災(zāi)害特征，綜合研究了天山寒凍風(fēng)化區(qū)輸電線路的工程問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的工程對(duì)策，為該輸電線路工程的路徑優(yōu)化、塔基定位等提供科學(xué)、合理的建議及借鑒。

2 寒凍風(fēng)化區(qū)地貌分布特征

在750kV伊庫(kù)輸電線路工程中，寒凍風(fēng)化區(qū)主要分布在天山埡口前后，各種地貌錯(cuò)綜分布。

2.1 冰緣巖柱

由于強(qiáng)烈的寒凍風(fēng)化作用，基巖經(jīng)受?chē)?yán)重的破壞，被鱗剝與崩解為許多碎塊。巖塊在重力作用下沿坡移動(dòng)。而殘留的基巖則多呈柱狀或丘崗狀兀立于山脊之上，形成冰緣巖柱或巖崗[1]。在本工程中僅在個(gè)別山頂有分布。

2.2 石海

大小不等的棱角狀塊礫，無(wú)一定方向，雜亂地散布，狀似一片亂石灘，故名石海。其中每一塊礫石經(jīng)受的外營(yíng)力，首先是機(jī)械風(fēng)化作用，使原來(lái)完整基巖解體成若干小塊，隨著時(shí)間的進(jìn)展，小塊將再行解體。機(jī)械風(fēng)化的同時(shí)，雪蝕、融凍泥流，重力等都積極參與了石海的形成[1]。

2.3 巖屑坡

研究區(qū)域高海拔區(qū)域，海拔3200～3500m，冰川地貌發(fā)育，植被覆蓋率低，大部分基巖處于裸露狀態(tài)，并且由于巖質(zhì)多為花崗巖，堅(jiān)硬且脆性較大，經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)極易產(chǎn)生損傷破壞。特別是冰斗處寒凍風(fēng)化嚴(yán)重，幾乎每個(gè)冰斗內(nèi)都分布巖屑坡。為清晰表述位置，以初設(shè)線路為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)輸電線塔位有影響較大的巖屑坡進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1），寒凍風(fēng)化地貌主要位于J12+1500～J14+800。

3 主要工程問(wèn)題及防治措施

3.1 冰緣巖柱

本工程中，此類(lèi)地形所占比重相對(duì)較小，加之輸電線路點(diǎn)狀工程特點(diǎn)，塔基選址時(shí)應(yīng)盡量選擇避讓。但當(dāng)塔基位于其下方時(shí)，應(yīng)注意危巖、崩塌的影響。危巖、崩塌形成的落石，會(huì)直接威脅布設(shè)于其下方的塔基。當(dāng)線路經(jīng)過(guò)此類(lèi)區(qū)域時(shí)應(yīng)盡量繞避或跨越，當(dāng)無(wú)法躲避時(shí)，可采用掛網(wǎng)噴射（改性）混凝土或?qū)r石中的裂縫進(jìn)行封堵等措施，對(duì)巖體進(jìn)行加固。并采用修筑攔石墻、落石槽、擋石網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施，并對(duì)輸電鐵塔進(jìn)行防護(hù)。

3.2 石海

石海具有空隙較大、整體松散、穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，并且其分布范圍廣、規(guī)模大小不一、厚度不定，清理難度巨大，立塔條件差。塔位選擇時(shí)，應(yīng)予以避讓?zhuān)?dāng)無(wú)法避讓時(shí)，應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行處理。

3.3 巖屑坡

在工程區(qū)域內(nèi)，巖屑坡分布范圍廣、面積大，大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是古冰斗、雪線附近形成的大片連續(xù)巖屑坡，坡體全被巖屑覆蓋，幾乎無(wú)植被發(fā)育，巖屑粒徑自上而下略有分選，通常是上小下大；坡面巖屑自頂部滾落堆積，處于自然穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)受外力（如雨、雪、冰體、落石等）作用時(shí)，極易失穩(wěn)、滑塌。又因?yàn)榇祟?lèi)巖屑坡，自坡頂?shù)狡碌缀穸戎饾u增大，根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)，坡底巖屑厚度可超過(guò)10m（見(jiàn)圖1a），且?guī)r屑間空隙大，無(wú)粘結(jié)強(qiáng)度，整體強(qiáng)度差，穩(wěn)定性差，無(wú)法在其上設(shè)立塔基。另一類(lèi)是在海拔相對(duì)較低的山坡坡面上形成的巖屑坡（巖屑錐裙），這類(lèi)巖屑坡的碎屑來(lái)源有限，且散布面積較大，故巖屑厚度通常較薄。根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果為3～5m（見(jiàn)圖1b）。此類(lèi)巖屑坡若正處于發(fā)育階段，坡體巖屑與前一類(lèi)性質(zhì)相似，亦為不穩(wěn)定的松散堆積層，難以在其上立塔。若當(dāng)此類(lèi)巖屑坡厚度較薄時(shí)，可通過(guò)清表、加固或?qū)⑺钊牖鶐r來(lái)保證塔基穩(wěn)定性[5]。

在寒凍風(fēng)化區(qū)，除地貌特征引發(fā)的工程問(wèn)題外，該區(qū)域內(nèi)巖石風(fēng)化速率較普通區(qū)域更快[6]。若強(qiáng)烈的風(fēng)化營(yíng)力直接作用于混凝土塔基或擋墻上，其破壞力將更大、更明顯，將塔基或擋墻混凝土的耐久性、牢固性產(chǎn)生不利影響，更嚴(yán)重的會(huì)加速塔基或擋墻混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。寒凍風(fēng)化作用強(qiáng)烈的區(qū)域，在基礎(chǔ)表層布置混凝土、瀝青、聚苯乙烯泡沫塑料、防滲保溫涂層等防護(hù)層，能夠低凍融循環(huán)次數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）在塔基選位上，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行識(shí)別，以避讓為主；無(wú)法避讓時(shí)，可選在老巖屑坡及石海位置，但要采用注漿對(duì)塔基巖土體進(jìn)行加固。

（2）當(dāng)塔基位于冰緣巖柱巖石崩塌體下方時(shí)，為防止危巖影響，可采用掛網(wǎng)噴射（改性）混凝土或?qū)r石中的裂縫進(jìn)行封堵等措施，對(duì)巖體進(jìn)行加固。

（3）在塔基設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮對(duì)塔基混凝土進(jìn)行防護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱誠(chéng).現(xiàn)代冰緣地貌研究[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

[2]李吉均.大陸性氣候高山冰緣帶的地貌過(guò)程[J].冰川凍土，1983，5（1）：1-11.

[3]鄧養(yǎng)鑫，鄧曉峰.天山博格達(dá)峰地區(qū)現(xiàn)代冰緣地貌特征[J].冰川凍土，1983，5（3）：179-190.

[4]郭東信，程國(guó)棟.高亞洲冰緣作用類(lèi)型及其垂直帶譜特征[J].冰川凍土，1996，18（增刊）：148-156.

[5]熊黑鋼，劉耕年，等.天山北坡烏-庫(kù)公路沿線自然災(zāi)害特征及其對(duì)公路的影響[J].新疆大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1993，10（4）：92-99.

[6]崔之久，李樹(shù)德.天山冰達(dá)板巖石風(fēng)化剝蝕速率問(wèn)題[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1981（6）：14-15.endprint