某變電站邊坡治理技術應用探討

李冰 盛學慶 戴宇輝 金鴻俊 張國建 趙翀

【摘要】工程建設開挖邊坡，在不同程度上都遇到了對坡腳建筑和人員的保護問題，對于這些問題，必須采取針對性的處理對策，以保護坡腳建筑物及人員的安全。本文以杭州某新建變電站為例，對變電站邊坡治理技術展開討論，并提出合理化建議，以達到減少工程量變更，精準管理的目的。該文可為類似工程提供參考和借鑒。

【關鍵詞】邊坡開挖;邊坡加固;建議

Abstract： engineering construction excavation slope， to varying degrees， have encountered the problems of slope toe buildings and personnel protection， for these problems， we must take targeted countermeasures to protect the safety of slope toe buildings and personnel. Taking a new substation in Hangzhou as an example， this paper discusses the slope treatment technology of the substation， and puts forward reasonable suggestions， so as to achieve the purpose of reducing the change of engineering quantity and precise management. This paper can provide reference for similar projects.

Key words： slope excavation; Slope reinforcement; Suggestions? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.070

1、項目概況

杭州富陽區(qū)新民110kV變電站工程由配電裝置樓、消防水池、事故油池等建構筑物組成，擬建場地位于現(xiàn)狀山坡坡腳，坡腳工程建設將在站址外圍形成最大坡高近40m的高邊坡，邊坡出露巖性主要為粉質(zhì)粘土混碎石及全風化花崗巖，存在塌方及滑坡隱患。為確保站址及站內(nèi)工作人員安全，在充分分析邊坡巖土特性、坡高及坡腳保護對象的基礎上，設計采用錨索+格構進行坡面防護，坡腳設置大斷面擋墻進行護腳，坡面采用噴混植生進行綠化恢復，同時設置截、排水溝將山坡匯水有序排放，減少坡面沖刷和水土流失。截至2020年底，邊坡支護主體結(jié)構基本完成，邊坡安全隱患得以消除，坡面噴混植生復綠由于季節(jié)原因待年后進行施工。

2、工程應用探討

本工程邊坡治理雖然告一段落，但從項目勘察、設計到施工和監(jiān)理整個過程，仔細梳理，仍有一些問題值得總結(jié)，便于類似邊坡工程應用借鑒。

2.1 勘察方面

2.1.1地形圖測繪

邊坡地形圖測繪工作是勘察、設計的前置階段，屬于特殊地形測繪技術，因地形坡高、現(xiàn)場測繪難度大、若加上林木密集遮擋測繪信號等，給測繪工程作業(yè)帶來許多困難，只有合理選擇多樣化測繪技術，獲取更準確的測繪數(shù)據(jù)，才能繪制出精度高、內(nèi)容全面的地形圖。

① 首先應對邊坡的基本信息有一個全面的收集，如邊坡的高度、方向、植被情況等，在得到以上基本信息資料后再對邊坡地段進行合理化的劃分，才能對其邊坡的高度以及形狀等展開全面且準確性的測量工作。

② 地形圖外業(yè)高程測繪精度建議，地形圖高程精度分高程注記點精度與等高線精度，城市建筑區(qū)高程注記點中誤差需優(yōu)于過±0.15m，邊坡等高線插求點中誤差需優(yōu)于±h/3（h為等高距）。

③ 地形圖高程注記點密度建議以圖上1cm到2cm為宜，高程注記點位置需真實反映地貌變化，坎腳坎頂、合水線分水嶺、鞍部山頂?shù)鹊孛沧兓幘鶓獪y繪高程注記點。

④ 小范圍地形圖高程點測繪方法建議采用RTK、全站儀，對于上平方公里的大面積的宜采用機載雷達，植被密集地區(qū)須采取一定方法或技術手段確保高程點密度。

⑤ 高程點屬性、賦值、分層設色等電子數(shù)據(jù)屬性要準確無誤。

2.1.2巖土勘察

在采用巖土工程勘查技術對邊坡進行治理的過程中，必須保證勘察的完整，并將勘察結(jié)果進行準確性分析、對比，以全面、及時的發(fā)現(xiàn)和解決邊坡出現(xiàn)的問題。必要情況下，還需對邊坡的實際高度、周圍植被種植情況等進行適當分析處理，再結(jié)合該巖土工程的其他相關特點，制定出較適宜、完整、而全面的治理方案。

① 首先需著重關注邊坡地段是否屬于河流的流經(jīng)地段，倘若是屬于河流的流經(jīng)地段，則還需對該地區(qū)的流經(jīng)量與穩(wěn)定性予以勘測和評估。

②全面了解邊坡地段的地層以及其風化的情況，并對坡面的巖石層進行考察，需特別注重發(fā)現(xiàn)邊坡地段巖石層中屬于軟弱性的地層段。

③合理布置邊坡勘察孔，查明邊坡開挖范圍內(nèi)的地層分布情況，同時結(jié)合現(xiàn)場踏勘，調(diào)查地層巖性產(chǎn)狀以及結(jié)構面情況，為邊坡設計提供依據(jù)。

④ 通過現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定性評估及鉆探取樣試驗，提供合理的邊坡巖土設計參數(shù)。

⑤ 邊坡開挖到位后，如巖性與勘察有出入，應及時到達現(xiàn)場協(xié)助各方進行技術問題的處理。

2.2 設計方面

2.2.1土石方計算注意事項

① 地形圖數(shù)據(jù)檢查

由于地形圖使用過程中的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等，可能造成等高線賦值、高程點賦值等變化，土石方計算前要抽檢部分等高線、高程點。

②完善土石方計算高程數(shù)據(jù)文件

一般土石方計算軟件，都具備采用方格網(wǎng)法、斷面法、三角網(wǎng)法等計算方法，無論哪種方法，都基于一個完整齊全能夠反映實際地貌的高程數(shù)據(jù)文件，如果沒有完整的DEM，土石方計算前應先根據(jù)地形圖上的等高線、高程注記點、圖面情況，采用等高線生成高程點、適當合理補充高程點等方法完善高程數(shù)據(jù)文件，然后根據(jù)這個完善正確的數(shù)據(jù)文件進行土石方計算。

③ 由于地形圖圖面負載問題，圖面整飾時往往過濾掉不少實測高程點，建議地形圖測繪時，為滿足土石方計算精度要求，把所有需要用于土石方計算的高程點另外設置一個圖層（可命名為gcd-t）一般設計時這個圖層鎖死隱藏，土石方計算式調(diào)用這個圖層，這樣，這個用于土方計算的高程數(shù)據(jù)文件不易破壞，而且不同軟件、不同人員計算土方時使用的是這同一個數(shù)據(jù)文件，計算結(jié)果應該是一致的。

2.2.2邊坡設計注意事項

①邊坡設計應以地勘資料為基礎，結(jié)合擬開挖邊坡地層分布情況及土層參數(shù)，分析評估開挖邊坡的穩(wěn)定性和可能的破壞模式，確定最終開挖邊坡的坡率和相應的支擋措施。

②邊坡是否適合傳統(tǒng)的臺階式削坡方案，應充分考慮邊坡的原始地貌及鉆探揭露的巖土特性綜合判定。本工程選址在原始地貌橫坡較陡的位置，邊坡巖性以粉質(zhì)粘土混碎石及全風化花崗巖為主，而花崗巖全風化層以石英、長石等碎屑顆粒為主，粘土礦物含量較少，結(jié)構松散，粘聚力低，水穩(wěn)定性差，抗沖刷能力弱，在暴雨作用下極易發(fā)生侵蝕，甚至引發(fā)塌方或滑坡災害。本工程開挖邊坡在綜合分析后，最后確定采用適當削坡結(jié)合錨索+格構進行支擋，坡腳設置大斷面擋墻進行護腳。若采用傳統(tǒng)方式10～15m分臺階式削坡，坡率1：1～1：1.5，不僅坡高大，山體破壞嚴重，施工過程中可能還會引發(fā)各種不確定的安全風險。

③除開挖過程出現(xiàn)地質(zhì)異常外，設計說明中盡可能明確工藝，避免施工過程中出現(xiàn)變更引發(fā)工程造價增加的風險。

④ 錨索注漿方式不同于常規(guī)錨桿，注漿管沒法隨注漿的進行逐步拔出，需采用孔底返漿方法（注漿壓力一般為0.4MPa），從孔底開始作業(yè)，依靠注漿壓力將新鮮漿液頂升直至孔口，最終實現(xiàn)錨固段與非錨固段被注漿材料所包裹。鑒于錨索的注漿工藝特點，考慮砂漿的可注性較純水泥漿差，錨索注漿材料選用水灰比為0.45～0.5，漿體強度不低于40MPa的純水泥漿更為適宜。

2.3 施工方面

（1）邊坡土石方開挖應避開雨季，與支擋結(jié)構施工有效配合，合理分區(qū)，采用機械與人工結(jié)合的挖掘方式，開挖一級防護一級，降低施工過程風險。本工程施工過程雖然嚴格按照邊坡開挖自上而下、從內(nèi)至外進行施工的原則，嚴禁越級超挖，開挖一級及時防護一級，但由于邊坡巖性的原因，在雨季尤其強降雨期間出現(xiàn)過局部塌方，但由于處置及時，未給人員和財產(chǎn)造成大的損失。

（2）測量放樣需嚴格按照施工設計圖，采用全站儀將錨孔位置準確測放在坡面上，孔位在坡面上縱橫誤差不超過±100mm。鉆桿傾角采用水平儀控制。

（3）邊坡錨固區(qū)所處地質(zhì)條件復雜，錨索孔道灌漿有可能出現(xiàn)漿漏，建議采用間隙灌漿法或反復屏漿法嚴格檢測錨孔灌漿狀況，特別是錨固段的灌漿狀況，確保錨孔灌漿飽滿。

（4）邊坡作業(yè)風險較大，施工方應做好風險源的識別并制定相應的應急措施，同時做好應急搶險準備，備好挖機、木樁、型鋼、注漿設備、噴射混凝土設備等應急設備及物質(zhì)。

（5）施工過程中加強邊坡監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，做到對災害事故的預測，保證工程安全。

2.4 業(yè)主方面

（1）站址盡可能選擇在平原地帶，如必須選擇坡地，盡量選擇在地貌橫坡較緩地帶，以減少后期高開挖、護坡、安全風險及治理費用;如無法避開地貌橫坡較陡地帶，可通過調(diào)整建筑布置減少后期開挖及護坡工程量。

（2）預算清單編制過程中，加強與設計人員的溝通，充分了解各施工工藝流程，避免出現(xiàn)清單描述不清導致后期施工索賠等風險。

（3）邊坡施工專業(yè)性強，應選擇有相應資質(zhì)和工程經(jīng)驗的專業(yè)隊伍進行施工。尤其邊坡施工過程中出現(xiàn)風險，專業(yè)的施工隊伍可在短時間內(nèi)完成搶險，及時止損。

結(jié)語：

工程建設邊坡開挖，不可避免會遇到坡腳建筑及人員的保護問題，邊坡開挖勘察、設計、施工須加以慎重考慮。通過本工程實踐，可認為邊坡加固、噴混植生復綠、截、排水等措施是確保邊坡安全和坡面生態(tài)修復的有效、經(jīng)濟、合理的技術措施，確保了坡腳建筑的正常運營和站內(nèi)人員的安全。

參考文獻：

[1]秦良彬，李學偉.典型山地城市建筑挖方高邊坡支護應用研究[J].中國勘察設計，2017（9）：105～107.

[2]安明慶.測繪工程中特殊地形的測繪方案及質(zhì)量控制對策[J].華北國土資源，2019（5）：84-85.

[3]張旭東.巖土工程勘察在邊坡治理中的重要性[J].建筑工程技術與設計，2018（18）：502

作者簡介：

李冰（1977-），男，工程師，從事工程管理工作。