蒙山县某变电站岩土工程条件评价

摘 要：该220 kV变电站工程拟建于广西梧州市蒙山县蒙山镇东面甘棠村委会青子村西侧旱地，西距县城3.5 km。文章分析了该变电站岩土工程条件，并结合工程特点进行了分析和评价。

关键词：蒙山县；变电站；岩土工程条件

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）29-0162-02

1 工程概况

该220 kV变电站工程拟建于广西梧州市蒙山县蒙山镇东面甘棠村委会青子村西侧旱地，西距县城3.5 km，东距青子村约0.2 km，南距古响村约0.9 km，北距X220县道约0.5 km。站址东侧约75 m有连接至X220县道的乡村水泥路通过，路况良好。进站道路可从该乡村水泥引接，交通便利。

2 区域地质与地震

2.1 区域地质构造

根据《广西壮族自治区区域地质志》资料，拟建站址区位于南华准地台（一级）的南部、桂中-桂东台陷（二级）的中部、大瑶山凸起（三级）北部内。

拟建站址区区域构造线总体为南北向或近南北向为主，主要的区域活动性断裂为桂林～南宁断裂带（⑦）、防城～灵山断裂带（⑥）和永福～武宣断裂带（{12}）：

第一，南宁～桂林断裂带（⑦）：东北起于全州县大西江附近，往西南经桂林、永福、来宾、南宁等地，而后进入越南境内，全长约600 km，大致以北东40？～50？的走向斜贯广西。带内构造透镜体、糜棱岩、角砾岩、硅化、片理化及擦痕等构造现象发育。该断裂带是长期活动的继承性活动断裂，新生代以来有明显活动。该断裂带属微弱全新活动断裂带。拟建站址区距离该断裂带约81 km。

第二，防城～灵山断裂带（⑥）：西南始于越南的先安，经广西的防城、灵山至平南的大安。由走向大致为北东40？～50？、相互平行的一组断裂组成，呈舒缓波状延伸，长约350 km。该断裂倾向北东、南西均有，倾角40？～80？，其中大于60？者居多。断裂破碎带宽数米至数百米，局部达2 000 m。带内角砾岩、糜棱岩、硅化、片理化、构造透镜体等构造现象发育。断裂带在新生代以来和第四纪有明显的活动，是长期活动的继承性断裂带。该断裂带属中等全新活动断裂带。该断裂带距离拟建站址区约100 km。

第三，永福～武宣断裂带（{12}）：北始于永福附近，往南经鹿寨四排、象州桐木，至武宣东乡一带。长约160 km，宽约3～10 km，由一组走向近南北的断裂组成。产状较复杂。四排以北，主干断裂倾向东，以南主干断裂倾向西，倾角一般50？～80？。断裂破碎带宽数米至数百米，带内角砾岩、糜棱岩、硅化、白云岩化构造等构造现象均有，并见牵引现象及擦痕。该断裂在新生代以来有活动，沿断裂带仅有1次5级地震发生。1970年有仪器记录以来，未记录到2级以上地震。该断裂带属微弱全新活动断裂带。该断裂带距离拟建站址区约53 km左右。

拟建站址区距离附近的全新活动断裂带均较远，在区域构造上属于相对稳定区。

2.2 地震动参数

根据《广西地震构造图》（1/200万），拟建站址区在地震构造分区上属桂东北低强震地震构造区。据《广西地震志》记载，该区曾发生4.75级以上（含4.75级）地震8次，最大震级5级，而且大多发生在1 700年以前；1 700年以后，4.75级以上地震活动基本平息，小震活动也很稀少。1970年至1985年，仪器记录到的地震很少，强度都在3.0级以下。该区是一个可以发生4.5～5级地震的低强震地震构造区。根据《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB 18306-2001图B1），反应谱特征周期为0.35 s。

3 岩土工程条件评价

3.1 场地稳定性分析及环境地质评价

根据《中华人民共和国地质图及区域地质调查报告（地质部分）（1/20万，荔浦幅）》，拟建站址场地无区域活动性断裂通过，场地处于构造相对稳定区，站址区内无滑坡、崩塌、塌陷等不良地质作用，场地稳定，适合兴建220kV变电站。

工程建设场地平整后，人工开挖边坡、填土边坡是主要岩土工程问题，设计采用挡土墙等支护措施后，不会产生地质环境破坏问题。由于站址区及周边是甘蔗地、水田且离乡村道路近，施工需做好污水疏排措施。

3.2 场地和地基的地震效应分析

根据钻探揭示，场地各土层类型划分如下：

第一，耕植土①层，属软弱土，其剪切波速Vs≤150 m/s；

第二，粉质粘土②1层，属中软土，其剪切波速250 m/s≥Vs>150 m/s；

第三， 粉质粘土②2层、粘土③层、全风化岩④层，属中硬土，其剪切波速500 m/s≥Vs>250 m/s；

第四，强风化岩⑤层、中等风化岩⑥层， 属软质岩石，其剪切波速800 m/s≥Vs>500 m/s；

场地平整后，填方区场地覆盖层厚度为1.5～3.8 m，根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）表4.1.6判定场地类别为挖方区Ⅰ1类；填方区为Ⅱ类。场平后覆盖填土的斜坡地段及开挖边坡地段属抗震不利地段，开挖区场地属抗震有利地段。

场地内地下水位高，无饱和砂土、饱和粉土，土层综合分析承载力值较大，按本区抗震设防列度小于6度，站址内无地震液化和软土震陷的问题。

3.3 地基岩土特性分析

第一，耕植土①：成分为粘性土，结构较松散，含较多植物根系，力学强度低，具高压缩性，厚度小，不宜作变重要变电站建（构）筑物基础持力层，施工中宜予以清除。

第二，粉质粘土②1：呈可塑状，土质均匀性一般，力学强度较低，具高压缩性，厚度较小，主要分布于站址丘间冲沟的水田，及东侧、西侧的旱地地段，不宜作变重要变电站建（构）筑物基础持力层。

第三，粉质粘土②2：呈硬塑状，土质均匀性一般，力学强度较高，主要分布于站址丘间冲沟的水田，及东侧的旱地地段，可作为变电站建（构）筑物基础持力层。

第四，粘土③：呈硬塑状，土质均匀性一般，力学强度较高，分布较稳定，可作为变电站建（构）筑物基础持力层。

第五，全风化粉砂岩、砂岩夹页岩④：力学强度较低，场地内不均匀分布，厚度较薄，遇水易软化，不宜作为变电站建（构）筑物基础持力层。

第六，强风化粉砂岩、砂岩夹页岩⑤：力学强度较高，场地内均有分布，埋深略起伏，为变电站建（构）筑物的良好基础持力层。

第七，中等风化粉砂岩、砂岩夹页岩⑥：力学强度高，场地内均有分布，为变电站建（构）筑物的良好基础持力层。

3.4 岩土胀缩性分析评价

根据《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》，场地岩土不属广西三大类膨胀土的范畴，故场地岩土的胀缩性按国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》进行判别，本次勘察共在粘土③层中取4组土样做自由膨胀率试验，其中3组自由膨胀率值为37%～39.5%，1组自由膨胀率值为40%，根据国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》自由膨胀率小于40%的3组土为非膨胀土，1组土自由膨胀率等于40%，为弱膨胀土，自由膨胀率平均值为38.63%，总体而言粘土③层大部份为非膨胀土，局部具有弱膨胀潜势，因土层较薄，从居民房屋开裂调查来看，未发现是因膨胀土原因产生的裂缝，初步估计本场地地基的胀缩等级为膨胀土地基Ⅰ级。按地区经验，大气影响深度为5 m，大气影响急剧层深度按1.2～1.5 m考虑。

膨胀土主要对砌体结构，边坡稳定、挡土墙结构等建（构）筑物产生影响，因此建议对挡土墙、围墙等砌体、边坡、电缆沟、排水沟、道路等构筑物应按其重要性、安全级别等采取相应的结构措施处理。

3.5 地基土的均匀性分析评价

站址场地按高程162.0～163.37 m平整后，在站址区北部、中部的丘顶地段形成开挖区，开挖区主要出露中等风化粉砂岩、砂岩夹页岩⑥层，为均匀地基地段。站址区东部缓坡地段及旱地将形成厚度0～3.8 m的填土区、西南部冲沟陡坡地段将形成厚度0～3.6 m的填土区。填土区拟采用开挖区的土料、石料回填，填料为混合料，站址填土区地基土层为不均匀土，该地区为不均匀地基地段。

3.6 人工边坡及挡土墙分析评价

根据设计拟建平整高程，站址场地平整放坡后，在站址区北侧地段将形成2.5～9.5 m高的岩质开挖边坡，出露强风化～中等风化粉砂岩、砂岩夹页岩层，拟建场地开挖边坡大致呈倾向南东，基岩倾向北西，即倾向坡内，仅少量发育倾向坡外的软弱结构面，总体上，岩层产状和结构面发育情况对边坡稳定无不利影响。但边坡出露强、中等风化岩体属于软岩～较软岩，呈中厚层～薄层状，且夹有薄层状的页岩，该层具有遇风风化、遇水易软化的特点，易发生崩塌，因此场地平整时要避开雨季施工，逐级开挖，建议在坡顶设置排水沟，并在坡面采取喷护措施，以固结破碎岩体的表层，加强岩体的整体性。

边坡开挖坡比系数大小的选择，与岩石和土层的性质、结构、构造、风化及水的作用有关，同时受开挖深度或高度的影响。场地平整后将在东侧形成高2.0～3.8 m的填方边坡、西南侧形成高2.0～3.65 m的填方边坡，由于新近填方没经固结，边坡极易失稳，建议采用挡土墙支挡。采用浆砌石护坡，挡土墙基础置于深度不大的强风化⑤层，坡面并采取有效的防水、截水和排水设施。其中西南侧冲沟、坡脚低洼地段，容易积水，软化土体，对支挡结构稳定不利，应充分利用地形条件，合理设计，确保稳定。该地段是边坡失稳可能性最大的地段，应取较大的安全系数。填土边坡岩土参数建议值。

3.7 地层条件复杂性评价

场地土层厚度较小，厚度变化不大，力学性质差异较小，局部有弱膨胀潜势土，地基土胀缩等级为非膨胀土地基～Ⅰ级。综合分析，场地地层条件复杂程度为中等复杂。

4 结 论

场地平整时存在开挖区和填方区，会改变原有地质环境。存在边坡失稳，挡土墙崩塌的风险，且东侧挡土墙距离乡村水泥路近，应采取有效的支护措施。对开挖边坡坡面进行保护和对填土边坡采用挡土墙等措施，消除影响地质环境的不利因素，使场地处于稳定状态，不会产生新的环境地质问题。

参考文献：

[1] 宋睿智.玛尔挡水电站缓倾角结构面发育特征与成因机理研究[D].兰州：兰州大学，2010.

[2] 黄吕卫.玛尔挡水电站坝肩高边坡工程地质研究[D].兰州：兰州大学，2011.