某110kV变电站岩土工程综合治理工程实例

【摘要】 软土地基上新建变电站，重要建（构）筑物常采用桩基础，而附属设施和站内地坪常常采用天然地基，运行期间常出现不同程度的沉降病害，治理非常繁琐，本文通过一则工程实例，总结了对某软土地基上的运行变电站的综合治理经验，为类似工程提供了参考。

【关键词】 软土地基 沉降变形 综合治理

厚层软土在珠三角地区分布比较普遍，坐落在软土地基上的变电站往往对重要建（构）筑物采用桩基础，如配电装置楼，主变，构支架等，而其它较次要位置则往往采用天然地基，运行期间产生沉降变形的现象比较常见，严重的会影响到变电站的正常运行，而且治理起来很困难，不同部位往往要采用不同的加固纠偏措施，而且要考虑工程对周围设施的影响、狭窄场地施工的可行性、停电运行方案等等因素。

1 工程概况

某110kV变电站位于佛山市北侧，主体工程于2007年3月完成，2007年8月投入运营。站址处于万里河涌旁，建站前河涌围绕北、东、南三面流过，站址西侧为河滩淤泥地。2009年3月，由于河道治理改造，改河道从站址南侧和西侧通过，并对新河道进行了清淤、新修筑了河堤。

自变电站竣工运行开始，站址内就出现不同程度的沉降变形现象，构支架区巡视小道、电缆沟、碎石地平均出现较大程度的沉降；站址围墙西南角伸缩缝处开裂，开裂宽度达100mm；站内道路明显下沉、开裂；站外道路下沉、开裂，电缆沟变形严重；个别隔离开关导线、TYD导线、母线等因地面下沉出现明显绷紧现象。严重威胁到了变电站的正常运行。

场区在地貌上属于珠江三角洲冲积平原，地基土主要由填土、第四系冲、淤积土、风化残积土和下第三系风化基岩组成，基岩为砂岩。

2 工程治理原则和目标

（1） 评估场地沉降变形危害程度，分析造成地基沉降变形的原因，预估沉降变形的发展趋势。

（2）进行治理方案设计，造成场地沉降变形的因素得到根本遏制，倾斜的构、支架纠正到符合规范要求；变形破坏的电缆沟、地网、道路、排水管道修复至原状；建筑物散水、栏杆、挡土墙等零星工程修复。

3 岩土工程分析评价

本工程于设计前进行了岩土工程专题勘察和变形观测，分析评价结论有以下几点：

（1）场地变形以2009年3月河道整治为界，前期以竖向沉降为主，主要由软土缓慢固结造成，后期变形以水平位移为主，主要是河道整治引起淤泥层侧向移动造成；

（2）竖向沉降变形速率呈逐渐下降趋势，变形观测后期接近稳定。观测最大沉降量为622.3mm；

（3）靠近河涌方向水平位移最大，远离河涌位移逐渐变小，观测到的最大水平位移为281.6mm；

（4）水平位移变形速率逐渐下降但并未稳定。

4 方案设计

为便于说明，将站区分为A、B、C、D、E五个部分分别论述。

A区临近河涌，在围墙外布置防渗帷幕，采用高压旋喷桩帷幕，桩长12～15米，桩端进入强风化砂岩，桩径500mm，互相咬合，搭接150mm。

B区主要包括站内道路，采用高压旋喷桩复合地基，桩径500mm，桩长12米，梅花形布置，桩间距1.5米。

C区为构支架区，采用树根桩法进行基础加固，利用杯口纠偏法进行纠偏。树根桩采用小型工程钻机成孔，置Φ203×6无缝钢管；

D区为进站道路，加固处理方法同B区；

E区为电缆沟、地下排水管网、地网和零星修复。电缆沟采用高压旋喷桩复合地基，桩径500mm，桩长12米，沿走向单排布置，桩间距1.2米。地下排水管网已失去排水功能，拆除后按原设计恢复。地网仅对破损部分进行修复；

A区治理为本次整治的重点，防渗帷幕按重力式计算，计算结果见表2，计算过程略。

5 施工过程中出现的问题及对策

工程采用动态化设计和信息化施工模式，制定了详细的施工监测方案和应急预案。共布置了127个位移观测点，分布在建（构）筑物角点或基础上。

5.1 高压旋喷桩对周围构筑物的影响

施工从A区开始，自开工一周开始，监测发现周围监测点开始出现明显变形，变形以水平位移为主，竖向抬升为次。最大位移达到40mm（S27），最大抬升量20mm，影响范围达18米。后改为分段间隔跳打，提高监测频率，局部将注浆压力降低至15MPa且减小桩径增加桩数，同时放慢施工速度，多项措施并用最终完成了A区高压旋喷桩防渗帷幕施工。

5.2 进站道路

C区为路堤式进站道路，两侧地势较低，高差约3米，道路两侧为浆砌石挡土墙，挡土墙顶部为电缆沟，按设计拟采用高压旋喷桩复合地基，考虑到A区实际施工效果，进站道路四周缺乏约束条件，为避免高压水泥浆对挡土墙造成破坏，最终改用桩基础，路面采用梁板式结构，电缆沟改为全混凝土浇筑，直接连在梁上。

5.3 零星修复随时调整

由于沉降变形造成的附属设施破坏情况非常复杂，虽然这些破坏对主体结构没有大的危害，但直接影响到仪器设备的使用功能，且严重影响整洁美观，因此零星部位的修复至关重要。如维护栏杆、变电站围墙、建筑物散水和台阶、大门、绿化等，零星修复工程在主体修复工程完工后进行，并遵从如下原则：

（1）零星修复目标既要保证满足使用功能，又要兼顾方便、美观、整洁，并尽量符合原来的设计风格；

（2）轻度破损的位置以修复为主要手段；中度破损的位置以更换部分部件加修复为主要手段；严重破损的位置可考虑拆除重建。

6 治理效果

本工程于2012年11月30日完工，监测工作持续到竣工后3个月，结果反映各监测点变形逐渐减小，到完工时达到稳定，见图1。竣工运转至今状况良好。

7 结论

通过对某110kV变电站岩土工程综合治理工程实例的分析，总结得出如下结论：

（1） 准确的岩土工程分析是方案设计的基础。软土地基上变电站的沉降变形比较复杂，要设计合理的方案，必须对变形原因和变形程度及预期后果有准确的把握，应获取详尽的变形监测数据，为方案设计提供依据。

（2） 应采用动态化设计，信息化施工。由于此类工程的特殊性，使施工期间经常出现一些难以预见的问题，一个部位的加固修复常常对周围构筑物产生影响，因此需要将施工中出现的异常情况及时反馈给设计并及时调整设计、施工方案。

（3）多专业多部门有效沟通，充分全面考虑各种因素。变电站沉降造成的影响涉及到岩土、结构、电气、给排水等多个专业和多个部门，且调度运行很复杂，因此设计方案和施工时需充分考虑生产调度和施工工序的合理安排。

【参考文献】

[1] JGJ123-2000，既有建筑物地基基础加固技术规范

[2] JGJ270-2012，建筑物倾斜纠偏技术规程

[3] 广东省标准DBJ/T15-20-97， 建筑基坑支护工程技术规程

[4] 龚晓南. 《地基处理手册》第三版