变电站场地工程地质条件分析

变电站场地工程地质条件分析

摘要:某变电站场地地貌为峰丛峰林谷地,区内不良地质作用主要表现为岩溶和土洞。文章对该变电站场地工程地质条件进行分析,并结合实际情况提出基础选型和边坡挡土墙进行探讨,相关研究结论对类似场地工程地质条件分析具有一定借鉴意义。

关键词:变电站;场地;工程地质条件

1区域地质概况与地震

站址区地貌为峰丛峰林谷地、桃城河Ⅱ级阶地,场地微地貌单元为缓坡,无突变地形,坡顶平坦,四周岩溶峰林较远,地势宽阔。场地地面高程276 m～282 m,高差约6 m,自然坡度小于5°。场地内绝大多数为土层覆盖,仅一处基岩出露,现种植剑麻、木薯等农作物。

站址区在大地构造分区上位于南华淮地台之右江再生地槽之西大明山隆起的西北部,在新构造上属桂西北断块掀斜隆起区。对站址有影响的区域活动断裂带主要为西北向那坡断裂带、靖西～崇左断裂带、白色～合浦断裂带(右江断裂)和桂林～南宁断裂带。站址与断裂的最小距离大于10 km,断裂活动对站址稳定性影响较小。站址区属构造相对稳定区。

站址区在地震构造分区上属桂西北强震地震构造区。根据《广西通志·地震志》记载,大新县一带地震较少,最大地震为1977年发生的3.6级地震,震中位于大新县全茗,距离站址大于2.5 km。地震对站址区稳定性影响较小。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)附录A划分,站址区抗震设防烈度为6度,地震动峰值加速度为0.05 g。地震动反映谱特征周期为0.35 s。

2场地工程地质条件分析

站址区内主要分布以下几类岩、土层:第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl),第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl),残积层(Qel), 第四系洞穴堆积(Qca),下伏基岩为泥盆系中统东岗岭阶上段(D2d2)白云岩。

站址内主要分布有第四系冲洪积、残积的粘土及泥盆系中统东岗岭阶上段的白云岩,各岩土层力学性能分述如下:第1层粘土:具中等压缩性、抗剪强度和承载力较高等特性,工程性能较好,可作变电站建(构)筑物基础持力层。承载力特征值fak=170kPa。第2层粘土:具中等压缩性、抗剪强度和承载力较高等特性,工程性能较好,可作变电站建(构)筑物基础持力层及下卧层。承载力特征值fak=220kPa。第3-1层粘土:具中等压缩性、抗剪强度和承载力较高等特性,工程性能较好,可作变电站建(构)筑物基础持力层及下卧层。承载力特征值fak=240 kPa。第3-2层粘

土:具中等压缩性、抗剪强度和承载力较高等特性,工程性能较好,可作变电站建(构)筑物基础持力层及下卧层。承载力特征值fak=160 kPa。第4-1层白云岩:中厚层状,岩质坚硬,强风化,可作变电站建(构)筑物基础持力层及下卧层。承载力特征值fak=500 kPa。第4-2层白云岩:中厚层状,岩质坚硬,中等风化,可作变电站建(构)筑物基础持力层、桩基持力层及下卧层。承载力特征值fak=1 500 kPa。第5层粘土:具高压缩性、抗剪强度和承载力低等特性,工程性能差,不可作变电站建(构)筑物基础持力层。承载力特征值fak=50 kPa。

站址区为浅丘缓坡地,地形平缓,无突变地形,坡顶平坦,地势宽阔,场地附近未发现有塌陷、滑坡等不良地质作用。区内不良地质作用主要表现为岩溶和土洞。土洞规模较小,主要发育于基岩接触地带,主要土洞发育段埋深不超过13 m;岩溶发育以溶蚀裂隙为主,局部地段为溶洞

3地基与基础方案建议

站址区场地微地貌单元为缓坡,无突变地形,坡顶平坦,四周岩溶峰林较远,地势宽阔。场地地面高程276 m～282 m,高差约6 m,自然坡度小于5°。挖方区位于变电站西南部,填方区主要位于变电站东北部。按279.2 m设计标高场平后,挖填方区各占一半,最大挖方高度不超过3 m,最大填方高度达也不超过3 m。

场平后挖方区出露的地层主要为1、2层硬塑粘土,承载力较高,建议挖方区建(构)筑物基础类型采用天然地基,持力层可选用第四系1、2、3-1、3-2层硬塑-可塑粘土。根据本地蒸发力和降水量计算得到本地大气影响深度为3.2 m,大气影响急剧层深度1.5 m。考虑到场地土具有弱膨胀潜势,基础埋深应大于大气影响急剧层深度1.5 m,地面做好散水坡及排水设施。填方区填土厚度小于3 m,由于填土层结构不均匀,其承载力低、压缩性高、不宜直接作地基持力层,建(构)筑物可考虑采用天然地基,选用第四系1、2、3-1、3-2层硬塑-可塑粘土作为持力层。

对于埋深较大规模较小的溶洞、溶蚀裂隙和土洞,基础方案可采用天然地基,但对于埋深较浅规模较大的溶洞、溶蚀裂隙和土洞,基础方案设计时宜考虑采用桩基础以便对局部岩溶发育地段进行处理,建议S41号钻孔处的构架采用桩基。桩基持力层选用4-2层中等风化白云岩。

本站址回填施工工程量较大,为保证施工安全和回填质量,在场地整平施工时,应注意以下几方面的问题:①回填施工前应清除表层的耕植土等,回填时应注意控制回填料含水量并避免雨天施工。②由于作为回填料的红粘土具有弱膨胀潜势,建议局部填土较深部位采用换填毛石混凝土垫层。其他回填地段回填料根据以往经验可掺入适量的生石灰。

4围墙边坡挡土墙分析

变电站按设计标高进行场地整平后,其周围会形成系列人工挖方边坡与填方边坡。

{1}挖方边坡:位于站址西南周边地段,边坡高度均小于3 m,地层岩性为1层硬塑的粘土、2层硬塑的粘土。可采取直接放坡或挡土墙进行护坡。若采取直接放坡措施,建议放坡坡率为1:1.5-1:1.75。若采取挡土墙进行护坡,挡土墙基础可采用1、2层硬塑的粘土。但无论是采用直接放坡还是挡土墙进行护坡均需考虑1、2层硬塑的粘土具弱胀缩性,须严格按膨胀土地区的技术规范进行设计和施工,并采取适当的处理措施消除或降低其胀缩性。

{2}填方边坡:位于站址东北周边地段,边坡高度均小于3 m,地层岩性为1层硬塑的粘土,2层硬塑的粘土。可采取直接放坡或挡土墙进行护坡。若采取直接放坡措施,建议放坡坡率为1:1.75-1:2.00。若采取挡土墙进行护坡,挡土墙基础可采用1、2层硬塑的粘土。挡土墙的埋深应大于大气急剧层影响深度即1.5 m。但无论是采用直接放坡还是挡土墙进行护坡均需考虑1、2层硬塑的粘土和填料具弱胀缩性,须严格按膨胀土地区的技术规范进行设计和施工,并采取适当的处理措施消除或降低其胀缩性。

填土施工时应严格按规范分层碾压,若采用挡土墙,在墙背要回填砂砾透水性材料,确保填土的密实度达到规范要求。同时将荷重较大的建筑物尽量布置在远离填土边坡地段。挡墙计算所需要的墙后填土重度、墙后填土的内摩擦角、墙后填土的粘聚力、墙背与墙后填土摩擦角按试验值选用。

5结语

文章对该变电站场地工程地质条件进行分析,并结合实际情况提出基础选型和边坡挡土墙进行探讨,相关研究结论对类似场地工程地质条件分析具有一定借鉴意义。

参考文献:

[1] 李智毅,唐辉明.岩土工程勘察[M].武汉:中国地质大学出 版社,2000.

[2] 林宗元,岩土工程勘察设计手册[M].沈阳:辽宁科学出版 社,1996.

[3] 高金川,杜广印.岩土工程勘察与评价[M].武汉:中国地质 大学出版社,2003.