输电线路杆塔边坡稳定性分析及运检管理研究论文_王辉

(深圳供电局有限公司 广东深圳 518000)

摘要:本文基于深圳地区500 kV 鹏深甲乙线杆塔边坡的勘察调查,开展杆塔边坡稳定性研究,深入分析边坡隐患成因机理及治理措施,针对不同边坡类型提出了运维检修管理方法并建立了边坡运检机制。

前言

深圳城市建设快速发展,土地严重紧缺迫使电网建设更加注重资源节约,新建架空输电线路多位于山区丘陵地带,从而使杆塔不可避免地坐落在山顶、半山腰等陡峭的地形上,其边坡安全受地质地貌、气候变化、岩石风化等多重因素影响。杆塔本身也受线路张力、台风和降水等外部因素作用,这些外部因素通过塔基对高边坡的稳定性产生影响。另外杆塔基础一旦出现滑坡失稳,将可能造成重大电力事故,抢修及检修成本较高。此外,随着深圳建设先行示范区的纵深推进,智慧电网应用将广泛应用于输电线路,作为支撑智慧电网高效安全运行的主网大动脉,因此研究输电线路杆塔边坡进行稳定性及运维检修管理有着重要的现实工程意义和实践价值。

1、深圳地区输电线路边坡特点

深圳地处珠江口东侧,地势北高南低,地貌以低山丘陵为主,部分为冲洪积- 海积阶地及岩溶断陷盆地。随着城市规模不断扩大"城市土地需求增大"城市建设不可避免地向山前地带发展。由于山体开挖形成较多高陡边坡,而部分架空输电线路位于山区丘陵地带或高陡边坡旁,因杆塔建设本身已对周边地质地貌造成一定影响,甚至造成自然坡体平衡状态及坡表植被破坏,常见的输电线路边坡有挖方、浅层(滑坡)、填方、护坡及自然等边坡。此外,深圳地区多台风降雨等恶劣天气,容易引发边坡失稳,造成滑坡、崩塌等地质灾害。降雨是诱发输电塔边坡风险的主要因素,在大暴雨或持续降雨作用下,自然斜坡受雨水冲刷浸泡,可能发生山体滑坡或泥石流等自然灾害。以2014 年为例,深圳“5 ? 11”特大暴雨期间,500kV鹏深甲线N37等56处杆塔基础边坡出现不同程度塌方,严重地随时有倒塔断线的可能,对电网安全运行构成了重大威胁。

3.4 边坡隐患成因

在边坡勘察评价过程中,应对影响因素进行全面的研究论证,确定其主要影响因素,为正确评价和治理边坡提供依据,影响边坡稳定性因素可分为自然因素和人为因素。

3.4.1 自然因素

影响边坡(滑坡)稳定性的自然因素分析应包括下列内容:

a)地层岩性对坡体岩土抗剪强度、抗风化和软化能力及渗透性能的影响;

b)地质构造对边坡破坏模式的影响;

c)风化作用对边坡岩土强度减弱和对坡形坡度的影响;

d)冻融作用的影响;

e)地震作用引起下滑力和岩土中孔隙水压力增加的影响;

f)地表水冲刷的影响;

g)地下水的埋藏条件、流动、潜蚀以及动态变化的影响;

h)其它自然因素的影响。

3.4.2人工因素

影响边坡(滑坡)稳定性的人为因素分析应包括下列内容:

a)设计边坡的几何形态及规模的影响;

b)施工方法、施工顺序对坡体应力分布变化的影响;

c)施工季节的影响;

d)坡体上方堆载引起下滑力增加的影响;

e)振动作用的影响;

f)其它人为因素的影响。

4、边坡运维检修方法

4.1边坡治理措施

在制定边坡(滑坡)治理、加固措施时,应根据边坡(滑坡)稳定性评价结果,针对边坡失稳的影响因素,选择相应的治理措施。

边坡的治理应根据工程措施的技术可能性和必要性、工程措施的经济合理性、工程措施的社会环境特征与效应,并考虑工程的重要性及社会效应来制定具体的整治方案。防治原则应以防为主,及时治理。边坡(滑坡)的治理和加固可采用下列一种或多种措施:

1、减载、边坡开挖和压坡

2、排水和防渗,排水包括坡面、坡顶以上地面排水、截水和边坡体排水;

3、坡面防护,包括用于土坡的各种形式的护砌和人工植被绿化,用于岩坡的喷混凝土、喷纤维混凝土、挂网喷混凝土以及柔性主动支护、土工合成材料防护等措施;

4、边坡锚固,包括各种锚杆、抗滑洞塞等;

5、支挡结构,包括各种形式的挡土墙、抗滑桩、土钉、柔性被动支护措施等;

进行边坡治理和加固时宜设置完善的地面截水、排水系统。若边坡的稳定安全性状对地表水下渗引起的岩、土体饱和和地下水升高敏感,还应做好坡面防渗和坡面附近的地面防渗。

当需要采取锚固措施加固边坡时应研究以下几种锚固与支挡结构组合的技术可行性和经济合理性:

1、锚索(杆)与挡土墙

2、锚索(杆)与抗滑桩

3、锚索(杆)与混凝土格构

4、锚索(杆)与混凝土塞或混凝土板

上述边坡(滑坡)变形破坏的防治措施,应根据边坡(滑坡)变形破坏的类型、程度及其主要影响因素等,有针对性地选择使用。实践证明,多种方法联合使用,处理效果更好。如常用的锚固与支挡联合,喷混凝土护面与锚固联合使用等。

4.2 边坡(滑坡)监测措施

塔基边坡(滑坡)治理监测应根据其级别、类型、高度、结构型式、地形和地质条件,以及与杆塔建筑物的关系设置必要的安全监测项目和设施。

安全监测设计应符合下列要求:1、监视边坡在施工期运行期的工作状态和安全性状;2、指导施工、检验设计;3、为科学研究提供资料。

安全监测设计应遵循下列原则:1、稳定监测应以整体为主,兼顾局部稳定监测,对加固措施应进行重点监测;2、监测项目应统筹安排、配合设置,应有针对性地设置监测项目,布设监测仪器和设施;3、监测断面的选择应有代表性,主要监测断面的主要项目宜采用两种以上的监测手段,关键部位的关键仪器宜设备份;4、施工期和运行期的测点宜结合布置;5、测点布置应突出重点。

边坡(滑坡)监测项目设置如表4.6.1所示,加固措施监测项目设置如表4.9.2所示。

表 边坡(滑坡)监测项目

维修手册包括:

1、有关边坡的一般资料

2、竣工平面图及剖面图,包括护面、地表及地下排水渠、通道、

巩固措施等细节

3、边坡及其毗邻的带水设施的管线图

4、边坡的竣工纪录照片

5、需例行维修的人工设施项目清单

6、例行检查维修、工程师检查维修的建议周期

7、边坡景观美化项目的维修要求

8、监测记录表,详述边坡的定期监测细节(若适用)

对杆塔基础边坡进行全面梳理,建档管理。已建边坡(挡土墙、护坡、排水沟等)开展日常维护、危险边坡(水土流失、边坡塌方、外单位施工作业等情况)建档跟踪管理。

5 结语

输电杆塔边坡的稳定对于输电线路安全运行具有重要影响,本文基于深圳地区500 kV 鹏深甲乙线杆塔边坡的勘察调查,开展杆塔边坡稳定性研究,深入分析边坡隐患成因机理及治理措施,针对不同边坡类型提出了运维检修管理方法并建立了边坡运检机制,主要得到以下结论:

1)对深圳地区500kV鹏深甲乙线边坡隐患及类型进行了分析,结合边坡运维导则拓展至深圳电网边坡运维,研究结果表明,强降雨条件下深圳地区广泛分布深厚的岩土风化壳及杆塔边坡开挖弃土是坡表水土流失、坡体局部坍塌及边坡整体滑动的主要原因,坡表水土流失、坡体局部崩塌、排水不畅、塔腿临空是最常见的边坡隐患及病害。

2)全面掌握杆塔运行状态,对破坏概率为Ⅲ级以上杆塔及时管控治理。

通过现场踏勘、杆塔倾斜及岩土勘测,全面掌握杆塔运行各项参数,用“数据”说话。将500kV鹏深甲线N6等27基涉及基础边坡、排水沟等问题的杆塔列入防风防汛重点排查计划,通过落实巡视管控,全年未发生异常。

3)为杆塔运维策略提供有效依据,节约人力资源成本

以鹏深甲线N9为例,Ⅱ、Ⅲ腿侧自然边坡相对较陡,浅表层土体相对松散,受雨水冲刷浸泡易软化,在降雨作用下易出现滑坡或水土流失。通过评估,该坡面处于稳定状态本阶段可不对本边坡进行处理,按照一般运维策略巡视即可,可以减轻班组运维压力。

4)针对评估过程中发现的问题,提出有关运维建议

班组结合巡视工作,对可能存在运行风险的杆塔进行评估,根据评估结果制定有效的巡视计划。同时,在技改检修项目立项时,作为立项依据。

5)加强员工培训工作,为今后独立开展评估工作储备人才

邀请行业专家宣贯南网装备技术导则、边坡运维导则等便准规范,同时开展杆塔稳定性评估导则及勘测方法宣贯。在500kV鹏深甲线N6、N61塔等勘现场,组织员工参与现场踏勘、测量工作。

参考文献:

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[4]陈滨华,王 浩,戴旭明,刘丙财,周伟才深圳地区输电线路边坡病害类型分析[J]/工程勘测,2019(04):45-50.

[5]徐曙、王晨、王辉等.《南方电网输电线路边坡运维指导意见》2016.7.

作者简介:

王辉(1989-),男,陕西汉中人。工程师,从事输电线路运维、工程建设及项目管理工作。

论文作者:王辉

论文发表刊物:《河南电力》2019年6期

论文发表时间:2019/12/11

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