摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，变电站建设越来越多。110KV变电站是黄河上游某水电站的施工电源，建成运行两年后，站区基础多处出现地面塌陷、建筑物墙面裂缝等问题。通过对站区基础地质条件分析，得出引起基础沉降的主要原因是该地区降雨量偏多，地表水下渗使粉土层变成湿陷性粉土，引起变电站建筑物基础出现不均匀沉降。在对地质、基础变形等分析的基础上，采用“外围封闭、中间固结、地表硬化”的综合治理措施，有效隔断了圆砾层、粉土层地下水及地表水下渗通道，使得变电站建筑物基础沉降得到控制，可为类似地质条件基础处理提供参考。
关键词：110KV变电站；粉土层；基础变形处理
引言
基坑变形主要包括基坑隆起、围护墙体的位移变形及周围土体的位移变形，其位移变形具有一定的规律，即时空效应的规律。由此可见，通过对基坑及周围环境的监测工作，实时获取到变形位移数据，分析判断出施工过程中细小的变形，从而采取有针对性的措施，达到保护基坑及周围环境的目的。
1工程概况
110KV变电站位于青海省海南州兴海县境内黄河Ⅱ级阶地上，是黄河上游某水电站施工电源。110KV变电站为终端变，共两台主变，进线一回，采用单母线接线方式。变电站主要建筑物有110KV户外配电装置基础、1#主变、2#主变、6KV配电室、主控制室、污水处理站和110KV变电站围墙。110KV变电站建筑物基础持力层为圆砾层，圆砾层下部为粉土层。6KV配电室、主控制室基础采用条形混凝土基础，110KV户外配电装置基础采用混凝土重力式杯口基础，主变基础采用大块式钢筋混凝土基础，道路及围墙基础为圆砾层。110KV变电站基础处理难点在于站内供电不得中断，建筑房屋、供电设备不得拆除，施工空间受到限制。
2控制网的布设
高程控制网以一个城市水准点作为起算基准，在远离基坑影响范围外各布设4点作为工作基点，定期通过起算点对工作基点进行测量，对数据进行核查比对，保证水准测量资料可靠性。水平位移控制网根据本工程接近长方形的特点，在4边布设单导线网作为水平位移控制网，在基坑的4条长边处各布设1条水平位移监测网。水平位移控制点布设在基坑深度3倍距离之外的区域，控制点应设置具有强制对中装置的观测墩。
3基坑变形的控制措施
根据上述分析，为了控制基坑引起的周边土体位移，可主要从三个方面考虑。一是控制支护结构的变形，例如加强支护结构的刚度，选取排桩等刚度较大的支护型式，加大支撑力、支撑刚度，优化支撑位置；加固被动区土体，增加土体抗力；加固坑外侧土体，减小主动区荷载。二是在位移场的传递路径上进行控制，如加固土体，设置隔离桩。三是采取有效的施工控制措施，例如利用时空效应规律，分时分块开挖，减小基坑变形对保护对象的影响。
4场地沉降及挡墙变形特征
经过现场测量可以看出，变电站道路路面开裂，部分出现凹陷的情况，最大的沉降量可以达到50厘米左右，不均匀的沉降差大概在25厘米。靠近挡墙出的回填土沉降，最大的沉降量大概在20厘米。围墙外挡墙临空面大概在3-7米。站区的西侧和南侧的挡墙变形缝处出现了比较大的裂缝，裂缝类型主要是滑移裂缝、倾斜裂缝、贯穿裂缝、微裂纹。雷锋的宽度一般都是2-3厘米，宽度最大可到5厘米。挡墙排水孔没有排水的痕迹。滑移裂缝说的使挡墙往临空面侧滑移动产生的裂缝，变形特征从墙脚到强顶的宽度都是一致的，并没有因为挡墙的高度增加而增加，裂缝的出现代表了挡墙沿临空面出现滑移。倾斜裂缝说的就是因为挡墙往临空面侧倾斜所引起的裂缝，折变形的特点从墙脚到墙顶，随着挡墙高度增加裂缝的宽度也会增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆出现裂缝就说明墙沿临空面出现倾斜。贯穿裂缝说的使在转角处，挡墙沿着直角的一边出现滑移现象。直角的另一边混凝土材料的出现拉裂所出现的从基础到墙顶的贯通裂缝。变形的特征使从基础到墙顶为一条贯穿的裂缝，裂缝的宽度一般都是一致的，主裂缝旁边还有非常多的小裂缝。裂缝的出现说明挡墙沿墙角另一侧的临空面出现滑移。
5地基变形处理设计
5.1基础处理设计方案
（1）设计方案。变电站围墙外、户外配电装置基础、变压器基础、6KV配电室和主控制室在房屋原基础下布设固结灌浆孔，固结灌浆孔深9.5m，8.5m，8.0m，间距1.0m，围墙及房屋边墙裂缝处布置两排固结灌浆孔。固结灌浆孔总长度5165.5m，584个孔。固结灌浆采用纯水泥浆进行灌浆。灌浆分为Ⅰ、Ⅱ两个序进行，先灌Ⅰ序，再灌Ⅱ序。同排灌浆孔施工必须是先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔。固结灌浆采用自上而下分两段灌浆，第一段压力采用0.05MPa～0.1MPa，第二段压力采用0.1MPa～0.15MPa。灌浆完成后，采用钻孔压水试验进行固结灌浆工程质量的检查，透水率小于5lu。（2）现场施工情况。主控室、6KV配电室、变电站围墙共施工Ⅰ序孔100个孔，其中达到设计要求31个孔，其余均未达到设计要求需待凝后进行复灌。本次施工100个孔总灌浆量为2545.95t；平均单位耗灰量为2046kg/m；已灌浆但未达到设计要求的最小注浆量为25.03t/孔（孔深8.5m），最大注浆量为142.24t/孔（孔深8.5m）。根据现场资料，水灰比0.5:1，单位耗灰量超过2000kg/m，单位耗灰量严重过大。分析固结灌浆现场资料，造成固结灌浆单位耗灰量过大的原因主要采用纯水泥浆，且圆砾层存在大的渗透通道，带压力灌浆过程中浆液扩散范围过大，且水泥浆液易出现离析、结石率不高等现象，且作为防渗材料，结石弹性模量偏大，不适应变形，易脆裂。因此，对基础处理方案进行调整。
5.2施工期变形控制方法
(1)根据时空效应原理，充分发挥土体自身抗变形能力以减少土体位移。对土体开挖按照分层、分块、对称、限时的要求，采取抽条式间隔挖土，每条长度20m。(2)对于基坑西侧锚杆，为了增加锚固力安全储备，避免对地铁运营带来风险，对于最下面三道锚杆进行了二次、三次高压注浆，注浆压力不低于2.0MPa，从而加大预应力。(3)基础底板强度达到要求后，与排桩之间肥槽用混凝土与底板同时进行浇筑，确保两者之间无缝连接。基础底板浇筑后形成钢筋砼内撑，以减少基坑变形。
5.3水泥粘土砂浆灌浆
水泥粘土砂浆灌浆具有较好的稳定性、抗渗性，同时由于掺入砂，浆液强度较水泥粘土浆强度高。水泥、粘土、砂在浆液中起不同的重要作用，水泥起粘结强度的作用，粘土起浆液的稳定作用，砂起填充作用。变电站场内配电室、控制室、主变及户外配电装置基础施工空间受限制位置采用水泥粘土砂浆灌浆。
结语
综上所述，采用“外围封闭、中间固结、地表硬化”的综合治理措施，有效隔断了圆砾层、粉土层地下水及地表水下渗通道，并经过一年的工程运行，变电站建筑物基础沉降得以控制，实现了本次基础变形处理目标。通过对基础沉降处理设计方案的及时调整，采用高压旋喷灌浆与水泥粘土砂浆灌浆，有效解决了固结灌浆单位灌浆耗灰量大，灌浆范围不易控制等问题，节省了工程投资，保证了工程施工进度，可为解决类似工程提供经验。
参考文献
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论文作者:王晓龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：基础论文; 裂缝论文; 变电站论文; 挡墙论文; 基坑论文; 位移论文; 粘土论文; 《基层建设》2019年第28期论文;