惠州某110千伏变电站边坡支护设计与分析

惠州某110千伏变电站边坡支护设计与分析

吴继航

（惠州电力勘察设计院有限公司 广东惠州）

摘要：110千伏某变电站拟选站址位于惠州市博罗县，地势起伏较大站址东南侧高差约20米，需要边坡治理，场区边坡为坡残积土与强风化岩组成的土质边坡，本工程边坡设计采用分级放坡+锚杆（索）格构梁+植草绿化，按最不利工况进行计算，稳定系数K≥1.30满足规范要求。

关键词：变电站，边坡治理，土质边坡，锚杆格构梁

一、工程概况

110千伏某变电站拟选站址位于惠州市博罗县，拟选站址与博罗县县中心相距约为2.5km。场地原始地貌属剥蚀残丘。拟建建筑物范围内为现状荒地及林地，植被较发育，地势起伏较大，现场交通较便利。

图1  拟选站址地貌现状

二、工程地质及水文地质条件

场地范围内地基土主要有：第四系人工填土层(Qml)，第四系坡积层(Qdl)，第四系残积层(Qel)，下伏基岩为侏罗系(J)的泥质粉砂岩。

根据钻探揭露，场地内未发现活动性断裂、崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用，特殊性岩土主要为人工填土、残积土及风化岩。场地人工填土整体厚度较小，局部厚度较大，且较为松散，对地坪稳定性及桩基施工过程等的有一定影响。场地内的风化土粉质黏土和全风化、强风化岩、中风化岩均具遇水软化的特征，会导致地基土强度的降低，设计及施工时应加以注意。现状场地为荒地及山地，周边未见明显地表水分布。

三、设计依据

(1)边坡体主要荷载为岩土体自重；

(2)安全等级：边坡破坏后果严重，划定安全等级为二级，重要性系数：γ0=1.0；设计边坡稳定安全系数Ks=1.30。

(3) 场地地震基本烈度为6度。设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为一组。

(4)边坡支护按永久工程设计，设计有效服务年限为50年。

四、边坡潜在破坏型式分析

场区边坡为坡残积土与强风化岩组成的土质边坡，由于强风化岩节理裂隙极其发育，原岩结构大部分破坏，矿物成分显著变化，岩芯呈坚硬土状、局部夹杂砂砾及中风化碎块，风化裂隙极其发育，岩块用手易折断，遇水易散，属软岩，边坡岩体支解为散体状（类土质），岩体完整性极差，结构松散，为不均一的散体、塑性或弹塑性体，强度也很低，边坡潜在破坏型式为圆弧滑动。

现状场地范围内无明显构造运动迹象，不良地质作用不发育，区域稳定性较好。因场区挖山建设，可能诱发土体滑坡或土体崩塌等不良地质作用，对边坡进行合理支护后，适宜工程建设。根据勘察资料显示，边坡主要由坡残积土与强风化岩组成，该场地周边边坡开挖后，坡面裸露，在强降雨天气易发生崩塌滑坡等地质灾害。

五、边坡设计方案

根据场地建筑规划、支护高度及边坡岩土体组成结构等因素，场地边坡采用“分级放坡+锚杆（索）格构梁+植草绿化”支护型式，具体布置如下：

分级放坡+锚杆（索）格构梁+植草绿化：坡高约22m，按边坡支护坡脚控制线（站址围墙外4.5m），分两级放坡，下部采用1:0.7锚杆格构梁支护，间距为2000×2000，上部坡残积土～强风化泥质粉砂岩区域采用1:0.7锚索格构梁支护，间距为2000×2500，格构梁间均挂网喷播植草绿化，中间设置2m平台砼硬化兼排水沟。

格构锚杆（索）：锚杆长度为9m～12m，材料为HRB400级∅28钢筋，锚杆间距2000×2000；锚索长度为24m～26m，间距2000×2500，格构梁规格为300×300（基础梁、压顶梁为300×350），C30砼浇筑。

坡顶整体设置截水沟,截水沟断面暂宽1500，高1000，沟底纵坡不小于10％；跌水槽断面宽600，高800；坡脚排水沟建议与电缆沟统一规划设计，截面尺寸暂定为宽600，高600；高边坡坡脚汇水接驳口可与站址建筑总体规划相结合，由建筑设计统筹部署,截水沟汇水通过急流槽将坡面汇水引入坡脚,最终与场地雨、污水管道对接。

图2  拟选站址高边坡剖面

六、边坡稳定性计算

边坡稳定性计算参数依据项目勘察室内土工试验数据，结合地方同类工程经验进行适当修正，考虑到边坡运营中可能遇到的情况，按最不利工况进行计算。计算工况：自重+暴雨（饱和工况）稳定系数K≥1.30，满足《建筑边坡工程技术规范》要求。