某电力工程建设场地的可利用性评价研究.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 1 年第l 期 总第1 0 0 期 某电力： I ： 程建设场地的可列用性谭愉硪究 刘 宗霞 ，冯 文娟 ，卢正 广 ( 兖矿集 团 邹城华建设计研究院 ，山东 济宁 2 7 3 5 0 0) 摘 要 当今对能源的不断需求及人类生活范围的不大扩张，使得电力工程建设场地 条件 日益复杂， 使得针对电力工程建设场地 的评价具有重要的意义。 本文以西南某电力工程 场地 的可利用性评价来对其进行探讨 ， 主要研究内容有以下几个方面 ： 场地构造稳定 性的评 价 、 场地整体稳定性评价及场地地基稳定评价， 提出针对场地建设 中的可利用性问题进行系 统 的评价 。 关键词 建设场地 ；场地构造稳定性； 场地整体稳定性 ； 场地地 基稳定性 中图分类号 ：T U 4 文献标志码 ：A文章编号： 1 0 0 9 0 7 9 7 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 8 0 0 3 1 工程概 况 某输变 电工程场地位于四川省西部甘孜藏族 自 治州东南部的泸定县 ， 地理位置位于东经 1 0 1 。4 6 1 0 2 。2 5 ， 北纬 2 9 。5 4 3 0 。 l 0 之间。 H 其周 边发育有鲜水河断裂及龙门I l I 断裂两条活动性深大 断裂。输变电_ I 程构筑物主要建筑采用框架结构 ， 独 基础 ， 单柱荷载 2 5 t m 。本文将从 个区域构造稳 定性 、 场地稳定性及地基稳定性 j个 方面对电力T程 场地稳定性进行分析 ， 并最终得 出场地的整体评价 。 Q 一冲积层 ； Q r” 一洪积 层； 一坡积层 ； Q l_滑坡堆积 ； Q 一坠覆 堆积 ； y ! 一元古代花 岗岩 图 1 甘谷地场址工程地质环境 图 槽圈谷地形 ， 北侧及 南侧发育有与之相联系的侧缘深 切沟及缓坡坳地 。西侧前缘为河谷侵蚀基岩 台地。 根据现场调查 ， 显然 ， 沿甘谷地场地纵 向发育较 为典型的圈谷洼地 一台地 一吐 延展地形 ，配之以 两侧缘沟槽地形 ， 已构成较为完整的斜坡重力堆积地 貌体系。 2 2 堆积体结构特征及岩性 组成十 r 谷地 台地主体的块状 、 巨块状及块碎石状 强 全风化花 岗岩堆积体 ，其岩体结构及空间分布 呈现出显著的孤立性。其北侧挖角沟以北 、 南侧大渡 河岸坡 、 东侧二郎I I IJ 麓斜坡及西侧甘露寺台地均未 见清晰的花岗岩基岩。 场地下部主体 由具有整体性结构的强 全风化 堆积花岗岩块体构成。 岩石 内部抗风化能力较弱的长 石及云母等矿物 ， 已风化呈褐黄色粉状物。 场地浅层岩土主要 为具有密实幢结构的块碎石 及岩屑堆积 ， 其 中 ， 岩石及角砾成分为花 岗岩 ， 棱角 状 、 无分选 ， 含量 7 5 9 8 ， 粒径一般 0 0 2 0 3 5 m； 充 填物主要为褐色岩屑及少量粉粒 ，含量 2 2 5 ， 稍 湿 。 场地表层广泛发育有崩坡积块碎石 、 岩屑及粘性 土混合堆积。 2 3 场地水文条件 甘谷地场地岩土体具有较好的渗透性， 即使是在 雨季高强度降水期 ， 也末 现地表积水现象。表明地表 水通过贯通性 良好的垂 向裂隙 一孔隙体 系向深部下 渗 ， 导致岩体下部地下水富集 。场地北侧深切沟谷内， 可见地下水常年持续渗流 ， 丰水期单泉流量约 0 2。 2 场地 工程地质 条件 3 场地构造稳定性分析 2 1 地形 地貌 场地呈向西吐出的 E W 向台地 ， 台地后缘 I 麓坡 脚处发育有一近南北向展伟 、规模较大的洼地 一凹 8 0 拟建场址区均位于川 I 滇棱形断块与川 I 西北三角 形断块的交接复合部位。喜山运动期以来 ， 伴随青藏 高原的强烈降升 ，地壳岩体持续承受较 为强烈的近 煤矿现代化 2 0 1 1 年第l 期 总第1 0 0 期 E W 向水平推挤作用。 在该 区域特定的地球动力学环 境条件下 ，新构造活动的基本特征表现在 以下几方 面 ： 3 1 大面积间歇性急速抬升 喜 山运动第一幕之后 ， 大致 中新世时期 ， 区域范 围内经历剥蚀夷平作用 ， 形成统一的剥夷准台原 。上 新世以来 ， 伴 随青藏高原的大规模强烈隆起 ， 准台原 大面积 间歇急速抬升并逐渐解体 ， 自 N W 向 s E抬升 幅度达 3 5 0 0 1 5 0 0 m不等。 3 2 断块抬升运动的不均一性 区域 s N向 、 N W 向和 N E向活动性断裂构造将 地壳岩体分割成若干断块。 喜山运动以来各断块抬升 的强度和幅度各异 。总的趋势是西北部强东南部弱 ， 区域地貌 明显也表现为阶梯式下降的特点 ， 显示出明 显的分区性。 形成西部强烈隆起 区和东部抬升区的现 代地质 一地貌格局。 3 3 断裂活动的差异性特征 区内各主要断裂 的新构造 活动均表现出不 同程 度的差异性。这种差异性主要表现在活动强度 、 幅度 和活动形式及时限等方面。 N W 向磨西断裂的活动性最强 ， 活动性质为左旋 走滑型 ， 至今仍保持 5 8 mm a 左右 的滑动速率 ， 属全 新世活动断裂 ， 是影响场地地震效应的主要 因素 ； 北东向龙门山断裂带 ( 南西段 ) 活动性次之 ， 活动 形式为右旋走滑兼有一定 的逆 冲分量 ， 最新活动时代 为晚更新世晚期至全新世初期 ， 对场地稳定性的影响 较小 ； 南北向大渡河断裂带 ， 以挤压为主兼有一定的左 旋走滑性质 ， 主要活动期在 中更新世中期至晚更新世 早期 ， 兀新活动性 。 4 场地整体稳定性分析 4 1 场地稳定性计算模型及参数 Q ； 中 积层； 洪积层； Q 。_ 坡积层； Q L滑坡堆积； Q “ “ 一坠覆堆积 ； y 。 一元 古代花 岗岩 图 2 甘谷地场地 I I 工程地质剖面 图 根据现场地质调研确定的地质剖面( 网 2 ) ， 确定 甘谷地场地抗滑稳定分析的边界条件。 图 3和图 4为 场地 总体模型和各种潜在破坏模式 的极限平衡计算 模型。 综合考虑场地岩土条件的 - 程类 比经验和分析 试算 ， 获得表 1 所示模型计算参数 。地震峰值加速度 0 3 g。 根据已确定的计算模型及岩土介质参数 ， 其中饱 水参数按 0 9折减 。采用适用于复杂岩体结构模型的 Mo g e n s t e r n p r i c e 法计算进行场地稳定性分析。 工程环 境状况考虑天然 、 暴雨 、 地震和暴雨 +地震等 四种情 况 。 图 3 甘谷地站址场地稳定性极 限平衡分 析总体模型 模 式 1 一整体 模 型 ；模 式 2 一中前 邵 A+B块 体 模 型 ； 3 一前部A块体模型 ； 模式 4 一后缘崩坡积模 型 图 4 甘谷地场地稳定性 极限平衡计算模式 图 4 2 稳定性计算成果分析 根据现场地质调研确定 的岩体 力学计算模型及 参数 ， 考虑各种工况条件的计算成果见表 2 。 据此 ， 对 场地 的稳定性状况作出如下分析评价。 表 1 模型计算参数 4 2 1 场 地整 体稳 定性 ( 模 式 1 ) 根据变 电所岩土工程勘测技术规程 8 4 - 3条 ： 对 已有 程边坡 ， 其安全系数 F S - 1 1 0 1 2 5 。表 4 2计 算成果表明， 甘谷地场地整体稳定性状况 良好 。 天然状况下 的稳定性系数 K3 5 3 ； 暴雨饱水极 限水文地质状况下 ， 稳定性系数 K2 5 0 ； 最强地震 荷载与极限水文地质 同时叠加 的最恶劣工况下 ， 稳定 性系数 K2 2 5 。 显然 ， 各种极 限工况条件下场地的整体稳定性均 具有较高的安全储备 。 计算成果与现场地质调查资料 吻合 。 4 2 2 场地 中前部岩体稳 定性( 模式 2 ) 表 4 2计算成果显示 ，场地 中 一前部岩体天然 8】 煤矿 现代化 2 0 1 1 耳第1 期 总第1 0 0 期 状况下的稳定性系数 K3 5 0 ，具有较高 的安全储 备 ； 暴雨饱水极限水文地质状况下 ， 稳定性系数有所 降低 K12 7 4 ， 仍具有较高 的安全储备 ； 最强地震荷 载与极 限水文地质同时叠加的最恶劣工况下 ， 稳定性 系数 K2 5 0 ， 岩体稳定性状况 良好。 4 2 - 3 场地前部岩体稳定性( 模式 3 ) 表 4 - 2计算成果显示 ，场地前部岩体天然状况 下的稳定性系数 K3 4 2 ，具有较高的安全储备 ； 暴 雨饱水极限水文地质状况下 ，稳定性 系数有所降低 K2 8 0 ， 仍具有较高的安全储备 ； 最强地震荷载与极 限水文地质同时叠加的最恶劣工况下 ， 岩体稳定性系 数 K2 5 8 ， 仍保持 良好的稳定性。 4 2 4场地后缘 崩坡 积体 的稳 定性 ( 模 式 4 ) 表 2 计算成果显示 ， 场地后缘崩坡积体天然状况 下的稳定性 系数 K1 6 6 ， 具有较好 的稳定性 ； 暴雨 岩体饱水极限水文地质状况下 的稳定性系数降低至 K1 2 4 ， 仍可保持稳定性 ； 最强地震荷载与极限水文 条件同时叠加的最恶劣_T况下 ， 岩体稳定性系数 K 1 1 4 ， 具有一定的稳定性 ， 但安全储备较低 。 表 2 甘谷地场地稳定性计算成 果 、计算方法 M o g e n s t e r n p r ic e 法 潜在破坏横炎、 天然状态 蓄水 地震 蓄水 +地震 模式 1 3 5 3 6 2 5 0 6 2 8 9 7 2 2 5 3 模式 2 3 5 0 6 2 7 4 3 3 0 7 5 2 5 0 7 模式 3 3 4 2 7 2 8 0 6 3 1 4 4 2 5 8 2 5 场地 地基稳定性分析 5 1 地基承载力分析 地基承载力的确定可按塑性状态计算 、 极限状态 计算及现场载荷试验确定 。 在本文所研究的场地受调 查时间及建筑物基础类型的限制 ， 采用塑性状态计算 确定地基承力。 允 许地 基 中存 在一 定深 度 的塑性 变形 区域 z ( z = b 4 ) ， 则按 工程地质手册 ( 第四版 ) ， 可采用以下 公式计算地基承载力特征值 ： f a = Mb b + Md md + Mc C k ( 1 ) 5 2 地基沉降变形分析 5 2 1 沉降计算 文中采用经验系数法确定地基的沉降变形， 南 于场地为碎石土 ， 可不考虑地基瞬时沉降 ， 同时次固 结沉降不考虑 ，于是场地沉降仅考虑地基 的古 1 结沉 降。 按规范规定， 由下式( 2 ) 计算得到的沉降 S 尚应 乘以一个沉降计算经验系数 ， 以提高计算精确度。 定义为根据地基沉降观测资料推算的最终沉降量 s - = A s t i ( 2 ) - 8 2 s = s S 5 2 2 沉降计算深度 z 的确定 建筑地基基础设计规范 ( G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 ) 用符 号 z 表示沉降计算深度 ， 并规定 z 应符合下列要求 ： s 0 0 2 5 A s i =l ( 3) 5 3 计算结果 计算结果见表 3 。计算结果显示 ： 甘谷地场址和 海 子 场 址 的地 基 承 载 力满 足 构 筑 物 所 需 承 载力 ( f a = 4 0 8 2 5 0 K P a ) ；地基沉降变形 以构筑物最大荷载 进行计算 ， 得到甘谷地场址最大沉降量为 7 5 ra m。表 明， 两场地地基处于稳定。 表 3 地 基承载力及变形计算结果 6 结论及建议 ( 1 ) 本文针对西南某电力T程建设场地 的可利用 性 ， 提 出分别从场地 的构造稳定性 、 场地整体稳定性 及场地地基稳定性三个方面对其进行分析评价。 ( 2 ) 通过场地构造稳定性分析 ， 场地周边主要 活 动期在 中更新世 中期至晚更新世早期 ，无新活动性 ， 处于稳定状态， 主要受周边地震波及影响。 ( 3 ) 场地整体稳定性安全储备较高 ， 处于稳定状 态 。 ( 4 ) 地基承载力大于电力工程构筑物荷载 ， 且沉 降满足要求 ， 场地地基处于稳定状态 。 综合上述研究 ，该 电力工程建设场地是稳定 的， 满足建筑要求。 参考文献 1 1 黄润秋等著 中国西南地壳浅表层动力学过程及 其 工程环 境效 应研 究 成都 ： 四 川 大学 出版 社 ， 2 0 0 1 9 2 1 陈祖 煜 土质边坡稳定分析 ： 原理 方法 程序 北 京 ： 中国水利 水 电 出版社 ， 2 0 0 3 3 1 中国地震动参数 区划图 G B 1 8 3 0 6 2 0 0 1 4 1 建筑地基基础设计规 范 G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 5 1 变电所岩土工程勘测技术规程 D L T 5 1 7 0 2 0 0 2 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 1 4 )