西藏地区输电线路建设中的地质环境问题分析：以山南—羊湖220KV输电线路为例①

张 波

(成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都610059)

0 引言

由于西藏地区特殊的自然地理环境，输电线路建设中遇到的地质环境问题复杂多样，大大增加了建设成本和建设难度.本文以山南—羊湖220kV输电线路为例，对西藏地区输电线路建设中的地质环境问题进行了简要的分析和总结，同时结合以往经验，提出了相应的对策和建议，可作为西藏地区输电线路建设工作的参考.

1 山南—羊湖200kV线路简况

1.1 工程概况

山南－羊湖220kV线路工程为单回线路，属藏木电站220kV送出工程，为西藏电网“十二五”重点建设项目，由山南220kV变电站向北出线，在山南220kV变电站以北约2km处跨越雅鲁藏布江，跨江后折向西走线，经乃东县、扎囊县、贡嘎县，在娘索附近跨越雅鲁藏布江，跨江后进入羊湖220kV变电站.线路总长155km.

送电线路采用铁塔支撑，铁塔型式有直线塔、悬垂转角塔，耐张转角塔和终端塔［1，2］.铁塔主要分布在送电线路经过区地势相对较高的山脊、斜坡中上部、斜坡山前地带、山间盆地以及河谷地带.架线铁塔间距长短不一，一般300～500m，跨江(河)地段可达1000m以上.

1.2 地质环境条件

线路沿线属高原温带半干旱季风气候区，最低气温1月份为－17.6℃，最高气温8月份为43°C，多年平均降雨量在334.2～443.1mm间，降雨量具有时空分布不均的特点，主要集中在5－9月，占全年降雨的60%以上，这也是地质灾害主要发生时间.

本工程大部分位于雅鲁藏布江的右岸斜坡，由于输电线路属高架空工程，可充分利用雅江两岸的有利地形，合理布置塔位，避免50～100年一遇的洪水形成的泥(水)石流对塔位及输电线路的破坏.

工程区地处青藏高原东南部，区内山峰高耸叠障，平均海拔在3700m以上.两岸谷坡坡度35°～50°，山上植被稀少，岩石物理风化强烈;山脚、山前有崩坡积、洪冲积等堆积物分布.

区内地貌单元按其成因可分为:河谷、山间盆地侵蚀堆积地貌区、构造侵蚀、剥蚀高山地貌，其中构造侵蚀、剥蚀高山地貌为工程区的主要地貌单元类型.

线路经过区域的地层岩性多样，主要有三叠系(T)朗杰学群姐德秀组、江雄组、宋热组砂质板岩;下白垩—上侏罗统(J)桑日群麻木下组、比马组灰岩;第三纪(E)始新世、渐新世黑云母花岗岩;第四系(Q)残坡积、冲洪积、冰水堆积及沼泽沉积物.

线路沿线地下水类型主要有孔隙水、基岩裂隙水.孔隙水主要赋存于河谷堆积平原中的砂、砾、卵石层中，受大气降雨和河水的补给，埋藏浅，连通性好，水量较丰富，位于岸边低阶地、河滩上的塔位基础设计及施工需考虑地下水的影响.基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，受岩层裂隙发育程度的控制，一般连通性差，水量小，埋藏深，对基础设计和施工无影响.

工程区内岩土体类型主要为较硬岩－软质岩以及软弱的松散岩类组成.在软质岩中岩层产状较陡的地段，塔基在坡脚下开挖，破坏了岩体的稳定性，尤其极软岩失水易干裂、遇水易软化，岩体易形成沿层面间软弱面的顺层滑坡.软弱的松散类岩土主要为第四系全新统松散岩类，其工程地质条件受诸多因素影响;岩性不同其物理力学性质差别很大，砂砾卵石(碎石、角砾)层承载力较高，但常含有较丰富的地下水.粉质粘土或粉质粘土夹碎块石的残坡积和崩坡积层，结构松散、富含上层滞水、力学强度低，由于碎块石成分含量不均，在较小的范围内其力学强度差异较大，此类堆积物常分布于斜坡及坡脚，易形成坍塌、坡面泥石流甚至滑坡.

工程区内人口较少，人类活动较简单，主要为农业活动和修房筑路，对地质环境影响较小.

地质构造上，区域处于几个大型构造带之间的雅鲁藏布北东西向构造带(拉萨板块).线路地震动峰值加速度及对应的地震基本烈度为Ⅶ度，属地震高烈度带.因此，工程区内选择塔位尽量置于稳定基岩，坚硬土，开阔平坦、密实、均匀的中硬土等抗震有利地段.避免将塔位置于地形陡峭、滑坡、崩塌等抗震不利地段.

该线路工程经过地带为西藏高海拔区域，冻土及其引发的地质灾害是本工程主要的地质问题.经本次的调查踏勘及附近已有线路工程经验，线路沿线冻土普遍存在，但线路所经地段仅存在季节性冻土.

综上，本线路沿雅鲁藏布江两岸建设，工程区内主要发育河谷、山间盆地，构造侵蚀、剥蚀高山地貌，地形地貌复杂.气象水文条件中等;岩土体类型多样，工程地质条件复杂;水文地质条件简单—中等;人类工程活动对地质环境的影响程度小;地质构造复杂，穿过地震高烈度带.综合评定工程区内地质环境条件复杂程度为复杂.

1.3 地质环境问题现状及潜在地质环境问题

根据现场调查及地质灾害发育的地质环境条件分析研究，工程区内地质灾害的类型及发育规律主要受地形地貌和岩土结构的控制.因工程区为“线路长廊”(长155km)，沿线主要经过河谷、山间盆地侵蚀堆积地貌区、构造侵蚀、剥蚀高山地貌单元，地貌单元中地质环境条件差异较大，导致线路经过不同地质环境条件区内的地质灾害发生的条件、类型、规模及稳定状况等都有所不同.

经实地调查，工程区内共发现的地质灾的类型有滑坡、崩塌、泥石流三类，共计19处;其中滑坡4处，崩塌2处，泥石流12处，不稳定斜坡1处;存在的不良地质现象主要为季节性冻土，线路所经过的冻土区39处.其中滑坡、崩塌、不稳定斜坡均为小型，位于拟建线路下方，距拟建线路较远，危害程度小，危险性小.线路主要经过泥石流的堆积区，但由于本工程系高空跨沟跨河送电线路，塔基置于高处，故泥石流对本工程直接影响不大，危害程度小，危险性小.

本次评估线路沿线均属于季节性冻土［3］，最大季节冻结深度0.60～1.20m.经过冻土区的线路总长度为52.6km，占线路总长度的33.9%.评估区内冻土为季节性冻土，且厚度较浅，对线路的危害程度小，危险性小.

鉴于输电线路为线状工程，由输电塔相连，工程建设可能引发的地质灾害主要为滑坡和泥石流，其可能性小，危险性小;工程建设加剧现有地质环境问题的可能性小，危险性小;工程建设遭受现有和新增地质环境问题威胁的可能性小，危险性小;工程建成后运行期间遭受现有和新增地质环境问题威胁的可能性小，危险性小［4，5］.

1.4 综合评价

根据工程区内地质灾害的类型、规模、活动状况和发育密度等，结合地质灾害的危害对象及可能造成的工程破坏与损失情况，本工程划分为地质灾害危险性大区(Ⅰ)、地质灾害危险性中等区(Ⅱ)和地质灾害危险性小区(Ⅲ)3个大区43个小区.见表1.

表1 各分区线路危险区分区统计表

1.5 场地适宜性评价

本线路建设用地适宜性分为适宜、基本适宜、适宜性差三个级别:其中地质环境条件区为适宜性建设用地区16个，建设用地基本适宜区16个，建设用地适宜性差区11个.拟建线路经过的大多数地区(总长 149.8km，占拟建线路总长的 96.64%)，适宜或基本适宜作为拟建项目的用地，适宜性差区仅占拟建线路总长的3.36%.因此，综合评定拟建线路的用地适宜性为基本适宜.见图1.

图1 工程区内建设用地适宜性分布图

对各架线铁塔区的地质灾害防治应采取以避让、预防和治本为主、不留后患的原则.为此，将工程区内可能发生威胁铁塔安全和塔基施工可能产生的地质灾害按危害程度进行防治分级，分为地质灾害重点防治区、地质灾害次重点防治区和地质灾害一般防治区三级.其中地质灾害重点防治区占全线建设用地的3.36%，其预防的主要地质灾害是泥石流.地质灾害次重点防治区占全线建设用地的25.86%，其预防的主要地质灾害是滑坡、崩塌及冲沟泥石流.地质灾害一般防治区占全线路拟选建设用地区的70.78%.

2 地质环境问题分析

2.1 地质环境问题类型

西藏地区位于高海拔地区，特殊的地质环境条件使得本区的地质环境问题不同于其他地区，而对于输电线路建设工程来说，存在威胁的地质环境问题主要为泥石流和冻土.

2.1.1 泥石流

西藏地区特殊的地质环境条件，使得区内泥石流多发，其原因主要有一下几点:

(1)从沟道条件上讲，区内主要为侵蚀高山地貌区，构造作用强烈，多发育“V”型谷，具有岸坡陡峻，切割深度较大的特点，且沟道中上游陡峻，下游较为宽缓，呈现陡缓相间的空间变化特征，为泥石流的产生提供了有利的沟道条件.

(2)从物源条件上讲，区内风化剥蚀作用强烈，广泛分布第四系松散堆积层，主要为第四系冰水堆积物、第四系河湖积物、第四系残坡积物、第四系冲洪积物及第四系沼泽沉积物，松散堆积物主要沿沟道两侧堆积，同时区内特殊的气候条件使得山体植被较不发育，大片山体裸露，松散堆积物较易随沟道水流迁移，从而为泥石流的产生提供了丰富的物源.

(3)从水流条件上讲，区内气候类型主要为高原温带季风半湿润、半干旱气候区，降雨量具有时空分布不均匀的特点，降雨主要集中在5～9月份，占全年降雨量的80%以上，且多暴雨，其中山南地区最大日降雨量为89mm，最大小时降雨量56mm.加上沟道汇水面积较大，为泥石流的产生提供了丰富的水流条件.

综上，特殊的地形、丰富的松散堆积物、集中的强降雨，使得区内泥石流较为易发、多发.

2.1.2 冻土

冻土是对具有负温或零温度并含有冰的土体和岩石的统称.区内主要发育季节性冻土，季节性冻土是受季节性的影响，地表上部一定深度范围内发生冬季冻结，夏季全部融化现象，呈周期性冻结、融化，而在这个深度以下则不发生冻结和融化现象.区内季节性冻土最大冻结深度在0.6－1.5m.不良冻土现象引起的冻土问题对塔基的影响主要表现为冻胀和融沉两个方面.冻胀可以使基础抬起或拔出，危及线路安全运行;而融沉则为冻土吸收热量融化时，体积缩小，同时冰变成水的速率大于水能从土中排出的速率，从而使土中的孔隙水压力增加，致使土体发生滑动和沉陷，造成基础的失稳.

2.2 对策与建议

2.2.1 泥石流

由于输电线路为线状工程，塔位的分布又为点状，因此，塔位的选择是确保线路安全的重点.线路大多穿过泥石流的堆积区，塔基应选择沟道两侧相对宽大、稳定的山脊或基岩斜坡上，尽量避免塔位设置于泥石流堆积区内［6］.如无法避开，应对塔型、塔基埋深、塔高做优化处理，确保塔位安全.

2.2.2 冻土

(1)高原由于冻土的存在，与其他非高原地区有很大的工程特性差异.线路建设单位对此应有足够的认识、深入的研究和整体性的安排［7］.

(2)冻土区施工应做到尽量避免在高含冰量冻土地段大范围开挖，避免对植被破坏，避免由于热扰动使热融滑塌及融冻泥流等产生，严禁在沼泽湿地开展工程活动等.且施工时间应尽量选择气温较高的夏、秋两季，避开冬、春两季.

3 结论

西藏地区特殊的地质环境条件增加了区内输电线路建设的难度，区内普遍存在的泥石流、冻土等地质环境问题对线路安全影响较大，在线路选线、设计、施工及运行过程中，需加强对区内地质环境问题的勘察与分析，制定切实有效的防治措施，从而确保输电线路的安全，为西藏地区的长远发展做出贡献.

［1］DL/T 5122－2000，500kV输电线路勘测技术规程［S］.

［2］DL/T 5219－2005，输电线路基础设计技术规定［S］.

［3］DZ/T 0061－93，冻土地区工程地质调查规程(比例尺1:10万～1:20万)［S］.

［4］胡钧，刘小青.电力工程地质灾害危险性评估工作研究［J］.电力勘测，2002，3:7 －11.

［5］刘滨，尹镇龙，曾渠丰等.浅论电力工程地质灾害危险性评估［J］.工程与管理，2003，6(8):27 －29.

［6］王得楷.泥石流灾害危险性评估技术分析［J］.甘肃科学学报，2009，21(4):51 －53.

［7］刘厚健，程东幸.青藏直流联网线路几个重点冻土问题的内涵与认识［J］.工程勘察，2008，增刊(1):336 －341.