生态式土工格栅挡土墙在变电站工程中的应用

武 萍，王胜利，郭 阳，李佳佳

(陕西省电力设计院，陕西 西安 710054)

随着我国建设的大规模进行，现有耕地面积持续减少，国家对农田及耕地的保护政策越来越严，变电站工程建设选址也越来越困难。目前，为了实现尽可能减少耕地占用的目标，在相同地域自然条件许可的情况下，变电站工程大多选址建于山野荒坡上，工程场地平整及挡土墙的造价因而成倍地增长。特别是中西部地区，场平工程中出现大开挖、深填方的情形越来越常见。如何选择适当的挡土墙类型，保证场平填土的稳定性及经济性，就成为变电站工程的重大课题。

1 传统挡土墙的技术特点

传统的挡土墙结构通常刚度比较大，依靠自身重量及墙上部填土的重力来抵抗土体侧向压力，如毛石重力式挡土墙、钢筋混凝土悬壁式挡土墙、钢筋混凝土扶壁式挡土墙等。

传统挡土墙都属于重力式挡土墙，要依靠自身重力抵抗墙背的侧向土压力，随着边坡高度的增加，其自身截面也必须随之增大，故其经济性随边坡高度增大而减小。且因其原材料对环境的巨大破坏，立面表现的呆板单调，综合造价的高昂，尤其是刚性系统发生损坏的不可逆转性，已经越来越不适合对环境保护、工程安全耐久性的要求。

图1 传统挡土墙与生态式土工格栅挡土墙现场照片

2 生态式土工格栅挡土墙的技术特点

生态式土工格栅挡土墙是一种新型边坡支挡结构，没有臃肿的圬工结构，其支护高度单级最高可达20m，应用范围十分广泛。它依靠填料颗粒和土工格栅的嵌锁力和摩擦力来平衡水平土压力，以土工格栅和填料组成的复合结构抵抗土工格栅尾部填料所产生的土压力。

土工格栅作为新材料，本身具有拉力大、变形小、抗拔性能好、寿命长、施工便捷、造价省等优点，将其应用于挡土墙结构，由墙面、土工格栅以及墙后填料三部分组成，是一种新型的轻型挡土墙。

图2 生态式土工格栅挡土墙结构简图

这种挡土墙直接购买土工格栅、土工袋等新型材料，质量易于控制，施工方便快捷，适用性强。这种挡土墙自身重量小，对地基要求低，可在软弱的地基土上施工，它的施工与土方工程同期进行，一般无需开挖基坑，只需在土方回填过程中铺设土工格栅，工程量小，施工周期短。且属于柔性结构，抗震性能较好。

另外，它最大的特点在于其坡面采用袋装种植土(内装草籽)堆砌，草籽发芽后，墙面会被草皮覆盖，能完全与变电站周围的环境融为一体，外表美观、绿色环保。

3 变电站应用生态式土工格栅挡土墙的经济效益分析

按照现行电力定及三类地区330kV变电站的取费标准，对以上不同类型、不同高度挡土墙的造价进行计算和对比分析，可以看出其经济效益的差异。

3.1 不同类型与高度挡土墙造价分析

根据计算结果，我们可以得出不同挡土墙每延米造价的对比表，见表1。

表1 不同类型与高度挡土墙造价对比 (单位：元)

3.1.1 单位造价的总体差异分析

以表1数据为依据，我们可以进行每延米单位造价的总体差异分析。

图3 不同类型挡土墙每延米造价对比 (单位：万元/延米)

由图3表1不难看出：随高度的增加，各类挡土墙每延米的造价不断增加。毛石重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙增幅较快，生态式土工格栅挡土墙增幅较缓。在挡土墙的高度相同的情况下，生态式土工格栅挡土墙的造价相对于其他传统的挡土墙均为最低，在经济上具有明显优势。

3.1.2 单位造价的定比分析

再将不同高度的生态式土工格栅挡土墙与传统挡土墙造价做定比分析。

表2 不同类型、高度挡土墙的造价定比分析

由表2可以看出，生态式土工格栅挡土墙较毛石重力式挡土墙可节省投资44%～51%；较钢筋混凝土悬臂式挡土墙可节省投资21%～48%；较钢筋混凝土扶臂式挡土墙可节省投资28%～41%。随着高度的增加，生态式土工格栅挡土墙每延米的造价优势就越来越明显，特别适合用在支挡高度较高的工程。

3.1.3 造价结构分析

由以上不同类型及高度挡土墙造价计算，还可对其造价构成进行对比分析。

图4 不同类型及高度挡土墙造价构成对比

根据以上图表可以对比看出：在各类挡土墙的费用构成中，材料费用所占比例最大，价差次之。生态式土工格栅挡土墙与其他传统的挡土墙结构相比，具有基础处理简单，土石方开挖回填量少；砼、钢材用量较小；施工速度快，人工、机械费用相对较少的特点，从而每延米的造价均低于其他挡土墙，特别适合于用在石材少或价格高的地点。

3.2 工程实例分析

以××330kV变电站做实例分析，该变电站位于陕西省南部地区，站址位于山顶，中部高四周低，场地西南角填方高度最大，约7m。初步设计支挡结构采用毛石重力式挡土墙，施工图设计时总体方案不变，仅将挡土墙类型改用生态式土工格栅挡土墙作为填方区边坡的支挡结构。两种设计方案造价比较见表3。

表3 不同类型挡土墙造价对比

该工程初步设计毛石挡土墙工程投资约128.76万元，根据以上计算结果，施工图设计采用生态式土工格栅挡土墙可节省投资约64.48万元，占初步设计挡土墙工程投资的50.08%，造价降低。

由以上对比分析可以看出：在支挡高度相同的情况下，生态式土工格栅挡土墙的造价低于传统的挡土墙，在经济上具有明显优势，适合应用在支挡高度较大的工程。同时因其对砂石等材料消耗少，也适合于在石材少或价格高的地区应用。

4 变电站应用生态式土工格栅挡土墙的造价控制要点

影响变电站生态式土工格栅挡土墙工程造价的因素很多，其中边坡支挡高度、材料费是主要因素，其次是人工费和机械费。所以控制生态式土工格栅挡土墙的工程造价首先就是要尽量优化设计方案、减少材料的消耗，控制土工格栅材料单价。其次，要注意合理安排施工工序，减少劳动力浪费。最后，管理人员的素质、经验等都直接影响管理的成本，还应适当注意，控制项目管理成本。

5 结论

生态式土工格栅挡土墙作为一种新型环保挡土墙，与传统重力式挡土墙相比，不但施工方便，造价较低，而且宜与工程周边环境相协调，生态环保，无论是在技术应用，还是经济效益方面都具有明显优势。

目前，生态式土工格栅挡土墙因其先进的技术理念、优良的经济和社会效益，发展势头迅猛，已在我国工程建设的各个地区、各个领域崭露头角。在今后的变电站工程中，我们也应结合变电站站址的地形条件，加快推广环保新型生态式土工格栅挡土墙，在搞好电力建设的同时，实现降低造价、美化环境，从而最终实现电力建设的和谐大发展。

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