冲沟发育地段输电线路塔位选择及处理

李晓明

(四川电力设计咨询有限责任公司，四川 成都 610041)

冲沟发育地段输电线路塔位选择及处理

李晓明

(四川电力设计咨询有限责任公司，四川 成都 610041)

西昌螺髻山地区为架空输电线路主要通道，具有特殊的岩土条件和气候条件，致使冲沟发育，冲沟问题突出。本文通过某500 kV输电线路为例，对冲沟成因、类型进行分析和历史对比，分析其分布特征和发育特点，总结冲沟地段架空输电线路塔位选择及岩土工程处理措施。研究表明：西昌螺髻山地区冲沟大多处于平衡剖面与衰亡阶段；冲沟地段山脊整体稳定性优于斜坡；输电线路塔位宜选择在山脊衰亡阶段的冲沟段；平衡剖面阶段的冲沟段宜采取适宜的岩土工程措施；宜避开切沟阶段的冲沟。

输电线路；冲沟；岩土工程措施；衰亡阶段；平衡剖面阶段；切沟阶段；昔格达地层。

西昌地区地质条件特殊，暴雨集中，是我国西南地区特殊的脆弱生态环境类型区，冲沟侵蚀是其突出的生态环境问题，架空输电线路沿山体走线，冲沟问题比较突出。正确认识该地区冲沟发育特点，进而正确选择输电线路塔位，采取必要的岩土工程措施，是该地区输电线路塔位岩土勘察的重点。结合近几年该地区输电线路岩土勘察的经验，以某500 kV线路经过的螺髻山一带为例，探讨冲沟发育地段输电线路塔位选择及岩土工程措施。

1 环境条件分析

1.1地质环境条件

螺髻山属西昌大凉山地区，为四川的攀西高原，地形条件较复杂，山势高耸、地势陡峭，河谷纵横交错，相对高差较大。以侵蚀、剥蚀构造高、中山地貌及侵蚀堆积地形为主。构造形迹为川滇南北向构造体系、川滇南北向构造体系与新华夏系构造体系接壤复合构造带，历史上发生多次构造运动，造成了比较复杂和规模不等、方向不一、性质各异的褶皱、断裂。输电线路穿越区内构造广泛发育，且规模大，延伸很远，造成地层破碎，安宁河断裂形成断陷河谷，并为地震多发地段，沟谷河流发育展布也受其影响。螺髻山段地质构造图见图1。

图1 螺髻山段地质构造图

工程区地层出露较多，地质构造及风化作用下岩体十分破碎，局部呈碎块状，上部土层(第三系昔格达地层)大多具有遇水软化或胀缩性能，为冲沟的形成创造了条件。

另外，随着地表植被的破坏，土壤条件的改变，也为冲沟的形成创造了条件。

1.2气候条件

西昌螺髻山地区属于亚热带高原季风气候，年平均日照时数2.431 h，干湿季节分明，雨热同季，且旱季时间长，空气干燥，降水集中于5～10月，占全年降水量90%以上，暴雨集中，为冲沟的形成提供了良好的气候条件。

2 冲沟分布及发育特点

2.1 冲沟分布特点

从地质环境条件及气象条件上看，西昌地区具备冲沟发育条件，属一种流水侵蚀的地貌形态。经现场勘察，冲沟主要分布于有地表水流的斜坡或宽缓山脊一带，在平面图上常为支汊，局部岔沟发育。旱季干燥，沟内无流水，雨季时有一定量水流。形态上多为上宽下窄的“U”型谷沟，偶有“V”型沟谷分布，冲沟深浅、宽窄不一。从影像图及照片上可以看出详细的沟谷分布情况，见图2、图3。

图2 冲沟分布影像图

图3 冲沟分布

2.2 冲沟发育特点

从沟谷形成、发生和发展来看，该地区沟谷形成时间一般较早，主要集中在20世纪60～90年代，由于树木砍茷严重，坡耕地增加，在人工耕种、放牧等因素下，地表植被遭到破坏，形成了宽窄、长短不一的冲沟，多分布于地表残坡积层内，冲沟深一般为0.5 ～3.0 m，宽0.6 ～4.0 m。

通过从20世纪60年代到20世纪末不同时代的航空影像图对比分析，发现沟谷多经历了浅沟、切沟阶段，目前多处于平衡剖面阶段和衰亡阶段，少量沟谷处于浅沟、切沟阶段。由于沟底多为第三系砂泥岩、碎块石或强硬不均的基岩，沟底往往起伏不平，多跌坎。随着时间推移，沟谷的长度及密度也在发生细微变化。浅沟、切沟阶段，沟谷的深度多大于宽度，沟壁陡峭，下切强烈，该地区沟谷向下延伸快于溯源侵蚀；平衡剖面阶段表现为沟坡较缓，少有垮塌痕迹，沟底较宽，发展缓慢；衰亡阶段，横断面为圆弧状，呈U形，谷坡平缓，草木丛生，反映了该处冲刷作用已趋停止。

根据现场勘察，目前该地段冲沟内水流较少，谷坡平缘，草木从生，无下切痕迹，随着退耕还林政策的落实，植被逐步恢复，目前冲沟大多处于平衡剖面阶段和衰亡阶。

3 塔位选择及岩土措施

3.1典型塔位分析

某500 kV输电线路经过螺髻山段共有16基塔位处于冲沟发育地段，典型塔位分析如下：

(1)JS21号塔

该塔位为转角塔，塔号N61，X坐标3069757.034，Y坐标441611.209，高程2571.625 m，前后耐张段大于2.0 km。

该塔位于窄的山脊，A腿10 m内35°斜坡，10 m外2 ～3 m的窄台地，坎高1 ～2 m；B腿、D腿位于脊顶，场地平缓；C腿为窄台地，台面宽1～1.5 m，坎高0.5～1.5 m。脊中央有一冲沟，宽0.6～2.5 m，深0.5～2.0 m。地层岩性为昔格达泥岩，灰白色、暗紫红色，主要由粘土矿物组成，泥质胶结，节理裂隙发育，具有遇水软化和胀缩性能，力学强度低。

线路路径与山脊斜交，经比选，山脊塔位较优。通过仔细分析该塔位冲沟情况，属山脊浅冲沟，旱季无水，雨季有少量水通过，属于冲沟的平衡剖面阶段－衰亡阶段，具备立塔条件，但应采取适宜措施。

根据现场勘察结果，采取岩土工程措施如下：①采用掏挖基础；②严禁将弃土堆置A腿、C腿坡下侧；③山脊中央修筑浆砌排水沟；④山脊坡上侧50 m外修筑截水沟。

(2)JS22号塔

该塔位为转角塔，塔号N68，X坐标3072123.381，Y坐标443391.908，高程2738.983 m，后侧耐张段大于2.0 km。

该塔为分支塔。位于山脊，A腿、D腿位于脊顶，有少量水土流失，A腿坡下侧形成深0.4 m、宽0.6 m的浅沟；B腿、C腿位于20°～30°斜坡，30 m外水土流失形成深沟，宽约15～20 m，深15～20 m，沟底基岩裸露。B腿、C腿：0～2.0 m为粉质粘土，棕红色，稍湿，硬塑，含少量碎块石；2.0～5.0 m为碎块石，灰黄色，稍湿，稍密，主要由砂岩组成，一般粒径10c～50c m，强风化，粘性土充填；5.0 m以下为砂岩，暗紫红色，主要由长石组成，次为粘土矿物，钙泥质胶结，节理裂隙发育，强风化。A腿、D腿：0～4.0 m为碎块石，4.0 m以下为砂岩，岩性特征同B腿、C腿。

该塔位为分支塔，后侧耐张段长，前侧分为二条线路路径，且位于山脊，经比较，该塔位从线路路径、周边岩土条件，均属相对较优地段。通过仔细分析该塔位冲沟情况，属山脊浅冲沟、地表冲刷类，水土流失限于耕土层，冲沟宽度与深度均较小，只要解决了地表水体，场地也就具备立塔条件。

根据现场勘察，采取岩土工程措施如下：①采用全方位不等高腿，严禁降基；②采用桩基，B腿、C腿基础进入基岩不宜小于5 m；③弃土外运，塔基及周围20 m播撒草籽；④A腿下坡侧修筑浆砌排水沟，长约30 m。

3.2 讨论

该地段除了500 kV线路外，还分布有800 kV线路及接地极、多条220 kV和110 kV线路。经调查统计，线路冲沟地段的塔位大多位于山脊，冲沟处于平衡剖面阶段－衰亡阶段，凡在山脊的塔位，运行情况良好；凡在斜坡冲沟上的塔位，或多或少地出现水土流失或局部垮塌现象。表明冲沟地段山脊整体稳定性优于斜坡。

经总结分析，该地区冲沟发育地段塔位选择及岩土工程处理措施如下：

(1)塔位选择原则

①分析场地整体稳定性，冲沟的性质与严重程度，判断岩土工程处理的难易程度，综合分析确定输电线路塔位。

②冲沟地段山脊整体稳定性优于斜坡，优选山脊。

③塔位宜选择衰亡阶段的冲沟段，地表水体影响小，做好截水沟，并注意施工开挖沟坡的稳定性及基础埋深。

④平衡剖面阶段的冲沟段，由于该阶段沟谷处于相对平衡，地质环境条件稍有改变，则可能进一步发展，向下深切，沟坡垮塌，沟宽进一步加大。塔位主要选择在不会改变地质环境条件的地段，特别是水排泄环境，基础边缘距沟坡顶不宜小于1倍沟坡高。冲沟浅、较窄时可以采用四个塔腿骑在沟谷上，但应根据地形加强上坡截水沟的修筑和必要的保坎。

⑤尽量避开切沟阶段的冲沟，否侧应采取特殊的岩土工程处理措施。

(2)岩土工程处理措施

输电线路工程塔位呈点状分布，四个塔腿分布范围较大，其中一个塔腿出现问题将影响整个塔位的稳定。因此，保证每个塔腿的稳定进而保证塔位的安全是至关重要的。

螺髻山一带以平衡剖面阶段和衰亡阶段的冲沟分布最多，但仍分布有浅沟、切沟阶段的冲沟。根据输电线路工程特点，对冲沟发育地段的塔位采取必要的岩土工程处理措施是必要的，冲沟地段岩土工程处理措施见表1。

表1 冲沟地段岩土工程处理措施

4 结语

西昌螺髻山地区特有的岩土条件和气候条件，致使冲沟发育。通过已有架空输电线路塔位调查分析，本地段冲沟分布于斜坡或山脊，地形零乱，但多处于平衡剖面与衰亡阶段，冲沟地段山脊整体稳定性优于斜坡。因此，输电线路塔位宜选择在山脊衰亡阶段的冲沟段，平衡剖面阶段的冲沟段宜采取适宜的岩土工程措施，宜避开切沟阶段的冲沟。

[1] GB50741—2012，1000 kV架空输电线路勘测规范[S]．

[2] 王思敬，黄鼎成．攀西地区环境工程地质[M ]．北京：海洋出版社，1990．

[3] 程宏，伍永秋．切沟侵蚀定量研究进展[J]．水土保持学报，2003，17(5)．

[4] 范建容，等．坡耕地增长对沟谷发育的影响[J]．山地学报，2006，24(6)．

Selection and Treatment of Transmission Line Tower Position in the Gully Development Areas

LI Xiao-ming
(Jiangsu Electric Power Design Institute, Nanjing 211102, China)

Luoji mountain area,Xichang is the main channel of overhead transmission line.It has special geotechnical conditions and climatic conditions,sothe gullies grow well and the gully problem is outstanding.This passage takes a 500 kV transmission line as an example.It contrasts the causes,types and historical of gullys,and analysis the distribution and development characteristics,then summarizes the position selection of overhead transmission line tower and geotechnical measures.Research shows that the most of gullies of Luoji mountain area,Xichang are in balanced section and decline stage;the stability of the mountain ridge in gully areas is better than that in slope;the transmission towers should be chosen in the gully section of the ridge decline stage;appropriate geotechnical engineering measures should be taken to deal with the gullies of the balanced section; the gullies in stage of cutting down should be avoided.

transmission line; gully; geotechnical engineering measures; decline stage; balanced section stage; cutting gully; Xi-ge-da strata.

TU4

：B

：1671-9913(2017)01-0013-04

2015-08-25

李晓明(1972- )，男，四川人，高级工程师，注册岩土工程师，主要从事岩土工程勘察工作。