电力工程岩土勘察的特点与方法研究

李斌

（湖南科鑫电力设计有限公司，湖南 长沙410000）

电力工程岩土勘察包括建设地点的水文地质条件调查，勘探测绘等等，同时也包括了现场试验、取样试验等等检测试验。电力工程岩土勘察是进行电力工程建设的先决条件，只有科学、安全、高效、高质量的完成岩土勘察工作，才能确保电力工程建设的有效进行，从根本上保障电力工程建设的整体质量，为国家电网的发展和电力的输送提供坚实的基础。

1 项目概况

本文中采用的实例为沿河青山220kV变电站工程，该工程位于铜仁市沿河土家族自治县官舟镇白马村，站址距离官舟镇约五公里，东临X562 县道，交通生活条件较方便。站址位于两山丘相夹的山间低洼地段，站址内地势较为平坦，高差一般在20m之内，大部分地方灰岩直接出露于地表，溶沟溶槽较发育，覆盖层厚度在0～8.0m之间变化，为当地农民烤烟种植场地。站址区海拔约900m，为中低山地貌单元。

岩土勘察工作分为可行性研究、初步设计、施工图设计勘察三阶段进行，主要采用工程地质测绘与调查、机械钻孔等方法对场地工程地质条件进行勘察，按方格网并结合构筑物分布情况布置勘测点，间距15～35 米不等。需要完成的野外勘察工作包括：1：10000 的地形图进行地质测绘与调查，范围约28km2；地质测绘调查点有42 个；控制性钻孔14 个，进尺199.5m，一般性钻孔39 个，进尺72.7m；水井调查点5 个；高密度电阻率电测点16 次，AB/2=147m 共5 次，AB/2=100m共10 次，AB/2=68.1m共1 次；取生活饮用水分析试样1件。

2 岩土勘察方案

根据工程地质调查测绘，站址区域岩层为寒武系中上统娄山关群白云岩、灰岩，该地层在变电工程场地岩溶较为发育，也是影响变电站工程能否在此修建的主要岩土工程问题，为此在可行性研究及初步设计阶段共进行了28km2的地质调查与测绘工作。

2.1 岩溶形态特征

变电场地内的构造裂隙主要为两组，根据电测法解读，其中一组深度约为3～7m，10m宽范围内溶沟（槽）达5～6 条；另一组构造裂隙为水平溶洞，并成为地下径流的主要通道。通过对变电场地及附近所出现的岩溶漏斗及溶蚀洼地进行详细的调查与测量，其岩溶地形特征包括：沿断裂带发育，并沿断层呈串珠状分布；漏斗内均充填较厚的溶蚀残存或坡积的粘性土；岩溶地形均未见地下水及泉水出露点。岩溶竖井有三个，其中两个在站址区西面，洞口呈圆形，洞口直径约为5.0m，竖井能见深度约为5m；一个位于站址区北部，直径约1.5m，深约3.0m，均发育于断裂带或裂隙密集带，且都干涸无水。

2.2 钻孔布置

勘察按方格网并结合构筑物分布情况布置勘测点，共布置了控制性钻孔11 个，一般性钻孔23 个，重要的构筑物如主变、主控楼、220kV配电装置区、110kV配电室均布置了控制性钻孔，施工图设计勘察阶段则在初步设计勘察的基础上对北侧边坡及部分构筑物进行了补充勘测，共布置钻孔16 个。现场钻探时通过挖沟或设置围土堤，与毗邻的农田隔开，严格控制了污油、污水不得流入田间和小溪。岩芯摆放要求：放置岩芯处应干净整平，钻探岩芯要按从左到右、从上到下的顺序整齐排放在钻孔附近，每回次应有岩芯牌，钻探任务未完成前应妥善保管好岩芯，不得随意破坏岩芯，留待拍照、检查、核对。

2.3 水文地质条件

水文地质调查表明，场地地下水主要为裂隙岩溶水，补给来源主要为大气降水。根据沿输变电工程批复文件，站址施工用水、生活用水及消防用水采用周边泉水出露点取水，因此变电站的水文勘察重点主要放在场地钻孔的地下水揭露及周边泉水出露点的调查上。

2.4 边坡勘察

边坡坡度值建议取1:0.4 放坡，边坡应采取喷射砂浆或浆砌片石护坡，挖方边坡以上的山坡坡体完整稳定，倾角与坡度斜交，应保持自然状态，并清除坡上的松动危岩；填方边坡坡度值取1:1.0，且应进行护坡，并相应作好排水、截水措施，以保证边坡的稳定；挖方边坡则在坡脚采用挡土墙设置，人为降低边坡高度后，挖方区采用浆砌片石护坡坡比为1:0.3。

3 岩土勘察特点

本次岩土勘察采用了大面积工程地质调查测绘，查明了该区域岩溶发育规律，得出了变电站站址的浅层溶洞不是很发育，而地表以下100m深度岩层处存在溶洞发育层，为变电站的勘察提供了指导性的建议。针对本项目的勘察，具有如下的特点：

3.1 地貌高差起伏较大

站址区域地貌属山地地貌单元，站址由两个山体的中间地带所组成。南北高，中间低。场地高程893～915m，相对高差约0～23m。根据地形地貌情况，因此将220kV及110kV配电装置区布置分别布置站址两侧即东南侧、西北侧，主控楼及主变布置在站区中部。全站实现土石方挖填平衡，无外购及外弃土石方，站址填方区采用挡土墙设置，考虑场地为弱风化灰岩，挖方区采用浆砌片石护坡。

3.2 环保勘察理念

岩土勘察取样时，尽量保持原始地貌，尽量减少对原始地貌的破坏，对环境造成影响。因变电场地仍为当地老百姓的农作物种植地，故现场钻探时通过挖沟或设置围土堤，与毗邻的农田隔开，严格控制了污油、污水流入田间和小溪。

3.3 填方填料

填方区填料采用开挖边坡形成的爆破石灰岩，场地平整时，要求灰岩级配合理，每0.6-1.0 米层分层碾压，压实系数不小于0.94。位于填方区构支架，均以压实的灰岩碎石层为持力层，可大大减少地基换填量。

4 提高岩土勘察质量措施

电力岩土勘察与其它勘察项目不同，电力设施的建设地点地质条件相对复杂，因此在进行电力岩土勘察时，首先必须查阅大量的地质资料，以了解建设地点的岩溶特性，其次要选择灵活环保的钻探方案，既不影响生态环境，又可以达到勘察效果，最后采用科学的勘察试验方法，以保障勘察结果的有效性。

4.1 地质资料调查

岩溶问题的调查需查明各岩、土体的岩性、厚度、结构、及空间分布与变化规律，溶岩岩层的岩性、结构、构造的主要特点、研究各地层单元中可溶岩岩层的分布与组合规律，进行岩溶层组类型划分。需要考虑地貌单元统计层状地形的分布、高程、覆盖堆积物的成因时代等情况，尤其注意对岩溶洞穴(包括各类勘探揭示的溶洞)、岩溶剥夷面、封闭的岩溶负地形的统计，还需要了解区域地貌尤其是岩溶地貌的时代、发育阶段、形成演化历史和地文期的划分及其与第四系和新构造的关系。

4.2 钻探方案选择

按方格网并结合构筑物分布情况及物探结果的异常位置布置钻孔，如果出现土洞或溶洞，应适当在该土洞或溶洞附近加密钻孔，以确保能比较直观的了解该土洞或溶洞的空间发育情况。

4.3 高密度电阻率法

高密度电阻率法，是一种阵列式电阻率测量方式，它集中了电剖面法和电测深法，与普通电阻率法不同的是在观测中设置了高密度的电测点。在电极装置的选择上，采用了三电位电极系，将温纳四极（AMNB）、偶极(ABMN)及微分(AMBN)装置按一定方式组合后所构成的一种统一测量系统。

结束语

为提高电力项目岩土勘察质量，在勘察过程中，必须采用大面积地质调查与测绘，同时现场钻探采用灵活多变的勘察原则，运用高密度电阻率法对地下溶洞和洞穴的分布规律进行探测，最终根据现场勘察工作的情况，建议本次项目总平面图往南移动30 米，往西移动20 米，即减少了边坡开挖量，同时又尽量避开了东部岩溶洼地对变电站围墙的不良影响，为变电站的建设节省大批资金投入，极大提升了电力工程建设的经济效益。