何 川，羅先國，鄒相國，王 遠(yuǎn)

（湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，武漢 430040）

湖北巴東縣位于長江中上游，隸屬恩施土家族苗族自治州，地質(zhì)上屬于典型的巖溶喀斯特地貌。某特高壓工程途經(jīng)巴東縣官渡口鎮(zhèn)，投運(yùn)后遭遇了重大巖溶災(zāi)害。本文對(duì)該巖溶災(zāi)害的治理過程進(jìn)行了詳細(xì)論述，為后續(xù)輸電線路工程的巖溶災(zāi)害治理建設(shè)提供參考。

1 背景

2017年10月，運(yùn)檢單位在開展雨后地災(zāi)特巡中，發(fā)現(xiàn)已投運(yùn)的某±800kV直流線路某鐵塔D腿基礎(chǔ)邊出現(xiàn)大型巖溶塌陷。塌陷處口寬約3m，呈漏斗型，光照可見深度10m。經(jīng)初步判斷深度大于30m。查閱設(shè)計(jì)資料可知：D腿基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，樁徑2.6m，全長12m。

2 地災(zāi)治理方案

2.1 原因分析

設(shè)計(jì)單位經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，查明D腿附近發(fā)生坍塌的原因?yàn)椋夯A(chǔ)底部邊緣存在溶洞，埋藏于地表之下。溶洞上部裂隙較為發(fā)育。在持續(xù)暴雨天氣下，雨水沿裂隙向下滲透，導(dǎo)致上部溶溝、溶槽內(nèi)的土層被軟化、潛蝕帶入下部溶洞中，引起表層土體坍塌。

2.2 現(xiàn)階段基礎(chǔ)穩(wěn)定性復(fù)核

（1）地質(zhì)穩(wěn)定性分析。設(shè)計(jì)院用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)+三維激光掃描等多種手段對(duì)巖溶情況進(jìn)行了勘察，結(jié)論為：溶洞位于樁基外側(cè)，近似垂直發(fā)育，且未向樁底延伸。溶洞洞壁為中風(fēng)化灰?guī)r、質(zhì)地堅(jiān)硬，較為完整，穩(wěn)定性好，故D腿基底地質(zhì)是穩(wěn)定的。

（2）結(jié)構(gòu)安全性分析。設(shè)計(jì)院依據(jù)現(xiàn)行基礎(chǔ)規(guī)程規(guī)范對(duì)當(dāng)前階段氣象條件下裸露狀態(tài)的樁基強(qiáng)度及穩(wěn)定進(jìn)行了驗(yàn)算。計(jì)算結(jié)果顯示下壓及側(cè)向穩(wěn)定均滿足要求。

2.3 溶塌陷地災(zāi)治理方案

在上述基礎(chǔ)穩(wěn)定前提下，各參建單位馬上開始了對(duì)巖溶塌陷的不停電治理工作。

巖溶分布情況。經(jīng)三維激光掃描，探明了塌陷區(qū)下部溶洞的走向及大小。以D腿基礎(chǔ)頂面為基準(zhǔn)，塌陷區(qū)巖溶分布三維渲染圖如圖1所示：

圖1 溶洞三維渲染圖

三維圖顯示，溶洞整體呈遠(yuǎn)離塔位方向發(fā)育，豎直向下發(fā)育深度為58m處。上部塌陷總體呈漏斗形，頸口位于下方約9m處，斷面形狀不規(guī)則，長約3.0m，寬約0.3-0.6m。頸口下部約25m處溶洞斷面尺寸達(dá)到最大，長10m，寬約0.8-4.0m；此后溶洞斷面尺寸逐漸減小，至58m處豎向見底。

3 巖溶處理

考慮溶洞上部頸口尺寸受限及國網(wǎng)公司嚴(yán)控施工三級(jí)及以上風(fēng)險(xiǎn)的要求，設(shè)計(jì)院提出了巖溶下部采用毛石灌填，上部采用素混凝土澆筑的方案。灌填方案示意圖如圖2所示：

圖2 溶洞灌填示意圖

方案具體如下：

（1）采用毛石對(duì)溶洞進(jìn)行灌填，第一階段先灌填100立方米毛石，填充至上圖中A點(diǎn)位置，深度約45m，毛石直徑約200-300mm。

（2）通過測(cè)繩對(duì)第一階段灌填毛石后的溶洞深度進(jìn)行探測(cè)，根據(jù)深度探測(cè)結(jié)果進(jìn)行下一步作業(yè)。按以下3種情況分別考慮：

①如果探測(cè)此時(shí)溶洞的底部位于A點(diǎn)或以上深度位置，可認(rèn)為第一階段拋石已經(jīng)對(duì)溶洞底部形成了初步的填堵，下一步采用M10等級(jí)水泥砂漿對(duì)溶洞內(nèi)塊石進(jìn)行灌漿處理，灌漿方量10立方米。

②如果探測(cè)溶洞深度變淺，但未達(dá)到A點(diǎn)深度，則繼續(xù)采用級(jí)配毛石灌填，直至填充達(dá)到A點(diǎn)深度。

③如果探測(cè)溶洞深度完全未變淺，則采用編織袋裝級(jí)配碎石，通過繩索下放到溶洞的豎向底部，碎石袋共計(jì)方量放入約15立方米，再采用級(jí)配毛石灌填至A點(diǎn)深度，后采用10立方米水泥砂漿進(jìn)行灌漿。

（3）再次分段進(jìn)行毛石灌填，并逐段進(jìn)行灌漿，直到毛石填灌到F點(diǎn)處。各段灌填毛石方量如圖2.2所示，注意每灌填毛石約100立方米后，灌漿10立方米。

（4）從F點(diǎn)位置開始，上部采用C20混凝土繼續(xù)灌填，至樁頂以下1.9m處。此階段素混凝土量約為160立方米。

經(jīng)測(cè)算，灌填使用毛石約610立方米，C20混凝土約160立方米，水泥砂漿約60立方米。

施工注意事項(xiàng)：第一，線路處于帶電運(yùn)行狀態(tài)，且現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，施工期間作業(yè)人員應(yīng)采取防觸電、防滾石、防墜落等措施。第二，為保證初期毛石投放能到達(dá)溶洞底部，毛石灌填期間應(yīng)檢測(cè)溶洞上部頸口處的情況，避免毛石卡在頸口較窄位置。

4 方案施工

由于堆料平臺(tái)離巖溶塌陷口高差達(dá)50m，水平距離約30m，人運(yùn)拋石效率極低，基本不可行。施工單位根據(jù)多方調(diào)研，最終決定選用導(dǎo)向筒拋石方案。具體為：采用鋼板加工成直徑約600mm的圓筒，并進(jìn)行拼接，形成投料管道從施工平臺(tái)處連接到塌陷洞口上方，作為拋石通道。同時(shí)，投石管道末端附近應(yīng)采取擋板等措施減緩石料下滾速度。導(dǎo)向筒經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)初拋，角度進(jìn)行了多次微調(diào)，確保拋進(jìn)導(dǎo)向筒的塊石在重力加速下撞擊底部擋板后能反彈進(jìn)巖溶坑內(nèi)。導(dǎo)向筒布置如圖3所示。

施工開始后，由于勘查誤差及拋填毛石直徑不一的影響，拋填量比設(shè)計(jì)理論量增加約10%，表明了方案的準(zhǔn)確性。在各參建單位的大力配合下，此次巖溶塌陷終于在大雪封山之前處理完畢，且沒有采取停電措施，避免了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)損失。

圖3 導(dǎo)向筒布置實(shí)物圖

5 結(jié)束語

本文針對(duì)某特高壓線路遭遇較大巖溶地質(zhì)塌陷災(zāi)害的情況，提出了解決問題的新思路及新工藝，實(shí)現(xiàn)了安全性與經(jīng)濟(jì)性的雙贏。本文為今后輸電線路在遭遇較大巖溶災(zāi)害時(shí)的處理提供參考。