來賓某變電站站址塌陷區(qū)原因分析及治理
　　劉衛(wèi)今
　　廣西安科巖土工程有限責(zé)任公司廣西南寧530023
　　摘要：來賓某變電站在連續(xù)降水后出現(xiàn)塌陷，經(jīng)勘察，明確巖溶及巖土體是塌陷的內(nèi)在因素，地表水的下滲潛蝕作用，是塌陷的主要因素，建議采用防水、挖除換填及靜壓灌漿等方法處理，效果良好。
　　關(guān)鍵詞：塌陷巖溶地表水挖除換填
　　前言
　　來賓市某變電站位于來賓市鳳凰鎮(zhèn)鳳凰工業(yè)園規(guī)劃區(qū)內(nèi)。站址東南側(cè)緊鄰八一錳礦冶煉廠。該變電站位于工業(yè)園區(qū)邊緣。2009年5月鳳凰鎮(zhèn)連續(xù)大雨后，變電站開始出現(xiàn)塌陷，隨后，相關(guān)專業(yè)進(jìn)場對塌陷區(qū)進(jìn)行勘察。
　　1站址巖土工程條件
　　1．1地形地貌
　　站址區(qū)屬巖溶殘丘地貌，場地微地貌為土丘，地形起伏大。場地地面高程介于130m～160m之間，最大高差達(dá)30m。場地內(nèi)均為土層覆蓋，原為種植桉樹的山地，現(xiàn)場地已平整，場地內(nèi)揭露幾處灰?guī)r石山，揭露灰?guī)r溶蝕一般發(fā)育，溶蝕裂隙比較發(fā)育，產(chǎn)狀為5°～25°/SE∠10°～35°。
　　1．2地基巖土特性
　　場地內(nèi)地層為第四系人工堆積層（Qs）、坡洪積層（Qsl＋ql）和殘積層（Qel），下伏基巖為二疊系下統(tǒng)棲霞組(P1q)。各巖土層特征簡述如下：
　　a)人工堆積層（Qs）
　　素填土①：灰褐色、棕黃色，以粉質(zhì)粘土為主，稍濕，松散～稍密狀，為新近填土，未進(jìn)行碾壓處理。
　　b)第四系坡洪積層（Qsl＋ql）
　　粉質(zhì)粘土②：灰黃色，稍濕，疏松，層厚2.6m～5.0m。
　　c)塌陷堆積
　　由于地表水沿巖溶基巖面下滲，致使細(xì)粒流失引起的巖溶塌陷堆積成的，性狀較差。按鉆進(jìn)實況及打撈物分析，可劃分為兩層：
　�、�1松散堆積層，土體結(jié)構(gòu)較松散，分布于巖溶洞隙的上部或下部
　�、�2極松散堆積層，飽和狀，分布于巖溶洞隙中部或底部，厚度1.0m～2.5m。
　　d)第四系殘積層（Qel）
　　碎石土③：灰黃色，稍密，層厚3.5m～15.7m；
　　碎石土③1：灰白色，灰色，稍密，層厚3.2m～7.8m；
　　混碎石粉質(zhì)粘土④：灰黃色、褐紅色，稍濕，硬塑狀，層厚6.7m～38.0m。
　　混碎石粉質(zhì)粘土④1：灰黃色，濕，可塑狀，層厚1.7m～8.3m。
　　混碎石粉質(zhì)粘土④2：灰黃色，很濕~飽和，軟塑狀～流塑狀，層厚1m～5.3m，分布于基巖面上。
　　e)二疊系下統(tǒng)(P1q)
　　燧石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r③：呈深灰色、淺灰色等，中厚層狀～厚層狀，巖體裂隙發(fā)育，完整性較差，巖質(zhì)堅硬。巖層產(chǎn)狀：11°/SE∠24°。
　　開挖場地后，場地出露于地面的基巖有9處，編號為Y1~Y9，各段巖石的出露特征見表1。
　　巖體
　　編號 出露面積
　�。╩2） 巖性特征 巖層
　　產(chǎn)狀 裂隙特征
　　(條/m) 巖石邊塌陷特征
　　Y1 30 巨厚~快狀灰?guī)r 342°/NE∠25° 1.0 巖邊有較大塌陷
　　Y2 170 巨厚~快狀灰?guī)r 342°/NE∠25° 1.0 巖邊有較大塌陷
　　Y3 43 薄層~中厚層狀灰?guī)r 11°/SE∠24° 5.0 巖邊無塌陷
　　Y4 999 巨厚~快狀灰?guī)r 342°/NE∠25° 1.0 巖邊輕微塌陷
　　Y5 532 薄層~中厚層狀灰?guī)r 11°/SEE∠15° 1.7 巖邊輕微塌陷
　　Y6 118 薄層~中厚層狀灰?guī)r 11°/SE∠15° 2.0 巖邊無塌陷
　　Y7 175 巨厚~快狀灰?guī)r 338°/NE∠8° 3.4 巖邊有較大塌陷
　　Y8 261 巨厚~快狀灰?guī)r 338°/NE∠8° 1.0 巖邊無塌陷
　　Y9 129 巨厚~快狀灰?guī)r 338°/NE∠8° 1.0 巖邊無塌陷
　　表1場地各段巖石出露特征
　　1．3場地內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造
　　在場地的中部，有一條大致北北東向的小斷層，其兩側(cè)巖性有差別。斷層?xùn)|側(cè)主要為薄層~中厚層狀灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀：11°/SE∠15°~24°，巖裂隙主要有兩組，垂直地表發(fā)育，1.7條/m～5.0條/m，巖溶發(fā)育不強(qiáng)烈。斷層西側(cè)為厚層～巨厚層灰?guī)r夾中厚層狀灰?guī)r，深灰色為主，燧石較多，巖層產(chǎn)338°~242°/NE∠8°~25°，沿巖層表面垂直向巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，并有較多的白色方解石分布。
　　1．4巖溶發(fā)育特征
　　場地平整后，巖溶特征表現(xiàn)為陷伏型和裸露兩種。巖溶現(xiàn)象以石牙、溶溝、溶槽及陡崖、基巖起伏大等特征表明巖溶發(fā)育以垂直作用為主。從鉆孔資料及出露于地面的基巖調(diào)查，出露地面基巖高程158.05m，高出地面25m�，F(xiàn)整平地面高程133.5m起算，鉆孔揭露基巖面埋深最深達(dá)49m，高出場地平整地面最高達(dá)25m，最大高差達(dá)74m，從現(xiàn)地面算起高差仍達(dá)49m，形成直立的巖峰。巖峰直立是主要巖溶特征。另有巖溶裂隙、反向懸崖等也有分布。從構(gòu)造分析，地下溶溝主要沿NE向裂隙發(fā)育，寬約2.0m~5.0m。由于鉆探進(jìn)尺較少，未發(fā)現(xiàn)有溶洞分布。
　　2地面塌陷的分布特征
　　自5月至7月間，場地中發(fā)現(xiàn)有12個塌陷，主要分布在基巖出露邊上或附近，各塌陷特征見表2。
　　表2場地塌陷特征
　　塌陷編號 塌陷面積（m2） 塌陷深度
　�。╩） 塌陷體的巖土組成
　　TS1 35.0 2.5 可塑～軟塑狀的混碎石粉質(zhì)粘土④1、④2層
　　TS2 13.0 0.3 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層
　　TS3 36.0 0.3 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層
　　TS4 5.0 1.5 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層
　　TS5 12.0 5.0 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層，有土洞
　　TS6 118 0.5 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層，有土洞
　　TS7 9.5 0.2 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層
　　TS8 2.4 0.2 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層
　　TS9 30.1 3.0 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層，有土洞
　　TS10 83.6 2.5 碎石土③、③1層，有土洞分布
　　TS11 35.4 0.2 填土
　　TS12 6.30 0.3 碎石土③、③1層及混碎石粉質(zhì)粘土④層
　　3塌陷原因分析及評價
　　場地塌陷有以下的規(guī)律：
　　a)沿著基巖出露的邊緣分布，尤其是基巖面陡傾的地段，巖土接觸面有利于地下水的集中流入，引起碎石土層中細(xì)粒的流失，形成土體塌陷。
　　b)塌陷成帶狀，即沿場地中間斜交而過，也就是沿著下伏溶洞走向展出，而溶洞與基巖面的走向及小斷層或構(gòu)造裂隙是相一致的。
　　c)場地內(nèi)土體位碎石類土與混角礫碎石土、粉質(zhì)粘土，該土具有大孔隙性、強(qiáng)滲透性、不均勻性，和崩解、濕陷等特性這些特性為塌陷的形成創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件。
　　e)場地物質(zhì)環(huán)境的改變，也是塌陷之所以產(chǎn)生的因素之一，原場地為丘陵地貌，雨后地下水排泄快，絕大部分地表水流走，下滲的極少，難以形成塌陷。因此，勘察前地形完整，未發(fā)現(xiàn)巖溶塌陷。變電站工程建設(shè)平地場地，巖土體暴露，改變了原有的的水文地質(zhì)條件，同時地表水體系未建立完善，暴雨地表水集中場地內(nèi)，而暴露的巖土體位地表水下滲創(chuàng)造了條件，這是塌陷形成的主要外在因素。
　　巖溶及巖土體是塌陷的內(nèi)在因素，地表水的下滲潛蝕作用，是塌陷的主要因素，因而塌陷影響范圍較小規(guī)模也不大，只沿基巖出露及溶溝分布，遠(yuǎn)離這些地段不發(fā)育。在治理上，宜以地表水為主，防止從高坡上的地表水流入站址內(nèi)，在塌陷出露地范圍內(nèi)，適度進(jìn)行固結(jié)灌漿，以防塌陷的擴(kuò)展。
　　4塌陷處理方案建議
　　對塌陷的處理方案采用以下措施：
　　a) 防水措施，即做好地表排水、截水，防止地表集中滲入地下通道，防止場地外高坡的地下水流入場地內(nèi)，場地內(nèi)地表不存在積水現(xiàn)象，切斷了產(chǎn)生塌陷的水動力條件。
　　b) 靜壓固結(jié)灌漿處理。對發(fā)生深層（深度大于5m）塌陷的區(qū)域基礎(chǔ)進(jìn)行靜壓固結(jié)灌漿，對已發(fā)生塌陷的及其建筑物地段基礎(chǔ)進(jìn)行灌漿，處理灌漿深度約10m~15m，灌漿孔間距約1.5m~2.5m，主要在沿塌陷的基礎(chǔ)邊布置灌漿孔。
　　c) 挖除換填法。即把塌陷處的松散土層深挖除，用碎石夾土壓實回填或用毛石混凝土封填，挖除深度控制在5m以內(nèi)，回填封填后防止了地表水的作用，同起到提地基土承載力的作用。
　　d) 擴(kuò)大基礎(chǔ)處理法，即對淺層塌陷密集的基礎(chǔ)地段，把基礎(chǔ)連成整塊，防止局部塌陷引起基礎(chǔ)不均勻沉降。適用于小基礎(chǔ)密集布置基礎(chǔ)地段。
　　e) 繼續(xù)施工問題，受塌陷影響的地段應(yīng)停止施工需要采取處理措施，沒有受到塌陷影響的地段可繼續(xù)施工。結(jié)論
　　a)變電站場地為巖溶殘丘，從場地為開挖區(qū)建筑場地，開挖邊坡邊應(yīng)及時做好排水溝，防止地表水流入場地內(nèi)，向塌陷區(qū)排水而擴(kuò)大塌陷范圍。
　　b)組成變電站場地土層有填土、混碎石粉質(zhì)粘土碎石土等，下伏基巖為灰?guī)r，場地中有9處基巖出露于地面，分為巨厚~塊狀灰?guī)r及薄層~中厚層狀灰?guī)r兩類，前者巖溶發(fā)育，后者巖溶不發(fā)育。
　　c)石牙狀的巖峰、巖溶溝槽等本區(qū)主要巖溶形態(tài)，其巖面高差大，巖壁直立，巖溶深發(fā)育，以垂直為主，水平較少。
　　d)基巖與土層垂直接觸地段有溶溝、溶蝕裂隙等，在地表水沿這些滲透通道集中沖刷的作用下，巖石附近的土體軟化、流失等，從而開成塌陷，這是形成塌陷的主要原因，可定性為側(cè)向巖土接觸面沖蝕型巖溶塌陷。
　　e)深層塌陷對基礎(chǔ)影響較大，需采用灌漿加固法淺進(jìn)行處理；淺層塌陷對基礎(chǔ)影響較小，可采用挖除松土，同時加寬基礎(chǔ)進(jìn)行處理。
　　f)為了防止塌陷再以生，建議采用防水措施、靜壓固結(jié)灌漿處理、挖除換填法等綜合治理措施。目前需處理的地段建議按基巖出露邊線5m~8m地段進(jìn)行防治。
　　按上述方法處理后，場地現(xiàn)狀穩(wěn)定，經(jīng)監(jiān)測，未發(fā)現(xiàn)有新的變形發(fā)生，處理效果良好。

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/dianlilw/4759.html