变电站超规范高度填土边坡支挡结构应用研究

变电站超规范高度填土边坡支挡结构应用研究

支支撑结构包括支撑结构、抗滑桩和预紧缩式锚索。它用于支撑、加固填充土和边坡上的土壤，防止滑动，并稳定。随着我国岩土工程中的支挡技术发展,支挡结构形式已从单纯依靠墙身自重来平衡边坡土压力和滑坡下滑力的重力式挡土墙,发展为采用支撑、土筋复合结构以及锚固技术等多种新型、轻型支挡新技术铁路、公路和建筑等行业对填土边坡支挡结构形式的研究和应用走在前列,常用支挡结构形式有:卸荷板式、扶壁式、加筋土式、锚定板式、空箱式等类型的挡土墙,但遇到超规范高度的填土边坡支挡结构形式也有一定局限;如《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)适用的边坡高度为15m以下的土质边坡和30m以下岩质边坡;《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025—2001)和《公路路基设计规范》(JTGD30—2004),重力式挡土墙和衡重式挡土墙的高度不超过12m,短卸荷板挡土墙的高度不超过12m,另外悬臂式挡土墙的高度不超过6m,护壁式挡土墙的高度不超过15m1挡土墙结构划分超规范高度填土边坡支挡结构类型划分方法很多,一般有按支挡结构的材料、结构形式、设置位置、设置地区等进行划分的多种方法,现列举如下:(1)按结构形式分:①卸荷板式挡土墙;②加筋土挡土墙;③锚定板挡土墙;④桩板式挡土墙;⑤锚杆挡土墙。(2)按设置支挡结构的地区条件划分为一般地区、地震地区、浸水地区、以及不良地质地区和特殊岩土地区等。(3)按支挡结构的材料划分:①浆砌片石支挡结构;②混凝土支挡结构;③土工合成材料支挡结构;④复合型支挡结构。支挡结构的类型是多种多样的,随着人们生态保护意识的不断增强和科学技术水平的不断提高,在支挡结构形式的选择上除保证支挡功能外,也逐渐重视是否与周围环境相互协调、协同发展,是否影响周围的生态环境等更多方面的因素,这也使得支挡结构物的设计正在脱离只满足支挡功能的要求,而更加具有人性化的设计理念。2规范高度的填土边坡支护结构型式广西地区大多属于山区丘陵地貌,随着变电站工程的增多,在开阔平坦的地方选取变电站站址越来越困难,而新建变电站工程所遇到的填土边坡也越来越多,从而大量出现了超过规范标准高度的填土边坡。挡土墙是支撑填土或自然边坡土体、防治填土或土体变形失稳的有效支挡方式,在广西变电站填土边坡经常采用。挡土墙的结构类型多,而随着广西变电工程的增多,站址选择相当困难,现有的变电工程对超规范高度的填土边坡采取的支护措施主要以重力式挡土墙、衡重式挡土墙和悬臂式挡土墙等支挡结构型式为主,如500kV海港变18～22m高的填土边坡采用衡重式挡土墙+放坡进行支护;220kV振林变22m高的填土边坡采用衡重式挡土墙+放坡进行支护;220kV丹阳变14m高的填土边坡采用折线衡重式挡土墙进行支护。然而重力式挡土墙、衡重式挡土墙和悬臂式挡土墙支护结构型式支挡填土高边坡的极限高度和最佳高度有一定限制。加筋挡土墙、卸荷板式挡土墙、锚定板挡土墙、护壁式挡土墙和空箱式挡土墙等支护结构型式已经广泛应用于水利水电、公路、铁路等工程领域,而在变电站工程上应用比较少,广西几乎没有,因此有必要将加筋挡土墙、卸荷板式挡土墙、护壁式挡土墙和空箱式挡土墙等支护结构型式以及几种支护方式的联合应用引入变电站工程,与已有的重力式挡土墙、衡重式挡土墙和悬臂式挡土墙等支护结构型式进行综合应用,从技术和经济两方面进行比较分析,选择最佳支挡结构型式。为此,开展广西变电站超过规范标准高度的填土边坡支挡结构应用研究,不仅为我们在以后填土高边坡支护手段上积累一定的经验,形成自己的技术准则,而且吸收和研究利用新型支挡结构,有利于支挡结构型式的多样化,也缩短工程工期,节省工程成本,为环保型变电站设计提供了技术支持。3合理设计挡土墙结构变电站几种常用的超规范高度填土边坡支挡结构为:卸荷板挡土墙、加筋挡土墙、锚定板挡土墙、桩板挡土墙,这几种新型支挡结构具有结构轻、施工快捷、便于预制和机械化施工、节省材料和劳动力、造价低等优点,分别叙述如下:(1)卸荷板挡土墙支挡结构优点为:与传统的重力式挡土墙相比,工程量减小,降低了土压力,增加全墙的抗倾覆稳定性,节省墙体圬工,减少了挡土墙的断面尺寸,施工技术简单,土方量减少。缺点为:卸荷板挡土墙不太适宜高度大于15m的边坡,浆砌石方量较大(工程所在地石料较缺乏不宜采用),占地面积较大,比重力式挡土墙节省工程投资。(2)加筋挡土墙支挡结构优点为:对地基承载力要求低,属于轻型支挡结构,适合在软弱地基上建造,适合边坡极限高度比较大,施工速度快,圬工量少,节省投资,少占地,施工简便,其施工只是单纯作业的重复,不需要支护;施工限制少;美化环境。其缺点为:填土碾压要求较高,耐久性问题值得考虑,对于Ⅷ度以上地区和具有强烈腐蚀性环境中不宜使用,浸水条件地区不宜使用,在变电工程中应用实例较少,没有工程对比性。(3)锚定板挡土墙支挡结构优点为:对地基承载力要求低,属于轻型支挡结构,适用填料范围广,防锈效果好,节省钢材,施工简便,圬工量少,占地少;其缺点为:适用边坡高度一般不大于10m,同加筋挡土墙一样,在浸水条件地区不宜使用,在变电工程中应用实例较少,没有工程对比性。(4)桩板墙支挡结构优点为:桩板墙占地面积最小,结构牢固可靠,施工技术成熟,填土碾压要求不高。缺点为:此方案为刚性支护,变形要求较高,工期较长,且方桩造孔难度较大,人工挖孔存在安全隐患,工程造价较高,经济上不可行。通过以上几种常用的超规范高度填土边坡支挡结构的优缺点对比,广西变电站超规范高度填土边坡支挡结构可以根据工程投资、施工方法、施工难易程度、场地条件等因素,最终选定一种或几种超规范高度支挡结构型式,从而形成广西变电工程填土边坡支挡结构型式的多样化,为制定广西变电工程支挡技术标准提供依据。4调查研究内容广西变电站超规范标准高度的填土边坡支挡结构研究内容,其关键在于确定采用超规范高度支挡结构型式支护填土高边坡的极限高度和最佳高度,形成自己的技术准则;卸荷板挡土墙、加筋挡土墙、悬臂式挡土墙、护壁式挡土墙和空箱式挡土墙等支护结构型式与已有的重力式挡土墙、衡重式挡土墙和扶壁式挡土墙等支护结构型式进行综合应用,需要设计人员、施工队伍对该项技术理论和各项细节的掌握,重点开展以下几个方面的研究:(1)调查研究已有填土高边坡支挡结构的运行资料,分析其支挡结构的优点和存在的问题;(2)通过理论分析和计算,从技术和经济两方面进行全面系统地总结分析和研究衡重式挡土墙、卸荷板挡土墙、加筋挡土墙和桩板墙等支护结构型式支挡高边坡的极限高度和最佳高度,形成自己的技术准则;(3)卸荷板挡土墙、加筋挡土墙、悬臂式挡土墙、护壁式挡土墙和空箱式挡土墙等支护结构型式与已有的重力式挡土墙、衡重式挡土墙和锚杆挡土墙等支护结构型式综合应用研究,确定适用于变电站超规范高度填土边坡最佳支挡结构型式,并对综合应用的支挡结构型式施工技术进行研究;(4)加强新型支挡结构型式的环保美观设计研究。变电站超规范标准高度的填土边坡支挡结构研究成果可用于广西变电工程填土高边坡支护设计和施工,形成行业内部的技术准则,预计可以缩短工程工期,节省工程成本经济效果都较好。该成果经过鉴定评审后,可在广西区内变电站推广应用,其应用前景比较广阔。同时在此研究成果的基础上,可以继续开展广西变电工程支挡结构设计技术标准的研究。5结构物的设计(1)铁路、公路和建筑等行业对填土边坡支挡结构形式的研究和应用走在前列,但遇到超规范高度的填土边坡支挡结构形式也有一定局限性。(2)超规范高度填土边坡支挡结构类型划分方法很多,一般有按支挡结构的材料、结构形式、设置位置、设置地区等进行划分的多种方法,支挡结构物的设计正在脱离只满足支挡功能的要求,而更加具有人性化的设计理念。(3)现有的变电工程对超规范高度的填土边坡采取的支护措施主要以重力式挡土墙、衡重式挡土墙和悬臂式挡土墙等支挡结构型式为主,而加筋挡土墙、卸荷板式挡土墙、锚定板挡土墙、护壁式挡土墙和空箱式挡土墙等支护结构型式在变电站工程上应用比较少,广西几乎没有。(4)变电站几种常用的超规范高度填土边坡支挡结构为:卸荷板挡土墙、加筋挡土墙、锚定板挡土墙、桩板