巖溶區(qū)特高壓輸電線路測量是比較復雜的巖土工程測量。主要包括前期規(guī)劃、測量過程的實施和成果整理等。

1.1前期規(guī)劃

1.1.1地質(zhì)圖準備外業(yè)測量前收集沿線區(qū)域地質(zhì)圖，將線路投影到地質(zhì)圖(如圖1)，翻閱所在區(qū)域的地質(zhì)志向，外業(yè)前對沿線地層狀況有全面的理解和展望。1.1.2收集工程資料，外業(yè)前收集附近工程資料，從附近工程中概括沿線巖溶解發(fā)育狀況和巖溶解重點發(fā)育地區(qū)。同時要收集本工程的前期資料，前期資料是工程的重要參考，對本階段工作重點有重要的啟示作用。1.1.3儀器設備準備巖溶地區(qū)基巖面起伏不平，下部可能存在隱藏溶解孔，除采用一般手段外，還應配備溪洛渡-浙江±800kV特高壓直流輸電線路工程中附加PulseKOPO地質(zhì)雷達、靜力觸摸、BE2571BV型接地電阻器等設備。1.1.4制定實施方案在外業(yè)前，應根據(jù)附近的工程資料和前期資料、線路區(qū)域的地質(zhì)狀況，結(jié)合設計定位手冊，制定巖土工程測量綱要，為后續(xù)外業(yè)工作的開展提供指導。

1.2測量過程實施

1.2.1地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)調(diào)查在巖溶地區(qū)的測量起著重要作用，在特高壓輸電線路相關(guān)的測量規(guī)范中強調(diào)了巖溶地區(qū)地質(zhì)調(diào)查的重要性。在溪洛渡—浙西±800kV特高壓直流輸電線路工程施工圖勘測中對巖溶地區(qū)主要圍繞塔基50～100m范圍內(nèi)進行地層巖性調(diào)查、地質(zhì)災害排查，調(diào)查巖溶分布情況;在塔基周圍30m范圍內(nèi)進行地質(zhì)填圖。地質(zhì)調(diào)查對塔基附近的巖石溶解發(fā)育狀況有初步判斷，可以通過附近居民的咨詢、目測等方式初步調(diào)查附近的溶解洞、天坑、地下暗河、溶解溝、溶解溝、危險巖、土洞等發(fā)育狀況，初步避免影響塔基穩(wěn)定的巖石溶解強烈發(fā)育區(qū)和地質(zhì)災害危險區(qū)。地質(zhì)調(diào)查是其他測量手段的先驅(qū)工具。

1.2.2地質(zhì)勘探巖溶解地區(qū)與碎屑巖地區(qū)相比，地形形態(tài)和巖土組合特征有明顯差異，碳酸巖具有溶解性，形成的巖溶解形態(tài)千奇百怪，石芽、溶解溝、溶解洞等地形形態(tài)隨處可見，形成獨特風格的喀斯特地形。與一般巖石相比，巖石溶解地區(qū)的巖石接觸面相對變化較大，復蓋層的厚度可能在1米以內(nèi)有很大差異。地質(zhì)勘探是特高壓輸電線路中最直觀的測量手段，巖溶地區(qū)基巖起伏面大，測量過程中應綜合分析，不得以點代表面。在具體測量實施過程中，測量手段應多樣化。

以溪洛渡-浙江西±800kV特高壓直流輸電線路工程施工圖測量為例，本工程本次采用逐步探測原則，一般在各塔腳配置探測點。在灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等碳酸鹽地區(qū)，溶解槽、溶解槽的發(fā)育地區(qū)，局部塔腳配置了2~3個探索點，正確探索塔基巖的溶解形態(tài)。主要采用機械鉆頭、坑探頭、麻花鉆頭、靜力觸頭等。沿線塔主要位于山頂、山坡，第四系復蓋層一般為0.5~3.0m，局部>8m，復蓋層應在1.0m以內(nèi)采用坑探索，復蓋層應在1.0~5.0m采用麻花鉆，土層相對較厚時(>5m)一般考慮靜力探索或機鉆。機鉆孔主要在沿線分段布置，同時考慮在覆蓋層較厚地段、巖溶發(fā)育地段及地質(zhì)雷達異常地段布置機鉆孔。

1.2.3工程物質(zhì)探測工程物質(zhì)探測手段可探測巖溶解異常帶，為巖土工程探測過程中的疑問地帶提供有效證據(jù)。在巖溶地區(qū)，尤其是山區(qū)巖溶地區(qū)，地質(zhì)雷達探測或高密度電法是巖土工程探測的重要輔助手段。在溪洛渡-浙江西±800kV特高壓直流輸電線路工程施工圖測量過程中，用地質(zhì)雷達測量了T1468、T1487等塔的巖溶分布區(qū)(如圖2)，為塔避開巖溶強發(fā)育區(qū)提供了有利證據(jù)。

1.2.4巖土測試在特高壓巖溶地區(qū)巖土工程測量過程中，至少應選擇1/3的測量點進行巖土分析測試。測量過程中野外巖土測試主要用靜力觸摸器測量土層的比貫入阻力(Ps)鉆頭過程中對土層進行標準貫入測試的巖體進行點負荷測試、現(xiàn)場剪切測試等，室內(nèi)應對機鉆頭和洞穴探頭采用的巖土測試樣品分別進行土工測試、巖石物理力學測試、土壤腐蝕性分析等。另外，對各種試驗成果進行分層統(tǒng)計分析，充分的巖土試驗數(shù)據(jù)是合理判別巖土物理力學指標的重要依據(jù)。

1.3測量成果整理

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆探、巖土試驗、野外說明鑒定，根據(jù)地方經(jīng)驗進行巖土分類和綜合確定巖土體的物理力學指標。巖溶比發(fā)育地區(qū)應繪制巖溶平面分布圖，附有相關(guān)物質(zhì)探測成果圖的土層分布不均勻的溶解槽、溶解槽地區(qū)，電阻率應分別根據(jù)沿槽和垂直槽的電阻率測試結(jié)果進行綜合，同時應繪制工程地質(zhì)平面圖。在測量成果中，各塔基應分別附有相應地形描述、照片、相應測量手段的測量成果、巖土分層和物理力學指標、不良地質(zhì)發(fā)育狀況等。測量成果應反映塔附近的洞穴、土洞的發(fā)育狀況、塔基是否為土巖組合基礎、塔基土層是否為紅粘土、塔附近是否有危險巖石等不良地質(zhì)作用、地下水特征、結(jié)構(gòu)提出相關(guān)防治建議。

2巖溶區(qū)特高壓輸電線路測量應注意的問題

巖溶區(qū)特高壓輸電線路巖土工程測量相關(guān)巖土工程問題較多，可采用相應的測量手段和測試適當解決。以下主要介紹巖溶區(qū)測量過程中兩個普遍存在的重要問題:巖溶穩(wěn)定性評價、空區(qū)上方基礎承載力確定。

2.1巖溶解穩(wěn)定性評價

巖溶解測量過程中，巖溶解發(fā)育程度和洞穴穩(wěn)定性至關(guān)重要，與塔基的穩(wěn)定性和電力線路的安全運行有關(guān)。在測量現(xiàn)場應充分調(diào)查和運用相應的測量手段判別巖溶性發(fā)育狀況，及時避免巖溶性不穩(wěn)定區(qū)域。2.1.1定性評價根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，結(jié)合現(xiàn)場測量判斷現(xiàn)場是否屬于不適合塔的地區(qū)，或者不考慮巖溶解對塔的影響地區(qū)，如果不符合不考慮巖溶解不良影響的塔的地區(qū)，就必須進一步分析塔的穩(wěn)定性。有經(jīng)驗的地方可采用類比法或經(jīng)驗比擬法進行定性判別。

2.1.2定量評價目前，定量判別主要根據(jù)經(jīng)驗公式檢查洞頂板的穩(wěn)定性。根據(jù)文獻7，巖溶頂板為中厚層或薄層、裂縫發(fā)育、易風化的巖層時，頂板有可能崩潰的溶解孔，頂板的安全厚度可以用溶解孔頂板崩潰自己填補孔體所需的厚度來計算。必要的塌陷高度h按下式計算:式中:H0是塌陷前洞體的最大高度k是巖石松散系數(shù)。頂板巖層完整，強度高，層厚，頂板厚度和裂縫切割情況已知，可根據(jù)情況按懸臂梁、簡單支撐梁、兩端固定梁等模型計算。上霸頂板巖層最小厚度h檢測公式如下:公式中，m為根據(jù)模型計算彎矩b為梁板的寬度σ為巖體計算抗彎強度fs為支架剪力s為巖體計算抗剪強度。根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查和測量，通過以上公式計算巖體的安全厚度，乘以適量的安全系數(shù)Ks，可以比較實際的巖體頂板厚度，確定基礎的穩(wěn)定性。

2.2巖溶解和空地基礎承載力確定

巖溶解和空地基礎極限承載力和穩(wěn)定性問題是比較復雜的課題。目前，許多學者進行理論分析和模擬實驗研究，得到了相應的經(jīng)驗公式和修正系數(shù)，但工程界尚未提出成熟的巖溶和空區(qū)上方地基極限承載力的理論計算方法。

2.2.1天然基礎承載力與相關(guān)因素的關(guān)系楊宜章采用考慮基礎兩側(cè)包括對數(shù)螺旋線型剪切區(qū)時對應的破壞模式，建立基礎極限承載力比與孔頂厚度和孔大小的關(guān)系(見圖3、圖4)�？梢姡�隨著r/B的增加，地基極限承載力比呈減少趨勢，而且其減少趨勢隨著r/B的增加而減少。圖中也反映了H/B越大，其基礎極限的承載力比也越大。地基寬度、空洞大小、空洞頂板厚度等對地基承載力有重要影響，隨著空洞半徑的減小、頂板厚度的增加，地基承載力增加，地基承載力比逐漸接近l，也就是空洞對承載力沒有影響的范圍。

地基巖土體強度參數(shù)的粘接力和內(nèi)摩擦角對地基承載力的影響明顯，在空洞和地基幾何條件不變的情況下，地基承載力與粘接力的增加相似，內(nèi)摩擦角影響破壞形態(tài)，內(nèi)摩擦角增加，承載力明顯增加。巖體自重對空洞上方條形基礎承載力的影響不明顯。由其成果可以看出，H/B足夠大(相對一定的孔跨度)時，溶解孔上方的基礎承載力比接近1，如果不采用通常的無空洞時的承載力計算公式進行承載力計算，則應進行折扣計算，其天然基礎的承載力修正系數(shù)可以參考文獻8的相關(guān)成果。

2.2.2樁基地基承載力與相關(guān)因素的關(guān)系在樁基下存在空洞時，空洞高度對樁的極限承載力結(jié)果影響較小，一般稍微減小，取qu=1.8MPa，空洞高度在0.5~3.0d以內(nèi)變化時，樁的極限承載力誤差在2.37%以內(nèi)由此可見，在采空區(qū)上部塔的基礎上有足夠厚度的頂板時，不考慮空洞對基礎承載力的影響，在考慮空洞對承載力的影響時，可以根據(jù)情況結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗系數(shù)取得塔的綜合承載力值。

3結(jié)論

(1)巖溶區(qū)特高壓線路測量是比較復雜的巖土工程測量，應根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求提前規(guī)劃，確定有效的測量實施方案。(2)巖溶區(qū)巖土工程勘測前，應搜集附近相關(guān)區(qū)域地質(zhì)及工程資料，對沿線巖溶情況進行初判;現(xiàn)場采用地質(zhì)調(diào)查為主，采取必要的地質(zhì)勘探、物探及適當?shù)脑�位測試工作，并采集適量的巖土試樣進行物理力學分析。(3)在巖土工程測量成果中，巖溶解場反映了塔附近的溶解孔、土洞的發(fā)育狀況，塔是否為土巖組合的基礎，塔的土層是否為紅粘土，塔附近是否有危險的巖石等不良地質(zhì)作用，地下水的特征，對結(jié)構(gòu)提出了相關(guān)的防治建議。

(4)巖土工程測量前期，必須判斷現(xiàn)場是否屬于不適合塔的地區(qū)，或者不考慮巖溶解對塔的影響地區(qū)。塔屬于不適合塔的地區(qū)時，應盡量避免塔不符合巖溶不良影響的塔時，應進一步分析塔的穩(wěn)定性，可以用定性或定量的方法進行評價。(5)塔基下部有足夠厚度的頂板時，不考慮空洞對基礎承載力的影響，考慮空洞對承載力的影響時，可根據(jù)實際情況，結(jié)合現(xiàn)有經(jīng)驗系數(shù)對塔基進行綜合承載力的評價。