(中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司湖南长沙410007)
摘要：湖南是地质灾害多发省份之一，我省电网建设和运行的实践表明，地质灾害是影响输电线路安全的关键因素之一，研究和分析地质灾害的成因及应对措施，对电网安全运行有积极意义。本文通过对湖南输电线路主要地质灾害进行分析，提出在输电线路设计及施工时的防范应对措施。
关键词：地质灾害；控制因素；输电线路设计；施工管理；主动控制
湖南作为地质灾害多发省份之一，地形地貌的类型复杂多样。我省电网建设和运行的实践表明，地质灾害成为影响输电线路安全的关键因素之一，研究和分析地质灾害的成因及应对措施，将对日后我省电网安全运行带来积极意义。
1湖南地质特点及主要输电线路地质灾害
1.1地质灾害的类型概况
湖南地处东经108°47ˊ～114°45ˊ、北纬24°39ˊ～30°28ˊ之间，境内东南西扇面环山，幕阜、罗霄山脉绵亘于东，五岭山脉屏障于南，武陵、雪峰山脉逶迤于西，中部丘陵与河谷盆地相间。由于复杂的自然地理条件和人类工程活动，湖南电网输电线路地质灾害频发，种类繁多。根据多年来电网输电线路工程的灾害处理及防治经验，分布广、影响大、易成重灾的，主要是滑坡、崩塌、泥石流、内涝及洪水冲击等。
1.2地质灾害形成的主要控制因素
湖南省地质灾害的形成和发展，主要受岩土性质和构造、地形地貌、降雨及人类工程活动等因素控制。这些因素对不同的地质灾害所起的作用各不相同。
1.2.1岩土性质和结构
岩土性质和结构是地质灾害发生和发展的重要内在因素，特别是滑坡、崩塌、水土流失、地面塌陷、泥石流等地质灾害与它有着非常密切的关系。易风化的岩浆岩、片岩和红色砂岩等岩类分布区的水土流失非常严重；变质岩、碎屑岩等地层，因为层理发育的原因，软弱夹层多，会造成滑坡和崩塌；岩浆岩、碎屑岩及浅变质岩风化生成的残坡积则岩体松散，力学强度很低，会导致泥石流或者滑坡的发生；在河谷平原地区，冲积、冲湖积的结构特性，则会导致管涌和崩岸的发生。
1.2.2地质构造
地质构造对于地震、地裂缝、地面塌陷、滑坡、崩塌等地质灾害的发生和发展起着很紧要的作用。一般在断裂构造带和褶皱构造核部、翘起端、倾伏端，岩石破碎，裂隙发育，岩溶较发育，将促使岩溶地面塌陷的形成。断裂构造造成的破碎岩带和裂隙发育带，易发生滑坡、崩塌，为泥石流形成提供了固体物质来源。
1.2.3地形地貌
决定斜坡稳定性的主要因素有：地形的切割程度以及密度，还有斜坡的形态、高度和坡度。我省的武陵山、南岭、雪峰山等山脉，由于受地质构造运动的影响，发生了间歇性抬升，使湖南湘西、湘西北及湘西南、湘东南形成山原或山地。这些陡峻斜坡的地形地貌，将大大增加边坡发生破坏的机率，因而诱发滑坡、崩塌发生。
1.2.4降雨
降雨也是引起地质灾害的重要原因，比如水土流失、山体滑坡、泥石流、地面塌陷等，都与降雨有关。水土流失的决定因素很多，与降雨量有很大关系，而同时还受降雨强度、降雨时间的影响，一般降雨强度大，降雨量多，降雨历时长，水土流失玖会越严重。湖南年降雨量多在1200mm以上，且降雨集中及降雨强度大的特点，特别是一些多雨区，其水土流失程度往往较高。雨水的入渗，会使地面岩土体的含水量增加，大大软化岩土，降低岩土体强度，还产生动水压力，从而诱发山体滑坡、崩塌，甚至造成泥石流的发生。
1.2.5人类工程活动。
地质灾害与人类的活动也有非常密切的关系，特别是不合理的人类活动往往是诱发地质灾害的重要原因。不合理的乱砍滥伐，乱采乱挖矿产资源，将导致水土流失，更有甚者将诱发泥石流灾害。过量开采地下水易引发地面沉降。在公路铁路、水利矿产等工程的施工过程中，人为的开挖边坡，恶意改变边坡坡度，将改变旧有的原始天然坡度，可能引起滑坡，甚至崩塌。送电线路施工过程中，对塔位周边植被的破坏、接地引下线埋设破坏土体结构等，也是崩塌和滑坡地质灾害产生的原因。
2应对及防治对策
湖南电网输电线路几乎每年都会有地质灾害情况发生，主要集中在长沙、怀化、张家界、郴州、益阳、永州等地，地质灾害的防治和应对措施研究对线路建设和安全运行具有积极意义。
2.1输电线路工程设计阶段采取的主动措施
2.1.1在线路设计的可研、初设等前期阶段应充分调研线路沿线的地质情况，做好地质灾害评估。
2.1.2线路施工图设计时，地质和结构设计专业应逐基勘察到位。
2.1.3合理选择塔位，避开滑坡体；避免在疑似滑坡、崩塌位置设置杆塔。
2.1.4靠近河流塔位应尽量避免在冲刷侧立塔。无法避开时，根据杆塔基础型式特点，应留足基础保护土体范围，在河堤受冲刷位置适当设置挡土墙防止崩岸；优先选择灌注桩等深埋式基础型式。
2.1.5在河床等可能受洪水及河道漂浮物冲击位置立塔，基础计算时应充分考虑洪水和漂浮物冲击等水平力的影响，并适当考虑在迎水面设置主动防护桩等基础防撞措施。基础露高应大于最高洪水位。内涝积水地区及河滩设置塔位时，基础主柱顶面高程不应低于5年一遇洪水位高程。
2.1.6山区应避免在冲沟底部设置塔位，避开山洪、泥石流等可能带来的不利影响。
2.1.7山区梯田等位置设置杆塔，如地表水具备疏导排离条件的塔位，可优先考虑人工挖孔基础、掏挖式基础等原状土基础型式，避免常规板式基础开挖对土体大范围的破坏。
2.1.8在地形陡峭的山坡上进行掏挖式、人工挖孔基础等原状土基础施工时，余土应尽量堆放在缓坡上，且不宜在塔位周边以设置挡土墙方式堆放余土。因陡峭地形设置挡土墙方式堆放余土存在以下缺点：
1）挡土墙设置规模较大，但堆放的余土不多；
2）地形陡峭，挡土墙砌筑质量难以保证；
3）挡土墙砌筑破坏原状土稳定性，反而容易引起崩塌及滑坡。建议尽量选择余土外运方式，就近在塔基周边选择平缓处堆放。
2.2输电线路工程施工阶段采取的主动措施
2.2.1在地质灾害易发区施工时，提前安排专人负责收集该地区地质信息和气象信息，通过对信息的收集、分析和鉴定，并结合前期地质条件的检验，实时对工程管理规划作出相应调整，做到提早介入，及时实施。
2.2.2通过整合人员、材料、机械、措施、环境五大制约因素，建立一个有效的管理控制体系，避免在输电线路工程施工过程中出现管理的漏洞，造成质量问题。
2.2.3做好输电线路施工的方案，从多方面控制工程的施工质量和施工过程。具体的方法有：
1）合理组织基础和杆塔施工，最大限度的减少对原始地貌的破坏。
2）对基础开挖的余土进行妥善处理。山区线路基础型式一般为原状土基础，开挖方量小，对于坡度较缓的塔位，宜采用土装编织袋、块石挡土墙等型式就地处理；对于坡度较陡的塔位，宜采用余土外运型式，就近找较缓的地段处理余土水田等泥沼位置塔位，应将余土堆放在塔基征地范围内，并进行夯实，防止水土流失。
3）塔位上山坡位置设置的截水沟、塔脚周边的排水沟等应按照设计要求，采用浆砌块石或浇筑细石混凝土等措施硬化，使截水沟和排水沟能发挥其应有的作用。
4）接地网埋设完毕后，其上覆土应进行夯实，不宜留下明显的沟槽，防止雨水从沟槽中入渗，引起塔位附近土体滑坡和崩塌。
2.3输电线路工程地质灾害出现后的处理措施
线路杆塔塔位出现险情后，应先判断已出现的地质灾害是否对塔位基础和杆塔造成危害。如滑坡、泥石流、洪水及漂浮物已经对杆塔和基础造成不可逆转的损伤，应果断采取移位等处理措施，减少灾害的进一步扩大。杆塔原位如可以补救加固处理，建议针对不同地质灾害类别，采取如下措施：
2.3.1杆塔应及时采取杆塔临锚、彩条布覆盖渗水裂缝等措施，防止事故进一步扩大。必要时应申请线路停电退运。
2.3.2塔位基础被水淹没。按照《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T5219-2014）要求：“内涝积水地区及河滩设置塔位时，基础主柱顶面高程不应低于5年一遇洪水位高程”，如塔位经常出现内涝积水，杆塔钢材易锈蚀，应进行处理。建议处理措施：
1）凿除原基础保护帽；
2）塔脚钢材进行除锈、防腐处理；
3）基础顶面凿毛，清洗干净；
4）采用C20级混凝土浇筑混凝土保护帽。保护帽高度高出内涝水面高程，宽度以超出塔脚板外边缘不小于100mm、且保证高度范围内的塔腿斜材不被水淹为宜。
2.3.3杆塔被洪水漂浮物冲击。根据收集的漂浮物情况，可采用设置防护桩或挡水墙等措施：
1）对于洪水位不高的情况（≤2.0m），可采取在迎水面设置挡水墙方式，对漂浮物进行阻拦；
2）如洪水位较高、采取挡水墙方案投资较大，建议在迎水面设置防护桩。防护桩可以采用现浇混凝土，亦可采用预应力混凝土电杆管节，根据上游漂浮物情况，桩间距设置为1.0～1.5m，即可做到很好的防护效果。
3）如淹水区杆塔为预应力混凝土电杆，应根据淹水情况，对混凝土杆及拉线分别设置防护桩保护，拉线应重点防护。
2.3.4塔位土体崩塌及山体滑坡。
1）应先详细勘察滑坡体性质和崩塌情况，判断是土体滑动还是岩层滑动，浅层滑动还是深层滑动，以及滑坡范围、可能危及的区域等。
2）塔位上山坡来水区域应及时修筑截水沟，滑坡体范围采用彩条布覆盖等隔水措施，防止地表水继续流入滑坡体。
3）根据滑坡体大小、滑动深度、滑坡体前后缘高差等综合考虑处理措施。浅层滑坡且滑坡体高度不大（≤4.0m）时，建议采取在稳定土体上设置挡土墙型式；深层滑坡、滑坡体高差较大、滑坡体范围较大，可根据实际情况和经济比较，采取抗滑桩+挡板+挡土墙+土钉锚固等综合措施进行土体加固。
2.4输电线路工程地质灾害的后评价
开展输电线路工程地质灾害的后评价，对输电线路工程前期的预测、工程过程管理、应对纺织措施等多方面做出系统的总结和归纳。从科学性的角度评价输电线路工程的可靠性和安全性，也能反映输电线路工程的投资效果，保障电网建设的健康有序发展。
3结论和建议
3.1线路设计阶段应充分做好地质勘察和线路选线、定位工作，主动避开地质灾害较活跃地段。
3.2工程建设施工应注意环境保护。基础开挖、余土堆放、接地线埋设、杆塔组立和放线等尽量减少对植被的开伐及土体破坏，规范施工工艺流程，避免人为因素诱发地质灾害。
3.3加强地质灾害监测和预报工作，特别是雨季的线路巡查应适当加大力度。
3.4出现地质灾害情况应引起重视，及时采取措施，防止危害进一步扩大。
3.5建立有效的事前控制、事中控制和后评价体系，为日后输电线路的实施积累宝贵经验。
参考文献:
［1］《湖南地质灾害》1999年10月湖南科学技术出版社，主编：杨顺泉、李佐海等；
［2］《地质灾害防治条例》2009年11月24日国务院令第394号发布；
［3］《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T5219-2014）2014年10月15日国家能源局发布；
［4］《浅谈地质灾害治理工程项目管理及质量控制》2015（5）地球，陈春阳，莫永清，周霞；
［5］《地质灾害治理工程项目后评价体系》2010年6月，中国地质灾害与防治学报，杨燕雄，谢亚琼。
作者简介:
李春（1977），男，高级工程师，从事电网输电线路设计。
刘俭（1985），男，工程师，从事输电线路结构设计。