湿陷性黄土线路设计注意的问题

湿陷性黄土线路设计注意的问题

【摘要】本工程沿线黄土及黄土类土分布广泛，且多为湿陷性黄土。本章主要针对湿陷性黄土的特性，通过分析比较，提出合理的地基处理措施，以满足工程的实际需要。

【关键词】湿陷性；黄土地基；线路设计

1 黄土的基本概念

黄土的是一种第四纪沉积物，黄土是第四纪以来，在干旱和半干旱地区，由于不同的动力作用所沉积的以粉土颗粒为主、多孔隙、多含钙质的土。黄土具有一系列内部物质成分和外部形态的特征，它不同于同时期的其它沉积物，而是分布于一定的自然地理区域中，有一定的规律性。我国是世界黄土分布面积最广的国家，约占我国陆地总面积的7%。

2 湿陷性黄土的概念

黄土的湿陷性是指在一定压力作用下受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著附加下沉的性质。根据受力条件的不同，湿陷性黄土可分为自重湿陷与非自重湿陷两种类型。自重湿陷性黄土是经浸水在自重作用下即发生湿陷的一种特殊粘性土，它形成于干旱气候条件下。非自重湿陷性黄土是指在没有外部附加荷载的情况下浸水不发生湿陷，但有外部附加荷载时浸水即发生湿陷的黄土。湿陷性黄土在干燥状态下具有较高的结构强度，可承受一定的荷载，变形量相对较小，但受水浸湿后，在外部荷载作用下，其结构迅速破坏，承载力急剧下降，产生湿陷变形，导致其上部构筑物因地基沉降变形过大而破坏。《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025-2004）2.1.1条指出，湿陷性黄土为在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生明显附加下沉的黄土。可以看出，导致实现性黄土结构破坏的因素有两个：压力、受水浸湿。

我国黄土地区的地貌大致有平原、丘陵、高原、山地等四种类型。在黄河中游地区，这四种类型集中表现，而且比较典型。在工程地质方面，常将黄土地区地貌分为两大类，即高原类和河谷类。高原类的黄土地貌由于受下伏古地形的影响，常表现为黄土塬、黄土梁及黄土峁。河谷类多以阶地形式出现。宽广的堆积阶地，阶面开阔。本工程属河谷类黄土。

3 工程沿线黄土地形地质情况

根据陕西省电力设计院沿线正在设计的澄县和大荔县输变电工程“岩土工程勘察报告”资料，场地的自重湿陷量zs为318.96～1252.56mm，为自重湿陷黄土；总湿陷量947.18～1689.26mm，场地湿陷等级为Ⅲ～Ⅳ级（很严重），根据以上资料和工程经验，沿线黄土地基暂按Ⅲ～Ⅳ级自重湿陷性黄土场地考虑。

4 本线路沿线湿陷性黄土对线路的主要影响及危害

湿陷性黄土影响送电线路表现形式很多，很复杂。通过详细的现场踏勘，充分借鉴国内外送电线路勘察设计成果，结合我院在陕西黄土地区送电线路勘察设计中积累的经验，我们把本线路沿线的湿陷性黄土对送电线路的主要影响及危害归纳为三种：

4.1 对塔基的影响

从前面的论述中，我们不难看出黄土湿陷最直接危害的就是铁塔的地基和基础，无论是地基整体沉降还是不均匀沉降都会给铁塔，甚至线路造成严重的危害。这种教训很多、很惨痛，应时时警示每一个送电线路设计人员。

4.2 对铁塔的影响

铁塔作为送电线路的承力结构，如果作为地基的黄土产生了不均匀湿陷，势必会引起四个塔腿的不均匀沉降，使上部铁塔杆件的变形超过正常使用极限状态，而无法正常使用。即使杆件未超过正常使用状态，也会导致结构体系内力分布的变化而使部分杆件发生强度破坏或失稳，最终危及整个结构的稳定。

4.3 水土流失的危害

在黄土河谷地带，由于地表水冲刷剥蚀造成水土流失现象十分严重。这种现象经常在边坡附近形成许多冲槽、冲沟、洞穴，并有扩大之势。如果塔位处于这类边坡附近，它们常常是危害边坡坡脚甚至塔基稳定的根源。水土流失更严重危害线路周边的环境，不利于植被的恢复，对线路的长期运行十分不利。

5 黄土湿陷的原理及基本特征

经研究，影响黄土湿陷性的微观因素主要有黄土的微观结构特征、颗粒组成、化学成分；宏观因素主要有黄土的含水量和上覆压力大小。

对于黄土湿陷性微观因素的研究主要集中在以下几个方面：通过对骨架颗粒的微观结构变形分析，认为黄土的湿陷过程就是骨架颗粒的分解和重新排布的过程；而对孔隙的微观结构变形分析认为黄土的湿陷过程是大孔隙破坏，中孔隙变形，小空隙、微空隙增多，空隙比减小的过程；而对胶结物质的微观结构变化分析认为黄土的湿陷破坏主要是土中骨架颗粒胶结的破坏，在外力作用下，黄土颗粒原先的粒间胶结力遭到破坏，骨架颗粒脱离原先胶结力的约束而重新排列。湿陷性黄土主要分为非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土。湿陷从成因上可分为自然诱发和人为诱发，它们造成的经济损失都是相当严重的。近年来随着我国工农业的发展，人为诱发的湿陷有逐渐增多的趋势。如兰州钢厂第一炼钢车间，曾因生产用水管理不当，造成湿陷，建筑物平均相对沉降达0.74m，导致建筑物报废，造成巨大的经济损失。

6 防治湿陷性黄土危害的基本原则及措施

6.1概述

从以上论述中，我们已了解了沿线湿陷性黄土对线路可能造成的危害，铁塔一般位于较高的地理位置上（如坡、梁、峁顶），本工程沿线地下水位较深但水利事业较发达，地下水不会影响铁塔基础，对地基土产生湿陷的水主要来自地表水（灌溉、雨水等），若其渗到铁塔基底，会使地基产生湿陷。因此，地表水渗深就成为送电线路设计中首先应解决的问题，下面我们将就本工程有针对性地提出防治湿陷性黄土危害的基本原则及措施。

6.2 防治湿陷性黄土对线路危害的基本原则

（1）防患于未然，在湿陷性黄土地区的线路走径规划、塔位选择阶段就尽量使线路远离可能产生危害的地区；

（2）局部地区如无法避开时，处理方案应强调综合治理即防水措施、环境治理与地基处理并重的原则。当然以上三条在具体实施时，应根据现场实际情况，各有侧重地选择，以达到实用、经济、高效的目标。