郝 兵 李從昀 劉世巖 劉瑩光
(北京電力經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司,北京 100055)
為解決我國工程規(guī)范體系不夠合理、標準化協(xié)調(diào)推進機制不完善等問題,國務(wù)院于2015 年3 月下發(fā)《深化標準化工作改革方案的通知》[1],住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2016 年印發(fā)《關(guān)于深化工程建設(shè)標準化工作改革的意見》(建標[2016]166 號)[2],開啟了工程建設(shè)標準化改革的序幕。
架空輸電線路巖土工程勘察具有鮮明的區(qū)域性和行業(yè)特征。我國電力行業(yè)勘察規(guī)范是工程建設(shè)標準體系的重要組成部分,但又獨具特點。由于歷史和行業(yè)原因,我國電力勘察規(guī)范尚有一些規(guī)定與國家標準不相協(xié)調(diào)。住建部于2021 年10 月13 日頒布《工程勘察通用規(guī)范》[3](簡稱“《通用規(guī)范》”),2022 年4月1 日生效。該規(guī)范為全文強制性工程建設(shè)規(guī)范,作為基本規(guī)范,效力上相當于技術(shù)法規(guī),建設(shè)工程勘察必須遵守該規(guī)范。
架空線路工程勘察的主要特點包括:(1)線路長度大,通常為數(shù)公里到數(shù)十公里,我國已經(jīng)建成的幾條特高壓輸電線路長達上千公里;
(2)塔位呈點狀分布,作為受力結(jié)構(gòu)的鐵塔每隔200~300 m 設(shè)置,有些塔的跨度更大,因此勘察工作重點關(guān)注塔位處的巖土工程問題,塔與塔之間的巖土工程問題對線路工程建設(shè)和運營安全幾乎沒有影響(大型地質(zhì)災(zāi)害除外);
(3)高壓塔基礎(chǔ)的下壓承載力往往不是主控因素,而是上拔荷載較大,基于以上受力特點,架空線路工程勘察與普通建筑物勘察重點不同;
(4)線路穿越的地貌單元多,常常包括山地丘陵、平原河谷、戈壁沙漠等,由于環(huán)境條件復(fù)雜,山區(qū)工程占架空線路長度的比例很大,從工程的投入產(chǎn)出比考慮,山區(qū)架空線路勘察一般采用工程地質(zhì)調(diào)查與測繪,鉆探、物探及取樣工作較少采用。
國內(nèi)現(xiàn)行的架空輸電線路勘察規(guī)范[4-6]對于可行性研究和初步設(shè)計階段一般無勘探點及取樣要求,在施工圖階段僅對平原河谷區(qū)及戈壁沙漠段的塔位提出了相對具體但比較寬泛的要求,對于其他地貌單元段未作明確規(guī)定,并且主要采用工程地質(zhì)調(diào)查和測繪的手段進行。近年來國內(nèi)特高壓工程對巖土工程勘察工作要求較高,將鉆探工作列為勘察必須的手段,譚光杰[7]分析了特高壓工程巖土工程勘察的具體要求和現(xiàn)實困難并提出了解決思路。付江缺等[8]總結(jié)了海外架空線路勘測工作的作業(yè)模式和特點。歐盟、英國、美國及國際電工協(xié)會的勘察標準[9-13]對各類工程勘察也只做了原則性的規(guī)定,并未對實物工作量做具體要求。McAllister 和Kwiatkowski[14]介紹了英格蘭地區(qū)架空線路的勘察方法,針對第四系土層和基巖,采用鉆孔、原位測試和室內(nèi)試驗的方法完成了勘察。Johnson[15]介紹了架空線路勘察的要求一般是由電力公司、管理部門和設(shè)計單位共同制定的,這些要求往往差異較大。Heim 等[16]介紹了架空線路勘察采用的工程地質(zhì)鉆探、原位測試和室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計方法和可靠性分析。
由于變電站及城市電纜工程在我國許多地方已經(jīng)納入建設(shè)工程的管理范圍,一般需要同時符合建設(shè)行業(yè)的各類標準。而架空線路工程由于其行業(yè)和施工特點,多數(shù)地區(qū)尚未納入建設(shè)工程管理范圍,主要執(zhí)行電力行業(yè)的相關(guān)規(guī)范,一些規(guī)定與《通用規(guī)范》有一定差異,本文從勘察單位執(zhí)行《通用規(guī)范》的視角,梳理和分析執(zhí)行過程中應(yīng)注意的工程勘察鉆孔布設(shè)及深度、取樣測試、室內(nèi)試驗等方面的內(nèi)容深度變化情況,以期為架空線路工程勘察高質(zhì)量發(fā)展提供解決思路。
《通用規(guī)范》3.2.2 條規(guī)定,詳勘階段勘探點布置應(yīng)符合表1 的規(guī)定。
表1 《通用規(guī)范》勘探孔深度要求[3]
對于平原河谷段的架空線路工程,目前規(guī)范規(guī)定根據(jù)場地復(fù)雜程度,一般間隔1~3 座基塔布一個勘探孔,并不是每基塔都進行鉆探,這本身是否符合通用規(guī)范尚需討論。間隔鉆探意味著每公里可能只有一個鉆孔,這對于河流相地層來說可能會有較大變化,有時地貌單元上已經(jīng)發(fā)生了變化,這種控制精度很難把整條線路的場地進行準確的地貌單元劃分。即使花了大量的精力進行地質(zhì)調(diào)查后,進行了詳細劃分,每個地貌單元的絕對鉆孔數(shù)量也并不多,很難滿足數(shù)據(jù)統(tǒng)計的需求。
《通用規(guī)范》3.2.3 條規(guī)定,控制性勘探孔深度應(yīng)滿足場地和地基穩(wěn)定性分析、變形計算的要求;
一般性勘探孔深度應(yīng)滿足承載力評價的要求。
《通用規(guī)范》3.2.5 規(guī)定,樁基礎(chǔ)的勘探孔深度應(yīng)符合表2 的規(guī)定。
表2 《通用規(guī)范》樁基礎(chǔ)勘探孔深度要求[3]
上述條款關(guān)于勘探的規(guī)定,雖然未直接明確所有架空線路塔位必須進行鉆探,但從規(guī)定的鉆孔布置以及深度規(guī)定上來看,鉆探工作是必要的,《通用規(guī)范》也尚未區(qū)分山區(qū)丘陵和平原河谷不同地貌單元的具體要求,這極容易在以后的規(guī)范執(zhí)行中產(chǎn)生分歧。目前山區(qū)丘陵段的架空線路以工程地質(zhì)調(diào)查和測繪為主要勘察手段,極少進行工程地質(zhì)鉆探,如果按照均需要進行鉆探工作考慮,達到上述勘察要求的難度比較大。
《通用規(guī)范》3.2.8 條規(guī)定,采取巖土試樣和原位測試應(yīng)滿足分析評價要求,并應(yīng)符合表3 的規(guī)定。
表3 《通用規(guī)范》取樣測試要求[3]
目前位于山區(qū)丘陵的電力架空線路的勘察方法,除了近年來巖石錨桿基礎(chǔ)需要進行地質(zhì)鉆探外,其余一般線路主要仍以工程地質(zhì)調(diào)查和測繪為主,極少進行地質(zhì)鉆探,因此無法進行原位測試和取樣,顯然不能滿足《通用規(guī)范》的一般要求。平原河谷區(qū)工程一般會進行地質(zhì)鉆探,但按照工作習(xí)慣,也主要進行標準貫入試驗、重型動力觸探和靜力觸探,一般不進行室內(nèi)試驗,與《通用規(guī)范》的要求內(nèi)容差距較大。近年來特高壓工程對取樣和測試提出了較高的要求,例如要求逐基鉆探、逐腿勘探,并采取試樣進行室內(nèi)試驗工作。但低電壓等級的架空線路工程仍然以傳統(tǒng)的勘察技術(shù)要求為主。
《通用規(guī)范》5.0.1 條規(guī)定,原位測試和室內(nèi)試驗的項目、方法和依據(jù)的技術(shù)標準應(yīng)根據(jù)勘察目的、場地地質(zhì)情況、任務(wù)書或項目合同確定。非標準的試驗應(yīng)有試驗設(shè)計。同一試驗項目有多種試驗方法時,試驗報告中應(yīng)注明試驗方法。
上述條款雖對室內(nèi)試驗僅進行了原則性的規(guī)定,但即便如此,目前山區(qū)架空線路的勘測一般不采取試樣、不進行室內(nèi)試驗,尚未達到上述條款要求。
《通用規(guī)范》對于不良地質(zhì)作用勘察、特殊性巖土勘察、地下水勘察作了基本規(guī)定,對于勘探與取樣、原位測試和室內(nèi)試驗方法和操作都有相應(yīng)的規(guī)定,應(yīng)作為工程勘察工作的最基本遵循原則。通過對比以上規(guī)定可以看出,架空線路勘察的作業(yè)可以滿足規(guī)定。
通過對比《通用規(guī)范》和現(xiàn)行架空線路勘察相關(guān)規(guī)范的的條款,得出如下結(jié)論:
(1)現(xiàn)行電力行業(yè)規(guī)范中,山區(qū)丘陵地區(qū)架空線路工程勘察主要以工程地質(zhì)調(diào)查和測繪為主,與《通用規(guī)范》規(guī)定的勘探孔的布設(shè)要求不能協(xié)調(diào)一致;
平原河谷區(qū)架空線路工程勘察基本可以滿足《通用規(guī)范》要求。
(2)現(xiàn)行電力行業(yè)規(guī)范關(guān)于架空線路勘察的取樣和測試以及室內(nèi)試驗等都未提出明確要求,而《通用規(guī)范》關(guān)于取樣和測試的數(shù)量要求更為具體,目前架空線路在勘察深度上很難達到規(guī)定的要求,特別是位于山區(qū)丘陵和戈壁荒漠區(qū)的架空線路工程。
(3)現(xiàn)行電力行業(yè)規(guī)范和《通用規(guī)范》在原位測試和室內(nèi)試驗方面未有明確的要求,整體上可以協(xié)調(diào)一致。
(4)《通用規(guī)范》的實施,一定程度上會重塑行業(yè)、團體及企業(yè)規(guī)范體系,各類規(guī)范的修編應(yīng)以通用規(guī)范為基礎(chǔ),提出更加明確的勘察技術(shù)要求。
隨著《通用規(guī)范》的發(fā)布和實施,架空線路工程勘察在執(zhí)行過程中需要改進傳統(tǒng)勘察工作方法,投入更大的勘察工作量,創(chuàng)新勘察方法,以達到更高的質(zhì)量要求。
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