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【摘要】主要针对变电站土建部分改造工程进行描述，着重对涉及变电站工程安全的挡土墙修理方案进行论述。
【关键字】变电站改造；挡土墙修理；分析比较
220kV老区变电站（原220kV右江变电站）位于百色市市郊六塘一山丘上，距离西北侧百色市区约9km，距离北东侧燃汽供应站约70m，距离北东侧324国道约0.7km。
变电站自2009年建成以来，直至今年9月底才试运行一周，场地内出现了较大面积的地面沉降，地面塌陷，路面开裂，挡土墙失稳破坏，设备结构倾斜等现象。我公司委派设计人员多次到变电站现场踏勘、测量，发现目前变电站工程质量和现状，与南方电网标准设计及施工工艺标准要求相距甚远，且部分建构筑物存在很严重的安全隐患，变电站应进行局部修理。本文主要针对挡土墙修理工程进行论述。
1.站区挡土墙存在的问题
根据现场调查结合相关资料分析，站区西南侧回填区较高的浆砌片石挡土墙变形较大，水泥砂浆不饱满，泄水孔很少，部分挡土墙发现有裂缝发育，墙体底部有悬空现象，见下图：
可判定挡土墙变形破坏的主要原因有：A、挡土墙本身结构问题，水泥砂浆强度差，未勾缝，自身稳定性较差；B、场地内排水系统不完备，降雨条件下大量雨水经地表裂缝等渗入填土层中；C、泄水孔少，入渗的雨水排泄不畅，造成挡土墙后缘饱水，土压力增大，且形成较大的静水压力。因此，原挡土墙的稳定性难以满足要求，须采取加固措施或者重新设计修理。
2.挡土墙修理方案分析和比较
2.1浆砌片石挡土墙
通过综合的经济、技术、可靠性等各项分析比较后有以下整改方案：
2.1.1拆除现有存在安全隐患的挡墙重新设计修建方案。该方案优点为施工工艺简单，操作方便，可在施工过程中监测地基土层变化情况，对工程质量控制有保障，工程费用相对低。缺点是由于目前填土已完成，拆除重建将涉及到填土区的部分土方需重新挖出，已修建的挡墙也需拆除，由此将需要较大的施工面来堆放挖出的填土及拆除的挡墙片石，占地稍大。工程量：拆除原挡土墙产生废弃片石约5000m3，可回收利用率约为70%，因此外弃部分片石约为1500m3，新建挡土墙工程量均约为6000m3，挖填土方均约为3800m3，外运土方约为1000m3；填土粉质粘土②具弱膨胀性，回填时需掺7%生石灰处理。工程费用约230万元。
2.1.2通过压力灌浆方法改善挡土墙背后填土的土体力学指标，用以减小墙体的主动土压力的方法不可行。主要原因有：（1）墙后填土经过现场抽样检测发现填土有弱膨胀性，压力灌浆难以确保所灌浆体能均匀散布到墙后填土之中，无法确保能够达到预期效果。（2）灌浆面积较大，处理费用较高昂。（3）因墙体侧向位移过大对原土体产生一定的破坏作用，土体力学指标有所弱化，而压力灌浆对已产生一定破坏的墙底原土体很难起到改善作用，在荷载增加的情况下挡土墙仍然存在继续侧移的可能。
2.1.3墙身直接打锚索加固方案。由于挡土墙背后自然地面比较平缓，而且勘察钻孔未发现场地有基岩存在，锚索难以起到有效的作用，因此判断此方案不可行。
2.1.4在挡土墙外侧加砌挡土墙增加挡土墙自身重量方案。由于此方案难以将新旧挡墙很好结合成一体共同作用，同时也无法改善挡墙底已产生一定破坏的原土体的力学指标，由此判断此方案不可行。
2.1.5挡土墙内侧加抗滑桩加固方案。经过计算，当抗滑桩的桩径及桩长、桩距达到一定程度之后可以很好地分担挡土墙的主动土压力，而且由于抗滑桩埋深较深，可以有效地防止挡土墙沿潜在滑动面继续发生侧向位移。但原有浆砌片石挡土墙未设置泄水孔且砂浆不饱满，部分挡土墙底有悬空现象，抗滑桩只能对墙背土压力缓解，但墙背水未能排出，雨季时，场地内填土长期处于雨水侵泡状态，导致挡土墙后填土压力增大，形成较大的静水压力，从而对桩和墙体产生不良作用。在原来挡土墙背面受土压力处设置间距为3m、桩径为1.2m的抗滑桩，桩长约19m，单排布置，采用机械钻孔桩，桩身采用C30混凝土强度，工程量约1288.7m3，造价约236万元，投资大。
鉴于原挡土墙墙背土存在排水不畅问题，且抗滑桩方案投资较大，不作為推荐方案；拆除现有存在安全隐患的挡土墙重新设计修建的方案，工程质量可监测、可行性大，但工程量大，造价高，施工面大，工期长，对仅为改造的工程，此方案并不占优。
2.2毛石混凝土挡土墙
根据百色供电局提供资料显示，Z3角点处原挡土墙于2010年7月初垮塌，该场区回填高度为6～7m，于2010年10月份修复，采用C15毛石混凝土挡土墙，治理长度约64m，该段挡土墙设计高度为8m，埋深达2m，而实际施工中超深了3m，挡土墙埋深达5m，墙体高度约12m。由于该段挡土墙施工过程中，基槽开挖未经设计、监理及地质勘察单位验收签字，不能确定该段挡土墙基础是否置于符合要求的持力层，也不能确定墙背是否做了反滤层，是否按设计图纸施工；现场地内发现该段挡土墙墙顶与排水沟间出现裂缝，产生原因不明，鉴于以上各种不确定因素，为确保工程质量安全，设计建议拆除该段C15毛石混凝土挡土墙，重新按重力式挡土墙进行设计建设，拆除原毛石挡土墙约2560m3，新建浆砌片石挡土墙约3950m3。此方案同样存在工程量大，造价高，施工面大，工期长等问题，并不占优。
鉴于上述改造方案存在工程质量安全和投资大的问题，业主要求优化修理方案，聘请更具权威的专家进行现场论证。
3.确定改造方案
挡土墙方案经过评审和研究，设计组织了3位资深岩土教授专家、百色供电局相关人员、地质勘察人员进行现场踏勘论证，在现场讨论会上专家们针对变电站挡土墙开裂、外倾等问题给出指导性处理意见。挡土墙目前属于带病工作，具体表现在墙体外倾、开裂、砂浆不饱满，墙厚填土下陷等，如不及时处理，将会导致病害加剧。造成挡土墙破坏的主要原因是未按设计要求设置泄水管，墙后填土碾压不密实等，也不排除存在基础软土处理不彻底的原因，但无论如何病害不属于膨胀土所造成。
挡土墙处理方案为：将存在缺陷的及存在安全隐患的挡土墙墙后填土挖除，对墙体进行检查、实测，对已产生破坏的墙体应进行拆除重新砌筑，对墙体破坏不明显的墙体进行抗倾覆、抗滑移验算，如不满足要求则进行加固加肋处理；对未按设计要求、相关规范施工地方进行整改修理，按规范要求设置泄水孔，设置反滤层，对墙后填土严格分层碾压回填，压实系数需达0.94；挡墙顶部设置散水、排水沟等排水措施，尽量避免雨水下渗。施工完成后应对挡土墙进行沉降位移观测，每半个月或大雨过后进行观测，如发现位移沉降量大、不均匀沉降或产生严重裂缝等现象应及时通知设计，再另行处理。
【关键字】变电站改造；挡土墙修理；分析比较
220kV老区变电站（原220kV右江变电站）位于百色市市郊六塘一山丘上，距离西北侧百色市区约9km，距离北东侧燃汽供应站约70m，距离北东侧324国道约0.7km。
变电站自2009年建成以来，直至今年9月底才试运行一周，场地内出现了较大面积的地面沉降，地面塌陷，路面开裂，挡土墙失稳破坏，设备结构倾斜等现象。我公司委派设计人员多次到变电站现场踏勘、测量，发现目前变电站工程质量和现状，与南方电网标准设计及施工工艺标准要求相距甚远，且部分建构筑物存在很严重的安全隐患，变电站应进行局部修理。本文主要针对挡土墙修理工程进行论述。
1.站区挡土墙存在的问题
根据现场调查结合相关资料分析，站区西南侧回填区较高的浆砌片石挡土墙变形较大，水泥砂浆不饱满，泄水孔很少，部分挡土墙发现有裂缝发育，墙体底部有悬空现象，见下图：
可判定挡土墙变形破坏的主要原因有：A、挡土墙本身结构问题，水泥砂浆强度差，未勾缝，自身稳定性较差；B、场地内排水系统不完备，降雨条件下大量雨水经地表裂缝等渗入填土层中；C、泄水孔少，入渗的雨水排泄不畅，造成挡土墙后缘饱水，土压力增大，且形成较大的静水压力。因此，原挡土墙的稳定性难以满足要求，须采取加固措施或者重新设计修理。
2.挡土墙修理方案分析和比较
2.1浆砌片石挡土墙
通过综合的经济、技术、可靠性等各项分析比较后有以下整改方案：
2.1.1拆除现有存在安全隐患的挡墙重新设计修建方案。该方案优点为施工工艺简单，操作方便，可在施工过程中监测地基土层变化情况，对工程质量控制有保障，工程费用相对低。缺点是由于目前填土已完成，拆除重建将涉及到填土区的部分土方需重新挖出，已修建的挡墙也需拆除，由此将需要较大的施工面来堆放挖出的填土及拆除的挡墙片石，占地稍大。工程量：拆除原挡土墙产生废弃片石约5000m3，可回收利用率约为70%，因此外弃部分片石约为1500m3，新建挡土墙工程量均约为6000m3，挖填土方均约为3800m3，外运土方约为1000m3；填土粉质粘土②具弱膨胀性，回填时需掺7%生石灰处理。工程费用约230万元。
2.1.2通过压力灌浆方法改善挡土墙背后填土的土体力学指标，用以减小墙体的主动土压力的方法不可行。主要原因有：（1）墙后填土经过现场抽样检测发现填土有弱膨胀性，压力灌浆难以确保所灌浆体能均匀散布到墙后填土之中，无法确保能够达到预期效果。（2）灌浆面积较大，处理费用较高昂。（3）因墙体侧向位移过大对原土体产生一定的破坏作用，土体力学指标有所弱化，而压力灌浆对已产生一定破坏的墙底原土体很难起到改善作用，在荷载增加的情况下挡土墙仍然存在继续侧移的可能。
2.1.3墙身直接打锚索加固方案。由于挡土墙背后自然地面比较平缓，而且勘察钻孔未发现场地有基岩存在，锚索难以起到有效的作用，因此判断此方案不可行。
2.1.4在挡土墙外侧加砌挡土墙增加挡土墙自身重量方案。由于此方案难以将新旧挡墙很好结合成一体共同作用，同时也无法改善挡墙底已产生一定破坏的原土体的力学指标，由此判断此方案不可行。
2.1.5挡土墙内侧加抗滑桩加固方案。经过计算，当抗滑桩的桩径及桩长、桩距达到一定程度之后可以很好地分担挡土墙的主动土压力，而且由于抗滑桩埋深较深，可以有效地防止挡土墙沿潜在滑动面继续发生侧向位移。但原有浆砌片石挡土墙未设置泄水孔且砂浆不饱满，部分挡土墙底有悬空现象，抗滑桩只能对墙背土压力缓解，但墙背水未能排出，雨季时，场地内填土长期处于雨水侵泡状态，导致挡土墙后填土压力增大，形成较大的静水压力，从而对桩和墙体产生不良作用。在原来挡土墙背面受土压力处设置间距为3m、桩径为1.2m的抗滑桩，桩长约19m，单排布置，采用机械钻孔桩，桩身采用C30混凝土强度，工程量约1288.7m3，造价约236万元，投资大。
鉴于原挡土墙墙背土存在排水不畅问题，且抗滑桩方案投资较大，不作為推荐方案；拆除现有存在安全隐患的挡土墙重新设计修建的方案，工程质量可监测、可行性大，但工程量大，造价高，施工面大，工期长，对仅为改造的工程，此方案并不占优。
2.2毛石混凝土挡土墙
根据百色供电局提供资料显示，Z3角点处原挡土墙于2010年7月初垮塌，该场区回填高度为6～7m，于2010年10月份修复，采用C15毛石混凝土挡土墙，治理长度约64m，该段挡土墙设计高度为8m，埋深达2m，而实际施工中超深了3m，挡土墙埋深达5m，墙体高度约12m。由于该段挡土墙施工过程中，基槽开挖未经设计、监理及地质勘察单位验收签字，不能确定该段挡土墙基础是否置于符合要求的持力层，也不能确定墙背是否做了反滤层，是否按设计图纸施工；现场地内发现该段挡土墙墙顶与排水沟间出现裂缝，产生原因不明，鉴于以上各种不确定因素，为确保工程质量安全，设计建议拆除该段C15毛石混凝土挡土墙，重新按重力式挡土墙进行设计建设，拆除原毛石挡土墙约2560m3，新建浆砌片石挡土墙约3950m3。此方案同样存在工程量大，造价高，施工面大，工期长等问题，并不占优。
鉴于上述改造方案存在工程质量安全和投资大的问题，业主要求优化修理方案，聘请更具权威的专家进行现场论证。
3.确定改造方案
挡土墙方案经过评审和研究，设计组织了3位资深岩土教授专家、百色供电局相关人员、地质勘察人员进行现场踏勘论证，在现场讨论会上专家们针对变电站挡土墙开裂、外倾等问题给出指导性处理意见。挡土墙目前属于带病工作，具体表现在墙体外倾、开裂、砂浆不饱满，墙厚填土下陷等，如不及时处理，将会导致病害加剧。造成挡土墙破坏的主要原因是未按设计要求设置泄水管，墙后填土碾压不密实等，也不排除存在基础软土处理不彻底的原因，但无论如何病害不属于膨胀土所造成。
挡土墙处理方案为：将存在缺陷的及存在安全隐患的挡土墙墙后填土挖除，对墙体进行检查、实测，对已产生破坏的墙体应进行拆除重新砌筑，对墙体破坏不明显的墙体进行抗倾覆、抗滑移验算，如不满足要求则进行加固加肋处理；对未按设计要求、相关规范施工地方进行整改修理，按规范要求设置泄水孔，设置反滤层，对墙后填土严格分层碾压回填，压实系数需达0.94；挡墙顶部设置散水、排水沟等排水措施，尽量避免雨水下渗。施工完成后应对挡土墙进行沉降位移观测，每半个月或大雨过后进行观测，如发现位移沉降量大、不均匀沉降或产生严重裂缝等现象应及时通知设计，再另行处理。