劉剛

（婁底星源電力建設(shè)集團(tuán)有限公司輸變電分公司 湖南婁底 417000）

引言

架空高壓輸電對于電能的運(yùn)輸具有高效性的優(yōu)勢，這一優(yōu)勢主要來源于桿塔的支撐作用使得高壓導(dǎo)線遠(yuǎn)離地面。在電網(wǎng)建設(shè)過程中，對于桿塔的建設(shè)也十分重要。桿塔基礎(chǔ)是桿塔穩(wěn)定性和安全性的保證，同時(shí)設(shè)計(jì)及施工需要做到經(jīng)濟(jì)高效，先進(jìn)適用。不同的地理地質(zhì)條件下，桿塔基礎(chǔ)施工需要考慮的因素也進(jìn)一步增多，從而對桿塔基礎(chǔ)施工提出了更高要求。

1 高壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)選型分析

1.1 現(xiàn)澆臺(tái)階基礎(chǔ)

此類基礎(chǔ)屬于剛性基礎(chǔ)類型，能應(yīng)用的地質(zhì)條件非常的廣泛，適用于各種類型的鐵塔。該基礎(chǔ)類型的主要特點(diǎn)：混凝土方量較多，但鋼材的耗費(fèi)量較少，且施工工藝簡單，為工程施工的質(zhì)量提供了很好的保障。以往的工程施工中應(yīng)用較多，但近年來，為減少混凝土的使用量，限制了該基礎(chǔ)型式大范圍應(yīng)用，僅在受力較大的轉(zhuǎn)角塔中應(yīng)用，或者是在地下水豐富容易引起塌方問題的地段中應(yīng)用。

1.2 板式直柱基礎(chǔ)

此類基礎(chǔ)屬于柔性板式基礎(chǔ)，采用直立式主柱，連接鐵塔時(shí)需使用塔腳板和地腳螺栓，同樣適用于各種類型的鐵塔。按土重法計(jì)算，底板厚度由沖切計(jì)算和伸出部分寬厚比小于2.5控制，板的上部與下部均配置鋼筋。其優(yōu)點(diǎn)是基礎(chǔ)混凝土方量較少，開挖方便，可進(jìn)行淺埋，在較容易出現(xiàn)流砂或者是地下水位較高的地基中應(yīng)用居多，能避免基坑坍塌的危險(xiǎn)，還可降低深挖水坑的工作難度；缺點(diǎn)是基坑土石方開挖量較大，鋼材耗量大。

1.3 插入式基礎(chǔ)

此類基礎(chǔ)不需要地螺和塔腳坂連接，將鐵塔塔腿的主材直接插入到主柱之中并在端部進(jìn)行錨固。該基礎(chǔ)受力簡單，基礎(chǔ)所承受的偏心彎矩和水平方向作用力較小，底板和立柱處于壓受力狀態(tài)，該種基礎(chǔ)改善了受力狀況并且節(jié)約材料。另外，由于基礎(chǔ)水平力減小，故基礎(chǔ)側(cè)向的穩(wěn)定性有所提高。該基礎(chǔ)適用于有無地下水地段、地基土為硬塑情況。在山區(qū)塔位，由于交通運(yùn)輸條件差，插入式基礎(chǔ)彌補(bǔ)了交通運(yùn)輸上的缺陷，是一種更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用、施工簡單方便的基礎(chǔ)型式。若按鐵塔主材形式劃分，可分為鋼管類插入式基礎(chǔ)和角鋼類插入式基礎(chǔ)，其中角鋼類插入式基礎(chǔ)應(yīng)用較為廣泛。

1.4 人工掏挖基礎(chǔ)

人工掏挖基礎(chǔ)對地基土的成孔性能要求較高，適用于基礎(chǔ)埋深在地下水位以上的硬塑、可塑性粘土及強(qiáng)風(fēng)化巖石類地質(zhì)條件。掏挖樁基礎(chǔ)施工時(shí)以土代模，直接將基礎(chǔ)的鋼筋骨架和混凝土澆入掏挖成型的土胎內(nèi)。由于減少了對原狀土的擾動(dòng)，能充分發(fā)揮地基土的承載性能，所以可大幅度的節(jié)約基礎(chǔ)材料和施工費(fèi)用。此外，掏挖樁基礎(chǔ)還具有如下優(yōu)點(diǎn)：①掏挖樁基礎(chǔ)可減小基礎(chǔ)變形。②山區(qū)回填土（粘性土）來源較困難、掏挖樁基礎(chǔ)不需回填土，山區(qū)基面邊坡窄小時(shí)掏挖基礎(chǔ)每邊可減小保護(hù)范圍1～2m。③充分利用原狀土，相同的基礎(chǔ)尺寸可提高抗拔承載力1.2倍，減少挖填方1.6～2.5倍。④減少了對原地貌植被的破壞。⑤對施工機(jī)具要求不高，降低高山、偏遠(yuǎn)地方的運(yùn)輸難度。

2 桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化

近年來國家對環(huán)保的要求越來越高，在線路基礎(chǔ)施工中，需要盡量做到保持原地形地貌，不破壞綠化，施工后不能造成水土流水，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)地形地貌盡量優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少對原狀的破壞，基礎(chǔ)考慮以下幾種形式：

2.1 原狀土基礎(chǔ)

輸電線路經(jīng)過的山區(qū)地質(zhì)多為不同風(fēng)化程度巖石、巖石的殘積層或?yàn)橛菜芗皥?jiān)硬狀態(tài)的粘性上覆蓋層，這樣的地質(zhì)條件適合于做原狀土基礎(chǔ)，如巖石嵌固基礎(chǔ)、直柱或斜柱粘性土全掏挖基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)等。這類基礎(chǔ)避免了基坑大開挖，減少了土方開挖量，減少對周圍環(huán)境的不良影響，更為重要的是塔位原狀土未受破壞，能充分利用原狀土力學(xué)性能，提高基礎(chǔ)抗拔能力，有利于塔基穩(wěn)定。

2.2 深埋基礎(chǔ)

為配合桿塔高低腳的使用，塔位降基應(yīng)考慮基礎(chǔ)保護(hù)范圍內(nèi)將基礎(chǔ)降為同一作業(yè)面，保護(hù)范圍的高差采用深埋主柱，這樣降基可大幅度減小，而且桿塔高程相應(yīng)地提高了。

2.3 高低腳加高基礎(chǔ)

一般基礎(chǔ)主柱露出基面高度地值通常為0.1～0.3m，主柱加高基礎(chǔ)的主柱即在Δ值的基礎(chǔ)上，按照需要加高一個(gè)適當(dāng)?shù)母叨圈，Δh通常取為0.5，1.0，1.5，2.0m等。采用高低腳塔主柱加高基礎(chǔ)時(shí)，設(shè)計(jì)基面以上的土體實(shí)際上并不挖除，這樣可以將土方的開挖量減少到最小程度，盡量維持原地形地貌，保持塔基穩(wěn)定。

2.4 塔腳架加高主柱基礎(chǔ)

現(xiàn)場施工時(shí)常常會(huì)遇到塔位于山腰中的梯田或斜坡地內(nèi)或位于丘陵地區(qū)幾塊不同標(biāo)高的耕地內(nèi)，為避免基面大開挖，在采用高低腳加高基礎(chǔ)不夠的情況上，特別設(shè)計(jì)了塔腳架加高主柱基礎(chǔ)。

3 輸電線路桿塔基礎(chǔ)施工要點(diǎn)

3.1 基坑開挖前的調(diào)查工作

基坑開挖施工之前，必須要對基坑開挖處的環(huán)境及地下設(shè)施做一個(gè)全面的分析調(diào)查，開挖的時(shí)候不能破壞各類地線管線設(shè)施，特別是國防通訊光纜，保證它們不會(huì)遭到破壞。

3.2 人工挖孔樁技術(shù)

從現(xiàn)階段輸電線路桿塔基礎(chǔ)施工的實(shí)際狀況來看，人工挖孔樁施工是一項(xiàng)復(fù)雜且涉及施工內(nèi)容較多的一項(xiàng)施工技術(shù)。應(yīng)用人工挖孔樁施工技術(shù)進(jìn)行施工前，相關(guān)的施工人員需要明確當(dāng)前工程施工的實(shí)際狀況及施工要求，做好相關(guān)的工程施工控制工作，為了確?；炷恋馁|(zhì)量，需要合理的控制混凝土澆灌的時(shí)間與力度，盡量避免出現(xiàn)裂縫的情況，如果出現(xiàn)裂縫，相關(guān)的施工人員必須在第一時(shí)間，根據(jù)裂縫的實(shí)際寬度，采取有效的彌補(bǔ)方案，切邊混凝土的平整性。

3.3 灌注樁施工技術(shù)

灌注樁基礎(chǔ)施工機(jī)理是通過特制的寶塔型鉆頭與機(jī)械鉆孔進(jìn)行鉆孔灌注成樁，借助高壓水泵，在鉆桿邊鉆邊向鉆孔內(nèi)注水，通過水的沖刷壓力與鉆頭的旋轉(zhuǎn)力，將泥土攪成泥漿，水從洞孔上面流出。在確定洞孔的深度后，再利用導(dǎo)管將攪拌好的混凝土灌入到有水的洞孔下面，改變混凝土從洞孔底部原來的位置。同時(shí)確保導(dǎo)管周圍的泥漿水不會(huì)神人混凝土中，采用邊澆邊提升導(dǎo)管的方法，進(jìn)行澆制，一直澆到地面為止。此外，為了防止桿塔基礎(chǔ)施工的過程中出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞的情況，可以通過重物向?qū)Ч軆?nèi)部不斷沖擊的方式，敲落粘附在導(dǎo)管內(nèi)部的雜物。

4 案例概述

岳龍楊110kV輸電線路全長20.1km，共計(jì)桿塔81基。由于線路屬于風(fēng)電輸出工程，線路途徑高山腐葉土區(qū)，風(fēng)化巖易塌方區(qū)，松砂石區(qū)和粘土區(qū)，水田區(qū)等各種地質(zhì)區(qū)，考慮環(huán)保要求及施工方便及成本控制，基礎(chǔ)施工一般采用了掏挖式，采用以下步驟和技術(shù)：

4.1 土石方施工技術(shù)

①在施工前對線路基礎(chǔ)的形式和尺寸要求進(jìn)行熟悉，然后進(jìn)行試挖，了解基礎(chǔ)周邊及地質(zhì)的情況，并對土壤特性進(jìn)行檢查，判斷其是否符合施工要求。②由于龍山屬于風(fēng)景保護(hù)區(qū)，不能采取大開挖的形式破壞綠化及造成水土流水，對于山上易塌方的風(fēng)化巖地質(zhì)，采用掏挖方法，在施工中采取邊開挖邊護(hù)壁的方式施工。③對于底部擴(kuò)盤的掏挖式基礎(chǔ)，一般在混凝土澆制前進(jìn)行擴(kuò)盤工作，避免澆制時(shí)間過晚造成塌方。④由于較多基礎(chǔ)處于山區(qū)，為避免雨水沖刷，必須妥善設(shè)置排水溝和截水溝，且要進(jìn)行硬化處理。

4.2 模板、鋼筋、地腳螺絲安裝

①模板一般選擇木模板，使用前檢查模板表面是否平坦，接縫嚴(yán)密，模板每次使用前進(jìn)行表面清理。而在拼接四角交縫時(shí)，要確保交縫的垂直，需要添加廢機(jī)油或者柴油涂膜在模板與混凝土的接觸面作為隔離劑使用。還要在模板與鋼筋之間設(shè)置保護(hù)距離，在使用垂線校準(zhǔn)對角線、井字水平樁等，要確保模中心與線錘的中心相對于，在對底盤進(jìn)行支撐時(shí)，要把支撐的距離維持在1m左右，在實(shí)際澆筑時(shí)，可以防止來回移動(dòng)。并且還需要重合對角線，要求模具的尺寸必須要符合設(shè)計(jì)要求，標(biāo)記好四個(gè)腿的標(biāo)高，并防止出現(xiàn)漏漿或者模板移位等情況。②在安裝鋼筋時(shí)要防止有油垢或者鐵銹等雜物，因此必須要對鋼筋的表面進(jìn)行清潔，對于鋼號(hào)的選擇也必須要按照圖紙要求，在連接鋼筋交叉點(diǎn)時(shí)，必須要扎結(jié)牢固，并且要求箍筋的末端在基礎(chǔ)的內(nèi)部，并且箍筋的彎鉤送合處需要在柱角的主筋處，并沿著這一方向進(jìn)行交錯(cuò)布置。還要在主筋下墊石塊或?qū)⑵涞踉谀０迳戏?，防止其扦入泥?nèi)。③可以使用槽鋼或者5×10cm方木進(jìn)行地腳螺絲的安裝，螺絲的型號(hào)也必須要根據(jù)圖紙的規(guī)定進(jìn)行選擇。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)，必須要及時(shí)調(diào)整，在確保位置正確以后，再進(jìn)行安裝。在進(jìn)行螺絲固定時(shí)，可以先固定其中一個(gè)腿，并對螺絲之間的距離進(jìn)行測量，然后根據(jù)尺寸來固定其他螺絲。

4.3 混凝土的澆制

①要按照要求選擇砂石和水泥等，所選擇的水泥也必須要符合設(shè)計(jì)的要求，確保其在有效期內(nèi)使用，防止出現(xiàn)結(jié)塊或者受潮等情況，在澆筑同一個(gè)腿時(shí)，不可使用兩種或者更多種類的水泥，防止出現(xiàn)不粘合等現(xiàn)象。②在進(jìn)行澆筑之前，需要根據(jù)圖紙和設(shè)計(jì)的要求，認(rèn)真檢查鋼筋與模板的尺寸，在進(jìn)行澆筑時(shí)，防止出現(xiàn)漏漿等情況。如果模板出現(xiàn)彎曲或者變形的情況，必須要立即停止施工，在找出問題并解決之后，再進(jìn)行進(jìn)一步的澆筑，澆筑工作要由基底的模一邊或者兩邊開始向四周進(jìn)行蔓延，然后結(jié)合搗固人員的位置再開始澆筑，在此過程中還需要防止將混凝土澆筑到模板上，導(dǎo)致砂石出現(xiàn)分離。此外，搗固工作要分層進(jìn)行，才能確保所澆筑的混凝土之間能夠?qū)崿F(xiàn)緊密結(jié)合，進(jìn)而更加牢固。③混泥土下落高度大于2m時(shí)，必須采用溜槽。

5 結(jié)束語

電力線路施工是電網(wǎng)工程施工重要環(huán)節(jié)，是保障電力輸送效率基礎(chǔ)。電力企業(yè)需給予輸電線路施工高度重視，掌握施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，提高線路工程質(zhì)量。輸電線路施工中，桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量關(guān)乎輸送電安全，相關(guān)人員在處理時(shí)應(yīng)當(dāng)以實(shí)際要求為準(zhǔn)則，在降低施工難度、危險(xiǎn)性以及成本同時(shí)，盡量增強(qiáng)其質(zhì)量，為電力行業(yè)的安全、綠色、可持續(xù)發(fā)展奠定良好的根基。