輸電線路桿塔基礎設計施工技術分析

劉剛

（婁底星源電力建設集團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輸具有高效性的優勢，這一優勢主要來源于桿塔的支撐作用使得高壓導線遠離地面。在電網建設過程中，對于桿塔的建設也十分重要。桿塔基礎是桿塔穩定性和安全性的保證，同時設計及施工需要做到經濟高效，先進適用。不同的地理地質條件下，桿塔基礎施工需要考慮的因素也進一步增多，從而對桿塔基礎施工提出了更高要求。

1 高壓輸電線路桿塔基礎選型分析

1.1 現澆臺階基礎

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

1.2 板式直柱基礎

此類基礎屬于柔性板式基礎，采用直立式主柱，連接鐵塔時需使用塔腳板和地腳螺栓，同樣適用于各種類型的鐵塔。按土重法計算，底板厚度由沖切計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。其優點是基礎混凝土方量較少，開挖方便，可進行淺埋，在較容易出現流砂或者是地下水位較高的地基中應用居多，能避免基坑坍塌的危險，還可降低深挖水坑的工作難度；缺點是基坑土石方開挖量較大，鋼材耗量大。

1.3 插入式基礎

此類基礎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行錨固。該基礎受力簡單，基礎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，該種基礎改善了受力狀況并且節約材料。另外，由于基礎水平力減小，故基礎側向的穩定性有所提高。該基礎適用于有無地下水地段、地基土為硬塑情況。在山區塔位，由于交通運輸條件差，插入式基礎彌補了交通運輸上的缺陷，是一種更為經濟實用、施工簡單方便的基礎型式。若按鐵塔主材形式劃分，可分為鋼管類插入式基礎和角鋼類插入式基礎，其中角鋼類插入式基礎應用較為廣泛。

1.4 人工掏挖基礎

人工掏挖基礎對地基土的成孔性能要求較高，適用于基礎埋深在地下水位以上的硬塑、可塑性粘土及強風化巖石類地質條件。掏挖樁基礎施工時以土代模，直接將基礎的鋼筋骨架和混凝土澆入掏挖成型的土胎內。由于減少了對原狀土的擾動，能充分發揮地基土的承載性能，所以可大幅度的節約基礎材料和施工費用。此外，掏挖樁基礎還具有如下優點：①掏挖樁基礎可減小基礎變形。②山區回填土（粘性土）來源較困難、掏挖樁基礎不需回填土，山區基面邊坡窄小時掏挖基礎每邊可減小保護范圍1～2m。③充分利用原狀土，相同的基礎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對施工機具要求不高，降低高山、偏遠地方的運輸難度。

2 桿塔基礎設計優化

近年來國家對環保的要求越來越高，在線路基礎施工中，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，因此在設計時必須根據地形地貌盡量優化設計，減少對原狀的破壞，基礎考慮以下幾種形式：

2.1 原狀土基礎

輸電線路經過的山區地質多為不同風化程度巖石、巖石的殘積層或為硬塑及堅硬狀態的粘性上覆蓋層，這樣的地質條件適合于做原狀土基礎，如巖石嵌固基礎、直柱或斜柱粘性土全掏挖基礎、巖石錨桿基礎等。這類基礎避免了基坑大開挖，減少了土方開挖量，減少對周圍環境的不良影響，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性能，提高基礎抗拔能力，有利于塔基穩定。

2.2 深埋基礎

為配合桿塔高低腳的使用，塔位降基應考慮基礎保護范圍內將基礎降為同一作業面，保護范圍的高差采用深埋主柱，這樣降基可大幅度減小，而且桿塔高程相應地提高了。

2.3 高低腳加高基礎

一般基礎主柱露出基面高度地值通常為0.1～0.3m，主柱加高基礎的主柱即在Δ值的基礎上，按照需要加高一個適當的高度Δh，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時，設計基面以上的土體實際上并不挖除，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，保持塔基穩定。

2.4 塔腳架加高主柱基礎

現場施工時常常會遇到塔位于山腰中的梯田或斜坡地內或位于丘陵地區幾塊不同標高的耕地內，為避免基面大開挖，在采用高低腳加高基礎不夠的情況上，特別設計了塔腳架加高主柱基礎。

3 輸電線路桿塔基礎施工要點

3.1 基坑開挖前的調查工作

基坑開挖施工之前，必須要對基坑開挖處的環境及地下設施做一個全面的分析調查，開挖的時候不能破壞各類地線管線設施，特別是國防通訊光纜，保證它們不會遭到破壞。

3.2 人工挖孔樁技術

從現階段輸電線路桿塔基礎施工的實際狀況來看，人工挖孔樁施工是一項復雜且涉及施工內容較多的一項施工技術。應用人工挖孔樁施工技術進行施工前，相關的施工人員需要明確當前工程施工的實際狀況及施工要求，做好相關的工程施工控制工作，為了確?；炷恋馁|量，需要合理的控制混凝土澆灌的時間與力度，盡量避免出現裂縫的情況，如果出現裂縫，相關的施工人員必須在第一時間，根據裂縫的實際寬度，采取有效的彌補方案，切邊混凝土的平整性。

3.3 灌注樁施工技術

灌注樁基礎施工機理是通過特制的寶塔型鉆頭與機械鉆孔進行鉆孔灌注成樁，借助高壓水泵，在鉆桿邊鉆邊向鉆孔內注水，通過水的沖刷壓力與鉆頭的旋轉力，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。同時確保導管周圍的泥漿水不會神人混凝土中，采用邊澆邊提升導管的方法，進行澆制，一直澆到地面為止。此外，為了防止桿塔基礎施工的過程中出現導管堵塞的情況，可以通過重物向導管內部不斷沖擊的方式，敲落粘附在導管內部的雜物。

4 案例概述

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

4.1 土石方施工技術

①在施工前對線路基礎的形式和尺寸要求進行熟悉，然后進行試挖，了解基礎周邊及地質的情況，并對土壤特性進行檢查，判斷其是否符合施工要求。②由于龍山屬于風景保護區，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化巖地質，采用掏挖方法，在施工中采取邊開挖邊護壁的方式施工。③對于底部擴盤的掏挖式基礎，一般在混凝土澆制前進行擴盤工作，避免澆制時間過晚造成塌方。④由于較多基礎處于山區，為避免雨水沖刷，必須妥善設置排水溝和截水溝，且要進行硬化處理。

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，接縫嚴密，模板每次使用前進行表面清理。而在拼接四角交縫時，要確保交縫的垂直，需要添加廢機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置保護距離，在使用垂線校準對角線、井字水平樁等，要確保模中心與線錘的中心相對于，在對底盤進行支撐時，要把支撐的距離維持在1m左右，在實際澆筑時，可以防止來回移動。并且還需要重合對角線，要求模具的尺寸必須要符合設計要求，標記好四個腿的標高，并防止出現漏漿或者模板移位等情況。②在安裝鋼筋時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行清潔，對于鋼號的選擇也必須要按照圖紙要求，在連接鋼筋交叉點時，必須要扎結牢固，并且要求箍筋的末端在基礎的內部，并且箍筋的彎鉤送合處需要在柱角的主筋處，并沿著這一方向進行交錯布置。還要在主筋下墊石塊或將其吊在模板上方，防止其扦入泥內。③可以使用槽鋼或者5×10cm方木進行地腳螺絲的安裝，螺絲的型號也必須要根據圖紙的規定進行選擇。如果不符合標準，必須要及時調整，在確保位置正確以后，再進行安裝。在進行螺絲固定時，可以先固定其中一個腿，并對螺絲之間的距離進行測量，然后根據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計的要求，確保其在有效期內使用，防止出現結塊或者受潮等情況，在澆筑同一個腿時，不可使用兩種或者更多種類的水泥，防止出現不粘合等現象。②在進行澆筑之前，需要根據圖紙和設計的要求，認真檢查鋼筋與模板的尺寸，在進行澆筑時，防止出現漏漿等情況。如果模板出現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，再進行進一步的澆筑，澆筑工作要由基底的模一邊或者兩邊開始向四周進行蔓延，然后結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，導致砂石出現分離。此外，搗固工作要分層進行，才能確保所澆筑的混凝土之間能夠實現緊密結合，進而更加牢固。③混泥土下落高度大于2m時，必須采用溜槽。

5 結束語

電力線路施工是電網工程施工重要環節，是保障電力輸送效率基礎。電力企業需給予輸電線路施工高度重視，掌握施工技術關鍵點，提高線路工程質量。輸電線路施工中，桿塔基礎的設計及施工質量關乎輸送電安全，相關人員在處理時應當以實際要求為準則，在降低施工難度、危險性以及成本同時，盡量增強其質量，為電力行業的安全、綠色、可持續發展奠定良好的根基。