李永 李斌

（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運(yùn)維檢修部 江西贛州 341000）

關(guān)于輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的概念設(shè)計(jì)芻議

李永 李斌

（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運(yùn)維檢修部 江西贛州 341000）

本文分析了我國(guó)最為常見(jiàn)的軟土地基與巖土地基環(huán)境之下輸電鐵塔的基礎(chǔ)造型設(shè)計(jì)，并針對(duì)鐵塔的抗顛覆性進(jìn)行了研究，以期能為相關(guān)行業(yè)的從業(yè)者提供參考幫助。

輸電線路；鐵塔；設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)科技水平有了質(zhì)的飛躍，電力行業(yè)也有了更加高端的科學(xué)技術(shù)作為支撐。其中，輸電鐵塔作為電力運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中的重要設(shè)施，伴隨著近年來(lái)我國(guó)對(duì)電力要求的不斷提高，對(duì)于輸電鐵塔也提出了更加嚴(yán)格的要求。同時(shí)，輸電鐵塔的基礎(chǔ)往往會(huì)受到所在地的巖層狀況、地理狀況等諸多方面的影響，所以輸電鐵塔很容易出現(xiàn)地基沉降等現(xiàn)象，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致輸電鐵塔的坍塌，從而造成人員的傷亡。因此，在對(duì)輸電鐵塔進(jìn)行基礎(chǔ)造型的設(shè)計(jì)工作時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員一定要綜合多方面因素進(jìn)行考量，最大程度保證輸電鐵塔能夠正常運(yùn)行。

1 鐵塔基礎(chǔ)在軟土地基條件下的造型設(shè)定

1.1 灌注樁基礎(chǔ)

灌注樁技術(shù)是使用高壓原理，把水泥和其他相關(guān)漿料一并灌進(jìn)軟土地基當(dāng)中，軟性土質(zhì)與水泥漿料相互融合，讓輸電鐵塔地基得以?xún)?yōu)化。在使用灌注樁技術(shù)進(jìn)行軟土地基的加固工作時(shí)，按照軟土地基的狀況判定需要進(jìn)行注漿的含量，當(dāng)相應(yīng)的灌注樁設(shè)備到達(dá)某一深度時(shí)需要打開(kāi)灌注樁設(shè)備進(jìn)行漿料的灌注工作。由于在漿料灌注的過(guò)程中，是采用高壓泵方式進(jìn)行地基的灌漿工作，整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，漿料帶有極大的動(dòng)量，可以很好的與當(dāng)?shù)赝临|(zhì)進(jìn)行融入結(jié)合。同時(shí)，因?yàn)槭褂酶邏罕密?chē)技術(shù)在軟土地基中施工的表現(xiàn)效果較好，灌注漿技術(shù)也在近幾年軟土地基的基礎(chǔ)建設(shè)中有了更多作用，同時(shí)也擴(kuò)展了很多其他種類(lèi)，諸如高壓水泥漿灌注樁技術(shù)、高壓化學(xué)灌注樁技術(shù)。這些技術(shù)的研發(fā)往往可以針對(duì)更多類(lèi)型的地基狀況，開(kāi)展輸電塔的技術(shù)建設(shè)，利用灌注樁技術(shù)，能夠有效增強(qiáng)軟土地基的土質(zhì)密度，從而避免軟土地基的土質(zhì)松軟而導(dǎo)致鐵塔沉降事件的發(fā)生[1]。

1.2 砂石置換地基

在軟土地基當(dāng)中，輸電鐵塔基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)還有一種常用的做法，就是砂石置換地基，即把軟土地基利用砂石填充進(jìn)行置換，從而起到增強(qiáng)帶區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性的作用。該種方法特別適用于池塘等橫豎深度較為明顯的區(qū)域，而且跟灌注樁技術(shù)相比較，該技術(shù)的施工成本相對(duì)較低，并且可以在指定范圍的地基中穩(wěn)定提升該區(qū)域土壤的性能，其操作步驟為如下：

對(duì)需要進(jìn)行開(kāi)發(fā)的軟土地基進(jìn)行挖掘工作，并清除該區(qū)域中多余的淤泥等雜質(zhì)，并把該片區(qū)域中的軟性土質(zhì)全部挖走。然后針對(duì)留下的空地，把密度較高、硬度較大的砂石材料放進(jìn)坑中，并以此進(jìn)行夯實(shí)填埋，在進(jìn)行填埋的過(guò)程中，需要針對(duì)砂石的不同性質(zhì)進(jìn)行不同層次的掩埋。并將相同種類(lèi)的砂石每層的厚度控制在25cm左右。在砂石鋪設(shè)完成之后在其上部使用原有的軟質(zhì)土質(zhì)進(jìn)行覆蓋，讓其與路面之間相互融合，在這些工作進(jìn)行完畢之后，用500kg的蛙式夯夯實(shí)基礎(chǔ)。

1.3 粉噴樁基礎(chǔ)

我國(guó)處理軟土地基的過(guò)程之中，除了上述的兩種方法之外，最為常用的施工方式是粉噴樁技術(shù)。它的工作原理是利用空壓機(jī)把粉末狀的固化劑噴進(jìn)軟土地基當(dāng)中，然后在對(duì)該片地基區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性的攪拌，讓這些固化劑同軟性土質(zhì)產(chǎn)生相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，將地基的硬度與強(qiáng)度強(qiáng)化。在對(duì)軟土地基進(jìn)行粉噴樁處理時(shí)，需要先將水泥、石灰和河沙作為最重要的固化劑，并且按照軟土地基不同的土質(zhì)狀況增添其他固化劑，將軟地基硬化，增強(qiáng)地基的承受耐性。

2 鐵塔基礎(chǔ)在巖石地基條件下的造型設(shè)定

2.1 巖石樁基礎(chǔ)

巖石樁基礎(chǔ)主要適用于巖石地基中的地表露出，且尚未形成嚴(yán)重風(fēng)化的硬度較大的巖石上面，其操作步驟為使用沖擊鉆對(duì)巖石進(jìn)行開(kāi)孔處理，鉆提并進(jìn)，保證在進(jìn)行打孔工作開(kāi)展時(shí)，巖石中的粉質(zhì)可以被有效清除。之后把螺栓注入巖石孔當(dāng)中，地腳螺栓建議采用240mm×240mm的鋼制構(gòu)架開(kāi)展支撐工作，并且把混凝土砂漿導(dǎo)入地基之中，以保障地腳螺栓可以同巖石之間緊密相連。最后在工程最上部開(kāi)始對(duì)輸電鐵塔的平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，以便開(kāi)展接下來(lái)的輸電鐵塔搭建工作。一般情況下，巖石樁地基有著承載能力的差別，所以可將巖石樁的類(lèi)型分為群鋪式和直鋪式兩個(gè)類(lèi)型。群鋪式地基就是把很多地腳螺栓倒進(jìn)巖石當(dāng)中，以得到最大程度的鐵塔支撐力。通常這種方式都是用在大型輸電鐵塔的構(gòu)造當(dāng)中，譬如轉(zhuǎn)角塔等。而直鋪式則是只在地基的中心線位置埋進(jìn)地腳螺栓，通常在小型輸電鐵塔的建設(shè)中會(huì)運(yùn)用到這種方式[2]。

2.2 巖石嵌固基礎(chǔ)

針對(duì)那些風(fēng)化程度較為嚴(yán)重，并且很好開(kāi)展挖掘工作的巖層上，可以使用巖石嵌固基礎(chǔ)，該技術(shù)充分利用了這些巖石因高強(qiáng)度的風(fēng)化作用而產(chǎn)生的較為鋒利的棱角，以此來(lái)增強(qiáng)輸電鐵塔的穩(wěn)固程度和重量承載能力。它的操作步驟可以分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，首先是挖掘地基，地基的挖掘一般是先使用少量的乳化炸藥進(jìn)行定向爆破工作。之后再采用人工開(kāi)挖的辦法，為了增強(qiáng)鐵塔基礎(chǔ)的穩(wěn)固程度，采取的常規(guī)辦法是將地基挖成倒“Y”的形狀，之后再進(jìn)行鐵塔的鋼筋立柱搭建，在構(gòu)建好鐵塔的造型以后，開(kāi)始往基礎(chǔ)坑中灌注混凝土，開(kāi)始使用相關(guān)設(shè)備對(duì)坑中的混凝土漿進(jìn)行均勻攪拌，以保證混凝土充分到達(dá)各個(gè)部位之中。巖石鑲嵌技術(shù)因?yàn)槠涑杀镜土A(chǔ)扎實(shí)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在巖石地基當(dāng)中的鐵塔建設(shè)上發(fā)揮了重要的作用。

3 鐵塔的抗顛覆性研究

3.1 輸電鐵塔基礎(chǔ)的自身特點(diǎn)

目前，通常依照鐵塔建設(shè)時(shí)材料自身的強(qiáng)度不同，把它分類(lèi)成柔性、半剛性、剛性，其中柔性與半剛性的鐵塔基礎(chǔ)構(gòu)建可以統(tǒng)稱(chēng)為彈性。因?yàn)槭艿酵饬ψ饔?，輸電鐵塔會(huì)因?yàn)樽约旱膭傂员憩F(xiàn)存在差異，也會(huì)對(duì)地基表現(xiàn)出不同的反應(yīng)。當(dāng)輸電鐵塔表現(xiàn)為剛性時(shí)，鐵塔受到外界作用力影響時(shí)將會(huì)繞著該作用力點(diǎn)產(chǎn)生剛性轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)輸電鐵塔是柔性構(gòu)建時(shí)，基礎(chǔ)立柱可能會(huì)根據(jù)自身的柔性程度與基地土質(zhì)狀況決定自身的抗顛覆性。

3.2 鐵塔的地基土質(zhì)與周邊地基土質(zhì)的特點(diǎn)

地基土質(zhì)的特點(diǎn)會(huì)對(duì)輸電鐵塔的豎向穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，同時(shí)還可以左右輸電鐵塔地基的變形因素。輸電鐵塔在外力的作用之下，鐵塔的立柱周邊的體積會(huì)受到壓迫，導(dǎo)致輸電鐵塔立柱產(chǎn)生水平方向的位移與轉(zhuǎn)角。同時(shí)，因?yàn)榱Φ淖饔糜邢嗷バ?，地基就?huì)對(duì)輸電鐵塔立柱產(chǎn)生反作用力，導(dǎo)致輸電鐵塔立柱產(chǎn)生形變。

3.3 不同施工技術(shù)對(duì)輸電鐵塔的影響

在鐵塔建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，回填土的質(zhì)量會(huì)對(duì)輸電鐵塔的地基產(chǎn)生極大影響，相關(guān)施工人員應(yīng)加強(qiáng)針對(duì)措施。輸電鐵塔在外荷的影響之下，基礎(chǔ)建設(shè)的工作性能和地基的土質(zhì)之間產(chǎn)生的互相作用力有很大的關(guān)系。若鐵塔受到外荷的影響不斷增加，變形的程度同樣也會(huì)逐漸增大，造成鐵塔的總體穩(wěn)定性受到破壞。

4 結(jié)束語(yǔ)

在輸電的過(guò)程當(dāng)中，輸電鐵塔對(duì)于輸電過(guò)程產(chǎn)生了舉足輕重的影響，一旦輸電鐵塔的地基發(fā)生了沉降，將會(huì)造成無(wú)法估量的嚴(yán)重災(zāi)難。所以，在鐵塔的早期基礎(chǔ)建設(shè)的過(guò)程中，相關(guān)的施工人員需要根據(jù)不同的地基狀況選擇適合該地質(zhì)狀況的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方式。這樣不但可以最大程度降低施工方的投資，而且還能有效縮短鐵塔的建設(shè)時(shí)間，同時(shí)適合鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，還能有效增強(qiáng)鐵塔本身的穩(wěn)定性。從而讓電力運(yùn)輸工作可以更加安全平穩(wěn)流暢的運(yùn)行，為我國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)作出最大的貢獻(xiàn)。

[1]彭藝全.110kV輸電線路設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)探討[J].科技與創(chuàng)新，2015（05）：150～151.

[2]張子富，楊文智，朱海濤.特高壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)承載力可靠度分析[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)與工程技術(shù)版），2015（S1）：142～146.

TM753

A

1004-7344（2016）05-0109-02

2015-2-5

李永（1988-），男，江西贛州人，大專(zhuān)，從事電力線路110kV及以上電壓等級(jí)輸電線路的運(yùn)行維護(hù)、檢修、工程質(zhì)量管理工作。