黃練棟 溫健鋒
摘 要:廣東沿海地區(qū)海岸線較長,易受臺風(fēng)、雷暴等極端天氣影響。配網(wǎng)線路常有砼桿傾斜或者倒下的事故發(fā)生,威脅供電安全。因此本文研究可重復(fù)利用的套筒混凝土基礎(chǔ)的模塊式,可減少現(xiàn)場施工作業(yè)量,縮短基礎(chǔ)施工與立桿架設(shè)的等待時間,快速更換電桿,提高復(fù)電的速度。
關(guān)鍵詞:電桿基礎(chǔ);10kV架空線路;重復(fù)利用
中圖分類號:TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
廣東沿海地區(qū)現(xiàn)有10kV架空線路結(jié)構(gòu)薄弱,抗風(fēng)能力較低,隨著社會的發(fā)展,社會對電網(wǎng)安全供電的可靠性要求越來越高,配網(wǎng)抗風(fēng)加固任務(wù)十分繁重。針對沿海地區(qū)配電網(wǎng)電桿占比重比較大、檔距較大、電桿埋深不夠、自然土基礎(chǔ)占比重比較大的現(xiàn)狀,在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上探索解決措施??紤]到配電網(wǎng)面廣量大、點(diǎn)多零散的特點(diǎn),在短時間內(nèi)提高配電網(wǎng)抗風(fēng)能力必須進(jìn)行經(jīng)濟(jì)成本分析,同時還得保證其抗風(fēng)能力得到較大的提升。
過去為了增強(qiáng)電線桿的防風(fēng)能力,往往是為砼桿加裝防風(fēng)拉線,但裝設(shè)拉線的占地面積大,如在田間妨礙耕作,在城鎮(zhèn)則妨礙交通,所以不是所有現(xiàn)場均具備裝設(shè)拉線條件。同時在電桿受到外力破壞(如強(qiáng)臺風(fēng)、車輛破壞等)出現(xiàn)斷裂情況,必須重新澆注混凝土,從而影響復(fù)電速度。
因此,針對沿海地區(qū)配電網(wǎng)基礎(chǔ)抗傾覆能力不足的普遍問題,有必要開展專題研究,用最佳的經(jīng)濟(jì)成本效益在短時間內(nèi)提高電桿的抗傾覆能力,并且能快速更換斷桿。
1 10kV線路水泥電桿基礎(chǔ)的現(xiàn)狀
現(xiàn)時臺山沿海地區(qū)10kV線路水泥桿普遍使用砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)。砼桿套筒基礎(chǔ),包括砼桿以及埋設(shè)于地面的砼桿基礎(chǔ),砼桿基礎(chǔ)部分位于地面上。砼桿基礎(chǔ)包括外套筒和內(nèi)套筒,外套筒和內(nèi)套筒之間為混凝土層,砼桿放置在內(nèi)套筒中,砼桿與內(nèi)套筒之間在地面以下的空隙為級配細(xì)砂層,砼桿與內(nèi)套筒之間在地面以上的空隙為細(xì)石混凝土層。本混凝土砼桿基礎(chǔ)由內(nèi)、外套筒組成,中間澆筑混凝土,使用外套筒是在開挖基礎(chǔ)時防止淤泥塌方,同時也利于保持混凝土原狀,提高抗傾覆彎矩;內(nèi)套筒是預(yù)留立桿用的中間孔洞,立桿時將砼桿放入內(nèi)套筒中,并將中間的空隙全部用級配砂石和混凝土填充,其中地面以下砼桿與基礎(chǔ)杯口之間的空隙用級配細(xì)砂淋水振搗密實(shí),地面以上砼桿與基礎(chǔ)杯口之間的空隙用細(xì)石混凝土二次澆灌。采用該結(jié)構(gòu)可便于以后的維護(hù),當(dāng)需要更換砼桿時,將表層的細(xì)石混凝土砂漿鑿開就可將砼桿拔出更換。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn):
1.1 砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)
砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)很明顯,跟自然土、底盤式等傳統(tǒng)舊基礎(chǔ)相比,基礎(chǔ)承載力及抗傾覆能力要強(qiáng),可以大大提高10kV線路的抗風(fēng)及抗震能力。同時砼桿基礎(chǔ)由內(nèi)、外套筒組成,可防止基礎(chǔ)開挖時淤泥塌方,同時也有利于保持混凝土原狀,提高砼桿的抗傾覆彎矩。
1.2 砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的缺陷
砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的缺陷也很明顯,主要包括以下幾方面:
1.2.1 施工不便利
砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)需運(yùn)輸材料及機(jī)械到達(dá)現(xiàn)場才能施工,耗費(fèi)大量的人力物力以及材料運(yùn)輸?shù)臅r間。
1.2.2 混凝土養(yǎng)護(hù)期較長
砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)通常需要14天的養(yǎng)護(hù)期,之后才能立桿及架線,從而大大增加施工的周期。
1.2.3 造價較高
根據(jù)地質(zhì)情況的不同,砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的造價在4000元左右一基,與傳統(tǒng)的線路基礎(chǔ)相比,造價較高。
1.2.4 更換電桿耗時長
拔出電桿后,清理基礎(chǔ)的細(xì)沙耗時長。
2 新型可重復(fù)利用套筒基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)
針對以上問題,開展套筒混凝土基礎(chǔ)的模塊式組裝研究,通過模塊小型化、輕便化,組裝簡易化,減少現(xiàn)場施工作業(yè)量,縮短基礎(chǔ)施工與立桿架設(shè)的等待時間。嘗試不同的材質(zhì)、模件組合式基礎(chǔ)施工工藝的研究,通過對比及經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)、校算,評估最佳經(jīng)濟(jì)效益的施工工藝流程及基礎(chǔ)組裝組合,最終形成套筒混凝土模塊式組裝基礎(chǔ)方案。
主要部分如下:(1)預(yù)制式底盤;(2)預(yù)制式套筒;(3)直徑16的圓鋼。(4)底層沙筒。具體如圖2所示。
2.1 套筒混凝土基礎(chǔ)模塊各部分功能簡介
套筒混凝土基礎(chǔ)模塊主要分為預(yù)制式底盤、預(yù)制式套筒及4根直徑16的圓鋼,下面對三者的功能進(jìn)行簡要介紹。
2.1.1 預(yù)制式底盤
預(yù)制式底盤參照典型設(shè)計(jì)進(jìn)行了改良,通過預(yù)埋4根直徑50PVC管,管在底盤中的長度50mm,以便直徑16圓鋼的伸入錨固。預(yù)制式底盤的作用是提高電桿的基礎(chǔ)承載力及抗傾覆力矩。
2.1.2 預(yù)制式套筒
預(yù)制式套筒每節(jié)長度250mm,外徑700mm,內(nèi)徑400mm,同樣預(yù)埋4根直徑50PVC管。預(yù)制式套筒的作用一是防止基礎(chǔ)開挖時淤泥塌方,同時也有利于保持混凝土原狀;二是保護(hù)電桿,可以有效地避免桿身的傾斜。
2.1.3 直徑16的圓鋼
直徑16的圓鋼的長度,對于15m電桿是2900mm,對于12m電桿是2400mm。在基礎(chǔ)內(nèi)配置圓鋼的目的是防止預(yù)制式套筒的側(cè)向移動,有效地避免桿身的傾斜。
2.1.4 底層沙筒
電桿套管根據(jù)不同電桿選用合適大小沙筒,并與基礎(chǔ)一同施工,沙筒底部開針孔,透水不透沙。沙筒應(yīng)配套相應(yīng)的拉環(huán),以便更方便將電桿撥出更換。沙筒作用是使電桿與基礎(chǔ)不直接接觸,達(dá)到不破壞基礎(chǔ)就可以更換電桿的作用。使用時,將電桿套入已在基礎(chǔ)中的沙筒,并澆注混凝土。內(nèi)套筒的最頂面約5cm處用混凝土砂漿密封。當(dāng)需要更換電桿時,將沙筒拉環(huán)的密封混凝土鑿開,就可以將沙筒及電桿撥出。
2.2 套筒混凝土基礎(chǔ)模塊與砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的比較
套筒混凝土基礎(chǔ)模塊與砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)相比,具有如下的優(yōu)點(diǎn):
2.2.1 施工方便
套筒混凝土基礎(chǔ)模塊可以在倉庫內(nèi)預(yù)制好,再運(yùn)輸往現(xiàn)場,基礎(chǔ)開挖的同時一節(jié)一節(jié)地套裝,大大減少了基礎(chǔ)施工的時間;同時基礎(chǔ)本身的重量不高,底盤的重量約為380kg,套筒的重量約為150kg,施工現(xiàn)場完全可以人力操作。
2.2.2 不存在基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)期的問題
套筒混凝土基礎(chǔ)模塊是先預(yù)制好,本身有足夠的養(yǎng)護(hù)期時間,因此在基礎(chǔ)施工時就不存在基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)期的問題?;A(chǔ)一旦施工完成就可以立桿架線,這樣就大大減少了施工的周期。
2.2.3 減少造價
砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的造價在4000元左右一基,而套筒混凝土基礎(chǔ)模塊的造價在2300元左右一基,較前者減少40%。
2.2.4 抗傾覆能力
套筒混凝土基礎(chǔ)模塊與砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)相比,自身重量減輕的同時,可以達(dá)到一樣的抗傾覆能力。
2.2.5 快速更換電桿
更換電桿,只需鑿開表面的混凝土后,即可用吊車吊起沙筒拉環(huán),將電桿,細(xì)沙一并取出。
2.3 套筒混凝土基礎(chǔ)模塊的施工技術(shù)要點(diǎn)
套筒混凝土基礎(chǔ)模塊的施工技術(shù)要點(diǎn)如下:
(1)基礎(chǔ)開挖時如遇淤泥、流砂質(zhì)土層必須做好基礎(chǔ)防塌方措施。
(2)基坑必須清理平整,基礎(chǔ)底盤必須采用輕擺輕放的形式,不得隨意任意擺置。
(3)底盤跟套筒的孔洞必須校核準(zhǔn)確,整齊合一。
(4)回填土?xí)r必須分層回填,不得一次性回填,防止基礎(chǔ)因受力不均而偏斜。
結(jié)語
可重復(fù)利用套筒混凝土基礎(chǔ)模塊是在傳統(tǒng)底盤式基礎(chǔ)上作了改良,其抗傾覆能力要比傳統(tǒng)底盤式基礎(chǔ)要高;達(dá)到砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)同樣的承壓及抗傾覆能力。同時減少了投資和施工周期。也可以有效的縮短因基礎(chǔ)施工原因所造成了停電時間。在小范圍內(nèi)進(jìn)行試用,取得實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后,可進(jìn)一步進(jìn)行推廣。
參考文獻(xiàn)
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