張華宇

摘 要：目前，人們對電能的需求量越來越大，這在一定程度上促進(jìn)了電力行業(yè)的發(fā)展，輸電線路覆蓋的范圍也越來越大。輸電線路常需要在斜坡地形上建設(shè)，這比平地更加困難。為了提高線路的穩(wěn)定性，必須對斜坡地形輸電線路的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，從而為人們提供更加穩(wěn)定的電能。

關(guān)鍵詞：斜坡地形；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；輸電線路；土石方

中圖分類號：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.016

我國土地資源短缺，在此背景下，輸出線路可選擇的建設(shè)空間較小，因此，線路常會(huì)穿越地形復(fù)雜的斜坡地形。這些區(qū)域的環(huán)境惡劣、地質(zhì)情況復(fù)雜，大型設(shè)備難以進(jìn)入，施工中使用的大量設(shè)備通常都要依靠人工方式運(yùn)輸，因此，需要做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

1 邊坡縮減與埋深增加的關(guān)系

在斜坡地形輸電線路的設(shè)計(jì)過程中，要想使得最終的設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到期望要求，在具體設(shè)計(jì)過程中，需要做好邊坡縮減與埋深關(guān)系分析。邊坡縮減與埋深增加量兩者之間的關(guān)系見圖1.

在具體分析過程中可以發(fā)現(xiàn)，如果b與L的大小相等，則在具體處理過程中需要抬高基礎(chǔ)面，抬高的數(shù)值為ΔH.為了確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須要增加埋深。為了彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)在承載力上的缺陷，埋深需要增加S.

2 最小保護(hù)距離

最小保護(hù)距離指的是在確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)下，邊坡的最小保護(hù)距離。在輸電線路工程中，為了減小工程對周圍環(huán)境造成的不良影響，在具體施工中應(yīng)盡量減少土石方工程量。基礎(chǔ)邊坡本身必須具有足夠的安全尺寸，這是在工程施工中必須進(jìn)行探討和分析的問題，其不僅會(huì)對工程的經(jīng)濟(jì)效益造成影響，且也會(huì)對工程的安全性造成影響。

針對臨坡技術(shù)或斜坡基礎(chǔ)，在具體設(shè)計(jì)過程中要實(shí)現(xiàn)抗撥穩(wěn)定的掏挖類原狀土基礎(chǔ)邊坡最小保護(hù)距離B1，計(jì)算公式如下：

B1≥L+0.5. （1）

L=γ（sina1-sina2）+D/2. （2）

γ=ht/（cos（π/4-Ф/2）-sina）. （3）

a=（π/4+Ф/2）×（D/2ht）2. （4）

a1=π/4-Ф. （5）

a2=π/2-a. （6）

式（1）中：ht為位于平地上埋深；L為斜坡點(diǎn)到樁基礎(chǔ)中心的距離；Ф為黃金分割比，取近似值0.618；a為斜坡與水平面之間的夾角。

斜面與水平面相交點(diǎn)向上的延長線與桿塔高度在水平相方向的延長線相交，該相交點(diǎn)與其對丁斜坡水平方向點(diǎn)的距離為0.5 m，滿足抗壓穩(wěn)定邊坡最小距離a2≥2.5D-ht/tanβ+D/2=3D-ht/tanβ的要求，且a2≥2.5 m。其中，角β為斜坡與水平邊的夾角。

綜上分析可發(fā)現(xiàn)，在具體設(shè)計(jì)過程中，在滿足桿塔荷載要求的情況下，斜坡地形邊坡最小保護(hù)距離a=max{a1，a2，2.5}。

3 實(shí)例分析

斜坡地形輸出線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中涉及到的具體參數(shù)內(nèi)容如表1所示。

參數(shù) 具體內(nèi)容

土體參數(shù) γ=16，kN/m3；c=40 kPa；Ф=18°

基礎(chǔ)尺寸 d=1.2 m；D=2.5 m；ht=4.0 m

斜坡地形 B=25°；B=5.58 m

通過表1中的數(shù)據(jù)計(jì)算可以得到a1≥4 m，a2≥1 m，因此，a=4 m。通過上述分析不難發(fā)現(xiàn)，基面抬高ΔH與埋深增加量S之間存在一定的關(guān)系，兩者之間對應(yīng)的具體關(guān)系如表2所示。

表2中的數(shù)據(jù)都是在β=25°的情況下計(jì)算而得。通過表2中的數(shù)據(jù)可知，在具體設(shè)計(jì)過程中，如果基面降低1.49 m，則基礎(chǔ)需加深0.39 m。需要設(shè)計(jì)人員特別注意的是，在同樣的地質(zhì)環(huán)境下，如果坡度角度不同，基面抬高值與基礎(chǔ)埋深增加量兩者之間的關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化。因此，設(shè)計(jì)中必須依據(jù)角度上的差別進(jìn)行分別計(jì)算。只有這樣，才能確保最終結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在確保抗撥承載力的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)中應(yīng)在確保結(jié)構(gòu)合理情況下盡量提高基面，并在此過程中適當(dāng)增加基礎(chǔ)埋深。需要注意的是，在此過程中，整體斜坡地形總土石方開挖量會(huì)減小。通過設(shè)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，在其他條件都相同的情況下，隨著坡角角度的變大，基礎(chǔ)埋深量將會(huì)逐漸減小。

邊坡減少量ΔH與埋深增加量S兩者之間的關(guān)系對臨坡基礎(chǔ)造成的影響十分特殊。如果基礎(chǔ)原始坡頂距B與破裂起始點(diǎn)至基礎(chǔ)中心的距離L相等時(shí)，邊坡減少量ΔH與降基面抬高值ΔH成正比，具體關(guān)系為：

Δ=ΔH/tanβ. （7）

在設(shè)計(jì)中，相關(guān)邊坡減少量、將基面抬高值與基礎(chǔ)埋深增加量之間的具體關(guān)系如表3所示。

通過表3中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基面降低1.47 m時(shí)，為了確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，基礎(chǔ)需要加深1.21 m。需要注意的是，表2中的原始坡頂距B=L=3.52 m。

對表2與表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，基面抬高值相同的情況下，由于表2中的原始坡頂距離較大，而在具體施工中，基礎(chǔ)中被消減掉的土地較少，在此背景之下，基礎(chǔ)抗拔承載力損失小，埋深增加量較少。

4 結(jié)束語

隨著輸電線路規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，在桿塔搭建過程中，常在斜坡地形下進(jìn)行?；诖耍疚尼槍π逼碌匦屋旊娋€路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了分析，對邊坡減少量與埋設(shè)增加量的關(guān)系進(jìn)行了深度探討，以期為相關(guān)工作人員的工作提供一定的支持，促進(jìn)我國電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕