郭永久

（湖南湘江電力建設(shè)集團(tuán)有限公司）

0 引言

隨著土地資源的逐漸稀缺以及輸電線路規(guī)模的快速發(fā)展，輸電線路越過地形較為復(fù)雜的斜坡地形已經(jīng)成為不可避免的趨勢。但是這些區(qū)域地質(zhì)條件較為復(fù)雜且環(huán)境惡劣，這些區(qū)域的輸電線路承載著比較大的水平載荷，斜坡地形會造成地基抗拔以及水平承載能力較低，所以需要基于上坡以及抗傾覆穩(wěn)定性等加強基礎(chǔ)設(shè)計，保證整個線路的穩(wěn)定性。

1 輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計方案概述

（1）鐵塔等長腿配等高基礎(chǔ)設(shè)計方案

傳統(tǒng)山區(qū)等斜坡區(qū)域輸電線路往往采取的都是等長腿配合等高基礎(chǔ)的施工方案，一般性斜坡地形在進(jìn)行桿塔定位過程中往往都是遵照最小邊坡保護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)計基面高程等來對降基面進(jìn)行確定，之后按照鐵塔整體下降尺寸來確定相應(yīng)呼稱高的鐵塔。但是近些年對于環(huán)境保護(hù)等方面要求不斷提升，此種基礎(chǔ)設(shè)計方式存在土石方開挖量大、費用高等問題，同時隨著斜坡降基的施工必然會造成地下水滲流路徑產(chǎn)生變化，會對地基以及桿塔基礎(chǔ)滑移造成影響。

（2）鐵塔等長腿配深淺基礎(chǔ)設(shè)計方案

前述等長腿配等高基礎(chǔ)設(shè)計方案由于要保證基礎(chǔ)降到同個作業(yè)面當(dāng)中，從而造成降基面開挖過程中會消耗大量的資源（包括人力、物力、時間等等）。為了能夠有效降低基面值，可以采取等長腿鐵塔配合深淺基礎(chǔ)的設(shè)計方案。此種基礎(chǔ)方式就是對臨近天然斜坡基礎(chǔ)一定程度上增大埋深，接近山體人工邊坡的基礎(chǔ)可以按照常規(guī)方式進(jìn)行設(shè)計，此種設(shè)計方式就會造成同個塔位不同基礎(chǔ)底面標(biāo)高有所差異，從而形成了深淺基礎(chǔ)的方式。此種基礎(chǔ)降基值能夠大大下降，可以進(jìn)一步提升輸電塔高程，能夠有效降低桿塔呼稱高。

（3）鐵塔長短腿配等高基礎(chǔ)設(shè)計方案

若是輸電線路鐵塔處在斜坡區(qū)域時就會造成塔腿間存在相應(yīng)高差，可以通過長短腿鐵塔的方式建立平衡，能夠保證桿塔長短腿在不同方向的有效連接。一般性斜坡由于塔腿位置開挖會形成略低于原有天然地面的基面，能夠一定程度上減少土石方開挖量，但是也會造成水土流失以及塌方等問題；相對陡峭的斜坡可以通過長短腿鐵塔配等高基礎(chǔ)方式來降低平臺。不同位置采取不同方式，其中上坡側(cè)開挖之后會形成較高的陡坎，這些區(qū)域容易產(chǎn)生滑坡等問題，可以設(shè)置擋土墻對其防護(hù)；下坡側(cè)基礎(chǔ)上拔土體不足情況下要設(shè)置?？?；塔位中間該位置的長短腿具有較大的級差并且平臺高差也相差較大，所以也要設(shè)置擋土墻，同時在塔位上方要設(shè)置永久性的排水溝。

2 斜坡地形輸電線路樁基礎(chǔ)設(shè)計關(guān)鍵分析

（1）邊坡縮減和埋深增加的關(guān)聯(lián)性分析

斜坡地形區(qū)域的輸電線路在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計過程中想要進(jìn)一步提升設(shè)計效果、加強基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，在具體實施過程中最為關(guān)鍵的是要加強邊坡縮減和埋深增加關(guān)聯(lián)性分析。一般情況下邊坡縮減和埋深增加關(guān)聯(lián)性可以通過圖1所示進(jìn)行表示。

通過圖1對于邊坡縮減和埋深增加關(guān)聯(lián)性分析可知，若是B和b的大小相同，在基礎(chǔ)設(shè)計時就要進(jìn)一步增加基礎(chǔ)面高度，所增加的高度可以通過△H進(jìn)行表示。此種情況下為了能夠保證輸電線路整個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就要一定程度上增加埋深。從圖中可知，為了進(jìn)一步完善整個結(jié)構(gòu)的載荷承載能力，要對埋深進(jìn)一步增加，具體增加量為△S。

圖1 邊坡縮減和埋深增加關(guān)聯(lián)性示意圖

（2）最小保護(hù)距離分析

不同于平地區(qū)域基礎(chǔ)，斜坡地形的基礎(chǔ)需要給予更加嚴(yán)格的保護(hù)控制才可以確保其穩(wěn)定性，在基礎(chǔ)設(shè)計時要設(shè)定最小保護(hù)距離。所謂的最小保護(hù)距離主要就是指為了保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性所設(shè)定的邊坡最小保護(hù)距離。輸電線路為了進(jìn)一步降低工程施工對于鄰近環(huán)境所產(chǎn)生的影響，在實際施工過程中要最大程度減少土石方工程量。斜坡地形一定要保證基礎(chǔ)邊坡自身具有充分的安全距離，在實際施工時務(wù)必要控制好此距離，這不但較大程度上影響整個工程經(jīng)濟(jì)效益，同時也會對輸電線路基礎(chǔ)安全性具有較大影響。邊坡最小保護(hù)距離如圖2所示。

圖2 邊坡最小保護(hù)距離示意圖

斜坡基礎(chǔ)為了保證基礎(chǔ)穩(wěn)定性需要在設(shè)計時滿足原狀土基礎(chǔ)邊坡最小保護(hù)距離的相應(yīng)要求，在設(shè)計過程中要滿足如下標(biāo)準(zhǔn)要求：

式中，B1為抗拔穩(wěn)定的掏挖類原狀土基礎(chǔ)邊坡最小保護(hù)距離；ht為處于平地上的埋深；L為斜坡點到樁基礎(chǔ)中心距離；φ為黃金分割比例，可以設(shè)定為0.618；a為斜坡和水平面之間的夾角。另外，將斜坡和水平面交點向上進(jìn)行延伸，可以和桿塔高度在水平方向的延長線相交，此相交點和斜坡水平方向點距離設(shè)定為0.5m，為了保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性一定要確保抗壓穩(wěn)定邊坡的最小距離a2在2.5m之上，同時也要確保此最小距離符合如下條件：

式中，β為斜坡和水平邊之間的夾角。

在斜坡地形輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計過程中一定要確保符合桿塔荷載基本要求，同時也要保證斜坡地形邊坡最小保護(hù)距離滿足a＝max｛a1，a2，2.5｝。

3 具體案例分析

（1）案例基本參數(shù)

某斜坡地形輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計時的相關(guān)參數(shù)情況如表1所示。

表1 斜坡地線輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)

（2）具體設(shè)計內(nèi)容

第一，利用上文所述公式對于此斜坡輸電線路基礎(chǔ)進(jìn)行計算能夠得出a＝max｛a1，a2，2.5｝＝4m。利用以上分析能夠得知基面提升高度△H和埋深增加量S之間的關(guān)聯(lián)性如表2所示。表2的數(shù)值主要是在斜坡角度為25°情況下計算所得，從表中的相應(yīng)數(shù)據(jù)能夠得知，在斜坡地形輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計時若是基面下降1.49m，基礎(chǔ)就要進(jìn)一步加深0.39m。在基礎(chǔ)設(shè)計過程中需要注意的是，相同的地質(zhì)環(huán)境隨著斜坡角度的變化，基面上升值和基礎(chǔ)埋深增加量之間的關(guān)聯(lián)性也會產(chǎn)生相應(yīng)的改變，所以在進(jìn)行輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計時一定要按照角度的不同針對性地進(jìn)行計算，此種方式能夠有效保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

表2 △H和S之間的關(guān)聯(lián)性

第二，在輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計過程中，在滿足抗拔承載力以及結(jié)構(gòu)合理性的基礎(chǔ)上要盡可能提升基面高度，同時在設(shè)計過程中要盡可能增加基礎(chǔ)埋深尺寸。通過這些方式就能夠有效降低整體斜坡地形的總土石方開挖量。在基礎(chǔ)具體設(shè)計過程中，在保證各方面條件不變的情況下，隨著坡角角度的增加基礎(chǔ)埋深量會有效降低。

第三，斜坡地形輸電線路的臨坡基礎(chǔ)邊坡降低量△H以及埋深增加量△S是最為關(guān)鍵的影響因素，若是基礎(chǔ)原始坡頂距B和破裂起始點到基礎(chǔ)中心距離L相同，邊坡降低量△H和降基面提升至之間具有正比例關(guān)系，兩者之間的關(guān)系可以表示為：

在進(jìn)行輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計過程中，要確保邊坡降低量、基面提升量以及基礎(chǔ)埋深增加量要滿足表3所示的相應(yīng)關(guān)系。

表3 邊坡降低量和埋深增加量所具有的關(guān)系

從表3中能夠得知，若是基面下降1.49m情況下，為了保證整體結(jié)構(gòu)具有較高的可靠性需要將基礎(chǔ)的深度增加1.21m。

第四，通過上述兩表的數(shù)據(jù)分析能夠得知，在保證同樣基面提升值的情況下，因為表2中的原始坡頂距離相對較大，但是在實際施工過程中基礎(chǔ)所受到削減土地量相對較少，所以此種情況下基礎(chǔ)抗拔承載力能夠保持較好，可以相對減少埋深的增加量。

4 結(jié)束語

近些年我國電力系統(tǒng)有了快速發(fā)展，這也推動了輸電線路建設(shè)規(guī)模的增加。桿塔建設(shè)是輸電線路建設(shè)中最為重要的部分，隨著輸電線路規(guī)模上升，桿塔建設(shè)常常會在斜坡區(qū)域進(jìn)行，為了確保這些區(qū)域輸電線路基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，需要加強這些輸電線路基礎(chǔ)的設(shè)計力度。本文主要從邊坡縮減和埋深增加的關(guān)聯(lián)性、最小保護(hù)距離等方面分析了輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計方面的相應(yīng)內(nèi)容，同時利用具體案例分析了基礎(chǔ)設(shè)計情況。通過本文的介紹能夠?qū)M(jìn)一步提升斜坡地形基礎(chǔ)穩(wěn)定性提供相應(yīng)參考和幫助，對于加快推動電力系統(tǒng)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。