閆寶磊

中國水利水電第十一工程局有限公司（450000）

輸電線路鐵塔樁式基礎(chǔ)施工技術(shù)研究對我企業(yè)同類項目降低施工成本、增加行業(yè)競爭力、提高中標(biāo)率都有較大的參考意義，也將為本企業(yè)對未來同類項目的建設(shè)定值提供數(shù)據(jù)幫助。其次，通過在本項目上對線路樁式基礎(chǔ)技術(shù)的研究和實踐，探索并熟練掌握出一套樁式基礎(chǔ)的施工工藝流程和技術(shù)要領(lǐng)，攻克技術(shù)難關(guān)，優(yōu)化施工組織，從而降低施工成本，提高工作效率，并培養(yǎng)出一批熟練掌握此施工工藝的施工和技術(shù)骨干。

1 研究方法和技術(shù)路線

1.1 研究方法

本課題依托贊比亞CLC132輸電線路在建項目，首先通過研究相關(guān)文獻與借鑒其他灌注樁與鐵塔基礎(chǔ)施工的先進工藝，創(chuàng)造出一套適用于本項目基礎(chǔ)施工的技術(shù)方案。然后在施工生產(chǎn)中，對于每基鐵塔基礎(chǔ)出現(xiàn)的各種問題進行個案分析，逐步提出解決方案與改進措施，使施工質(zhì)量與效率得到提升。因此本課題以采用經(jīng)驗總結(jié)法為主，文獻研究法、個案研究法、其他研究方法為輔的研究方式[1]。

1.2 技術(shù)路線

具體的研究思路與技術(shù)路線則如下所述:①為保證現(xiàn)有132 kV輸電線路在建工程能按時順利履約，并考慮到增加公司未來在輸電項目領(lǐng)域的競爭力，確定了“132 kV輸電線路鐵塔樁式基礎(chǔ)施工技術(shù)研究”的研究課題。②查閱相關(guān)工程施工的文獻資料，確立本項目樁式基礎(chǔ)的初步施工方案。③選取3基鐵塔基礎(chǔ)進行樣板施工，對樣板施工期間即暴露出來的問題進行收集整理，逐條分析解決，增強現(xiàn)場管理并改進施工工藝。④在施工生產(chǎn)全面進行的同時，對每一基鐵塔基礎(chǔ)的施工過程進行研究，細致分析各施工環(huán)節(jié)，探索能夠提質(zhì)增效，優(yōu)化工藝的方法，同時解決新出現(xiàn)的問題。⑤總結(jié)經(jīng)驗，分析歸納，將已經(jīng)優(yōu)化改進的施工工藝與管理模式整理匯總，形成理論成果。

2 鐵塔樁式基礎(chǔ)施工主要創(chuàng)新點及成果

2.1 主要創(chuàng)新點

使用樁式基礎(chǔ)代替大開挖板式基礎(chǔ)，可直接減少土方開挖量與混凝土澆筑方量，并且沒有土方回填工程，能夠節(jié)約施工成本，提高施工速度。在養(yǎng)護階段，灌注樁基礎(chǔ)因為主要部位已經(jīng)埋入土壤之中，相對于主體結(jié)構(gòu)暴露在空氣中的板式立柱，養(yǎng)護工作量更小并且混凝土強度質(zhì)量風(fēng)險更低。設(shè)計專業(yè)調(diào)節(jié)插入式懸浮角鋼的模具，使其能同時滿足角鋼頂部根開，傾斜角度，高程控制，扭轉(zhuǎn)控制等功能，施工技術(shù)人員不用再將大量時間耗費在微調(diào)角鋼的工作上。

2.2 主要研究成果

課題研究成果為:鐵塔樁式基礎(chǔ)施工的整個施工工序得到優(yōu)化，并且相對于板式基礎(chǔ)，在施工效率上有顯著提升，在成本消耗上有顯著下降。專門設(shè)計的懸浮角鋼調(diào)節(jié)模具使用效果好，精度控制高，同時線路上適宜鉆孔施工的塔位全部設(shè)置為灌注樁式基礎(chǔ)進行施工。

2.3 技術(shù)經(jīng)濟效益

項目的主線路全長為305 km，共937基鐵塔，本課題實施后，預(yù)計設(shè)置并完成790基樁式基礎(chǔ)，節(jié)約原材料60%，施工效率較于板式基礎(chǔ)施工提升60%。

3 樁式基礎(chǔ)施工研究內(nèi)容及成果

3.1 樁式基礎(chǔ)施工類型得到確認

結(jié)合項目合同規(guī)范，本項目將土質(zhì)類型分為了5種情況，各項參數(shù)見表1。

表1 土質(zhì)分類情況

表中，1類土代表巖石類，5類土代表基礎(chǔ)將會處于水面之下。經(jīng)過詳細的地質(zhì)勘探試驗與計算分析，2、3、4類土質(zhì)是本線路工程中最常遇到的類型，而1類與5類土質(zhì)因為不利于施工，在桿塔排位定桿設(shè)計時通常將其避過。在鉆孔施工方式中，常見的有干作業(yè)和濕作業(yè)兩種成孔方式。干作業(yè)一般需要采用旋挖鉆機施工，利用螺旋鉆頭切削土壤，使被切除的土塊隨鉆頭旋轉(zhuǎn)，臨時儲存在螺旋葉片上，然后通過提升鉆頭，將土塊帶出孔外。此方式采用的鉆機結(jié)構(gòu)簡單，作業(yè)效率高，成孔質(zhì)量好，清孔方便，適用于土質(zhì)較好的黏性土。

濕作業(yè)法主要用于土質(zhì)較差，易坍塌，地下水位較高的土質(zhì)中，一般在鉆孔前需要制備泥漿池，鉆孔施工的同時往孔內(nèi)注入泥漿進行護壁防止坍塌，逐步鉆進，并利用泵給壓力使泥漿裹挾鉆渣排出孔外，所用設(shè)備與工器具較多，耗時長，工序較為復(fù)雜。

本線路工程鐵塔設(shè)計共有4種型式，A型懸浮直線塔830基，B型耐張塔81基，9成以上塔位地基為第2、3類土質(zhì)，第4種土質(zhì)類型塔數(shù)不及總量的1/10。綜合考慮鐵塔安全，成孔質(zhì)量、速度以及鉆進設(shè)備的使用率，因此主要將A型塔2、3類土，B型塔2類土的鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計為樁式基礎(chǔ)，采用旋挖鉆機并使用干作業(yè)法成孔施工。在結(jié)合兩種土類的各項試驗參數(shù)與鐵塔基礎(chǔ)受力情況之后，通過設(shè)計計算，最終成功確定了3種主要的鐵塔樁式基礎(chǔ)型式。

3.2 加工完成角鋼調(diào)節(jié)模具

在本線路工程中，按照塔型與土質(zhì)可將所有樁式基礎(chǔ)型式分為3類，其分坑放樣與鉆孔施工工藝流程完全相同。但若按照鐵塔呼高則能從塔腿的根開距離上將其分為39類，不同類別的基礎(chǔ)在數(shù)量上相差較大。按照項目使用的規(guī)范要求，主角鋼尺寸偏差允許值見表2。

表2 基礎(chǔ)尺寸施工允許偏差

由表中數(shù)值可以看出，角鋼尺寸精度的控制要求很高，為了滿足精度要求，專門加工制作了用于調(diào)節(jié)懸浮角鋼的模具。模具主要分為兩種，一種是不可改變根開距離的固定桁架，只可用于呼高、塔型全部一致的塔位；另外一種是各塔腿相對位置沒有被固定的活動桁架，可用于同類塔型不同呼高的所有鐵塔。固定桁架主材采用80 mm×80 mm×6 mm的角鋼制作，分為上下兩層，中間用鋼管或短角鋼焊接固定，下層靠近四個塔腿的部位各設(shè)置一根頂托。插入式角鋼通過M16或M20的螺栓與桁架連接，使根開與斜率固定，旋轉(zhuǎn)底部頂托的調(diào)節(jié)螺栓可進行頂部操平。 活動桁架加工制作工藝與固定桁架基本一致，唯獨四個塔腿是相互分離開來的，雖然活動桁架在角鋼調(diào)節(jié)時所費工時大量增加，但可進行單腿分別調(diào)節(jié)澆筑，能夠在地形復(fù)雜的地區(qū)使用。

3.3 樁式基礎(chǔ)施工工藝得到優(yōu)化

整個樁式基礎(chǔ)的施工流程主要包括:分坑放樣、鉆孔施工、鋼筋籠綁扎、插入式角鋼調(diào)節(jié)、混凝土澆筑以及成品養(yǎng)護。中心樁放樣時，傳統(tǒng)的作業(yè)方法是使用全站儀或經(jīng)緯儀逐樁向前引設(shè)中心樁，植被茂盛或山區(qū)地形多變不能通視的地方作業(yè)困難，而且需要沿線密集布置控制點，工作量非常之大，工作順序受到固定?，F(xiàn)使用RTK測量技術(shù)配合經(jīng)緯儀測量，只需要少量控制點位即可滿足精度要求，無視地形與天氣影響。點位放樣的準(zhǔn)確度更加有保障，并且可隨時從多個方向開始測設(shè)，將施工作業(yè)面徹底鋪開。項目采用兩臺KR125A履帶式旋挖鉆機進行鉆孔施工，移動方便，并且聘請專業(yè)人員對鉆機操作手進行了機械性能與操作使用的培訓(xùn)。鉆機帶有偏斜調(diào)整顯示系統(tǒng)，操作人員在熟練掌握之后，可將成孔的平面精度控制在2 cm，垂直度控制在1/100以內(nèi)，成孔速度也遠遠滿足施工要求。插入式角鋼與鋼筋籠都通過連接在桁架上，然后參照十字方向樁的位置來布置安放，使各尺寸數(shù)值滿足精度要求。桁架在使用中又經(jīng)過多次優(yōu)化改造，抗形變能力、操平調(diào)節(jié)速度與精度都有顯著提升，占用空間越來越小，更加易于轉(zhuǎn)移運輸。部分樁式基礎(chǔ)澆筑完成后，作業(yè)隊伍因施工安排原因整體轉(zhuǎn)移，成品混凝土養(yǎng)護齡期不足，存在強度不足的風(fēng)險。企業(yè)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，準(zhǔn)備了滴水養(yǎng)護和涂刷養(yǎng)護劑兩種混凝土養(yǎng)護方式，在實際運用中節(jié)省出大量人力與交通車輛。

4 結(jié)語

鐵塔基礎(chǔ)施工之前應(yīng)該對所有塔位進行詳細的地質(zhì)勘探。均勻、黏結(jié)性好、地下水位低的土質(zhì)宜設(shè)置樁式基礎(chǔ)。采用效率更高的干作業(yè)式成孔工藝進行鉆孔施工，能夠有效減少施工周期，節(jié)省項目成本。