關(guān)于輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的概念設(shè)計芻議

李永 李斌

（國網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

關(guān)于輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的概念設(shè)計芻議

李永 李斌

（國網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

本文分析了我國最為常見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，并針對鐵塔的抗顛覆性進行了研究，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

隨著我國科技水平有了質(zhì)的飛躍，電力行業(yè)也有了更加高端的科學技術(shù)作為支撐。其中，輸電鐵塔作為電力運輸過程當中的重要設(shè)施，伴隨著近年來我國對電力要求的不斷提高，對于輸電鐵塔也提出了更加嚴格的要求。同時，輸電鐵塔的基礎(chǔ)往往會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，嚴重的可能會導致輸電鐵塔的坍塌，從而造成人員的傷亡。因此，在對輸電鐵塔進行基礎(chǔ)造型的設(shè)計工作時，相關(guān)技術(shù)人員一定要綜合多方面因素進行考量，最大程度保證輸電鐵塔能夠正常運行。

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)漿料一并灌進軟土地基當中，軟性土質(zhì)與水泥漿料相互融合，讓輸電鐵塔地基得以優(yōu)化。在使用灌注樁技術(shù)進行軟土地基的加固工作時，按照軟土地基的狀況判定需要進行注漿的含量，當相應的灌注樁設(shè)備到達某一深度時需要打開灌注樁設(shè)備進行漿料的灌注工作。由于在漿料灌注的過程中，是采用高壓泵方式進行地基的灌漿工作，整個過程當中，漿料帶有極大的動量，可以很好的與當?shù)赝临|(zhì)進行融入結(jié)合。同時，因為使用高壓泵車技術(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，同時也擴展了很多其他種類，諸如高壓水泥漿灌注樁技術(shù)、高壓化學灌注樁技術(shù)。這些技術(shù)的研發(fā)往往可以針對更多類型的地基狀況，開展輸電塔的技術(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

在軟土地基當中，輸電鐵塔基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時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行置換，從而起到增強帶區(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：

對需要進行開發(fā)的軟土地基進行挖掘工作，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。然后針對留下的空地，把密度較高、硬度較大的砂石材料放進坑中，并以此進行夯實填埋，在進行填埋的過程中，需要針對砂石的不同性質(zhì)進行不同層次的掩埋。并將相同種類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)進行覆蓋，讓其與路面之間相互融合，在這些工作進行完畢之后，用500kg的蛙式夯夯實基礎(chǔ)。

1.3 粉噴樁基礎(chǔ)

我國處理軟土地基的過程之中，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把粉末狀的固化劑噴進軟土地基當中，然后在對該片地基區(qū)域進行針對性的攪拌，讓這些固化劑同軟性土質(zhì)產(chǎn)生相關(guān)的化學反應，將地基的硬度與強度強化。在對軟土地基進行粉噴樁處理時，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，且尚未形成嚴重風化的硬度較大的巖石上面，其操作步驟為使用沖擊鉆對巖石進行開孔處理，鉆提并進，保證在進行打孔工作開展時，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中，地腳螺栓建議采用240mm×240mm的鋼制構(gòu)架開展支撐工作，并且把混凝土砂漿導入地基之中，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始對輸電鐵塔的平臺進行建設(shè)，以便開展接下來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型分為群鋪式和直鋪式兩個類型。群鋪式地基就是把很多地腳螺栓倒進巖石當中，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地腳螺栓，通常在小型輸電鐵塔的建設(shè)中會運用到這種方式[2]。

2.2 巖石嵌固基礎(chǔ)

針對那些風化程度較為嚴重，并且很好開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度的風化作用而產(chǎn)生的較為鋒利的棱角，以此來增強輸電鐵塔的穩(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行定向爆破工作。之后再采用人工開挖的辦法，為了增強鐵塔基礎(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，之后再進行鐵塔的鋼筋立柱搭建，在構(gòu)建好鐵塔的造型以后，開始往基礎(chǔ)坑中灌注混凝土，開始使用相關(guān)設(shè)備對坑中的混凝土漿進行均勻攪拌，以保證混凝土充分到達各個部位之中。巖石鑲嵌技術(shù)因為其成本低廉基礎(chǔ)扎實等一系列優(yōu)點，在巖石地基當中的鐵塔建設(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

目前，通常依照鐵塔建設(shè)時材料自身的強度不同，把它分類成柔性、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)稱為彈性。因為受到外力作用，輸電鐵塔會因為自己的剛性表現(xiàn)存在差異，也會對地基表現(xiàn)出不同的反應。當輸電鐵塔表現(xiàn)為剛性時，鐵塔受到外界作用力影響時將會繞著該作用力點產(chǎn)生剛性轉(zhuǎn)動。當輸電鐵塔是柔性構(gòu)建時，基礎(chǔ)立柱可能會根據(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

地基土質(zhì)的特點會對輸電鐵塔的豎向穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，同時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受到壓迫，導致輸電鐵塔立柱產(chǎn)生水平方向的位移與轉(zhuǎn)角。同時，因為力的作用有相互性，地基就會對輸電鐵塔立柱產(chǎn)生反作用力，導致輸電鐵塔立柱產(chǎn)生形變。

3.3 不同施工技術(shù)對輸電鐵塔的影響

在鐵塔建設(shè)過程當中，回填土的質(zhì)量會對輸電鐵塔的地基產(chǎn)生極大影響，相關(guān)施工人員應加強針對措施。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逐漸增大，造成鐵塔的總體穩(wěn)定性受到破壞。

4 結(jié)束語

在輸電的過程當中，輸電鐵塔對于輸電過程產(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，將會造成無法估量的嚴重災難。所以，在鐵塔的早期基礎(chǔ)建設(shè)的過程中，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)時間，同時適合鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計，還能有效增強鐵塔本身的穩(wěn)定性。從而讓電力運輸工作可以更加安全平穩(wěn)流暢的運行，為我國的社會主義建設(shè)作出最大的貢獻。

[1]彭藝全.110kV輸電線路設(shè)計關(guān)鍵點探討[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].天津大學學報（自然科學與工程技術(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，從事電力線路110kV及以上電壓等級輸電線路的運行維護、檢修、工程質(zhì)量管理工作。