10kV線路電桿混凝土基礎(chǔ)重復(fù)再利用研究

黃練棟　溫健鋒

摘 要：廣東沿海地區(qū)海岸線較長，易受臺風、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 文獻標識碼：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)計上探索解決措施?？紤]到配電網(wǎng)面廣量大、點多零散的特點，在短時間內(nèi)提高配電網(wǎng)抗風能力必須進行經(jīng)濟成本分析，同時還得保證其抗風能力得到較大的提升。

過去為了增強電線桿的防風能力，往往是為砼桿加裝防風拉線，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（如強臺風、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砂層，砼桿與內(nèi)套筒之間在地面以上的空隙為細石混凝土層。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砂淋水振搗密實，地面以上砼桿與基礎(chǔ)杯口之間的空隙用細石混凝土二次澆灌。采用該結(jié)構(gòu)可便于以后的維護，當需要更換砼桿時，將表層的細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：

1.1 砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的優(yōu)點

砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)的優(yōu)點很明顯，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，可以大大提高10kV線路的抗風及抗震能力。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)需運輸材料及機械到達現(xiàn)場才能施工，耗費大量的人力物力以及材料運輸?shù)臅r間。

1.2.2 混凝土養(yǎng)護期較長

砼桿套筒現(xiàn)澆式基礎(chǔ)通常需要14天的養(yǎng)護期，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)實踐檢驗、校算，評估最佳經(jīng)濟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)計進行了改良，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：

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)護期時間，因此在基礎(chǔ)施工時就不存在基礎(chǔ)養(yǎng)護期的問題?；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

套筒混凝土基礎(chǔ)模塊的施工技術(shù)要點如下：

（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確，整齊合一。

（4）回填土時必須分層回填，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)進行試用，取得實際的運行經(jīng)驗后，可進一步進行推廣。

參考文獻

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