輸電線路設(shè)計中鐵塔基礎(chǔ)改造及特殊地基處理探討

李亞彬?劉丹丹

摘 要 隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的不斷迅速發(fā)展，電網(wǎng)輸送能力大大提高，但建設(shè)輸電線路的內(nèi)外部環(huán)境逐漸變小，部分地區(qū)存在建設(shè)用地難以協(xié)調(diào)，缺乏工程建設(shè)資金等問題，本文從輸電線路鐵塔基礎(chǔ)角度在降低造價、方便施工等方面提出了一些有益建議。

關(guān)鍵詞 輸電線路;鐵塔基礎(chǔ);電網(wǎng)建設(shè)

輸電線路塔桿基礎(chǔ)是輸電線路的重要部分，其直接關(guān)系到整條輸電線路的安全運(yùn)行，但因塔桿基礎(chǔ)問題造成倒塔事故仍時有發(fā)生。輸電鐵塔基礎(chǔ)存在于不同地質(zhì)條件下，地基種類繁多，鐵塔基礎(chǔ)所處地質(zhì)條件在勘測設(shè)計中的失誤，自然災(zāi)害及運(yùn)行中發(fā)生的事件等原因，都可能導(dǎo)致鐵塔傾斜或倒塌。受多種因素影響導(dǎo)致輸電線路的運(yùn)行條件發(fā)生變化，使得輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行留下了隱患，開展鐵塔基礎(chǔ)加固，基礎(chǔ)位移等改造處理方法的研究，對避免上述情況的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實意義。

1鐵塔基礎(chǔ)工程現(xiàn)狀

1.1 我國地基分布及鐵塔基礎(chǔ)形式

我國各地區(qū)地質(zhì)條件差異很大，各類工程地基分布面廣，采用的鐵塔基礎(chǔ)形式靈活多樣。軟土地基主要分布在我國華東地區(qū)等地，主要采用的基礎(chǔ)形式為大開挖式基礎(chǔ)與掏挖式基礎(chǔ)等，部分軟基采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)或螺旋錨式基礎(chǔ)。軟基進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時需要考慮桿塔總承載等因素。軟土地基的處理在基礎(chǔ)造價及處理費(fèi)用方面更高。

黃土地基主要分布在我國西北地區(qū)，通常主要采用插入式基礎(chǔ)或斜柱鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)。黃土地基的濕陷性特點易造成地基變形，目前主要采用強(qiáng)夯法等技術(shù)處理[1]。

凍土地基主要分布在我國高緯度地帶，通常采用插入式與掏挖式基礎(chǔ)，凍脹與融沉是凍土區(qū)鐵塔基礎(chǔ)施工中常遇到的問題，通常采用埋設(shè)保溫層等方法結(jié)合地基預(yù)處理施工。

巖石地基主要分布在山區(qū)地帶，基礎(chǔ)工程施工中所用的基礎(chǔ)形式主要是直錨式基礎(chǔ)，嵌固式基礎(chǔ)與斜錨式基礎(chǔ)。巖石類基礎(chǔ)對巖石的物理特性要求較高，設(shè)計時需要詳細(xì)的巖體勘察，但目前巖體變形等物理特性有待加強(qiáng)研究。此外，我國內(nèi)蒙古，甘肅等地分布風(fēng)積沙等地基形式，基礎(chǔ)工程設(shè)計中必須依據(jù)不同的地基條件進(jìn)行基礎(chǔ)選型和設(shè)計。

1.2 鐵塔基礎(chǔ)改造處理現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外專家在基礎(chǔ)改造處理方面的研究，大多研究集中于普通建筑物基礎(chǔ)建設(shè)，鐵塔基礎(chǔ)具有其自身的特殊性，其與普通建筑物的不同主要體現(xiàn)在鐵塔的設(shè)計控制條件，基礎(chǔ)勘測精度等方面。目前鐵塔基礎(chǔ)的設(shè)計控制條件是基礎(chǔ)的抗傾覆穩(wěn)定性，鐵塔基礎(chǔ)改造處理中很多情況下要求不停電作業(yè)。由于鐵塔基礎(chǔ)的特點與普遍建筑物的不同，在實際工程中借鑒普通建筑物的經(jīng)驗方面受到了限制。

隨著鐵塔基礎(chǔ)工程建設(shè)的發(fā)展，目前鐵塔基礎(chǔ)改造處理中的成功經(jīng)驗不斷增多，但在實際工程中，安全控制方面多過于依賴于人為經(jīng)驗，技術(shù)應(yīng)用相關(guān)文獻(xiàn)較少，從事鐵塔基礎(chǔ)的研究人才較為匱乏。因此，有必要開展鐵塔基礎(chǔ)改造處理相關(guān)研究，為鐵塔基礎(chǔ)改造處理提供技術(shù)支持。

目前我國地基及鐵塔基礎(chǔ)形式的研究，設(shè)計施工等方面存在許多的問題。主要體現(xiàn)在以下幾點，第一，對軟土地基與凍土地基等地基的研究較為薄弱，主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)尺寸過大，鋼筋用量過多等。第二，現(xiàn)行的設(shè)計方法仍采用安全系數(shù)法，難以解決一些特殊地基的鐵塔基礎(chǔ)面臨的問題，設(shè)計技術(shù)規(guī)定有待標(biāo)準(zhǔn)化[2]。第三，地質(zhì)勘探工作較為粗淺，不夠細(xì)致全面，難以提供翔實的工程地質(zhì)參數(shù)，不利于制定科學(xué)的工程施工方案。因線路走廊的特殊性，鐵塔基礎(chǔ)通常分布于山區(qū)等地形，施工現(xiàn)場易受到限制，難以開展機(jī)械化施工，施工質(zhì)量難以控制。

2鐵塔基礎(chǔ)改造處理方法

2.1 鐵塔基礎(chǔ)加固

目前對鐵塔基礎(chǔ)加固通過在填土夯實等方法提高地基的承載能力，以及換填土法，強(qiáng)夯法，震沖法等方法常用于基礎(chǔ)加固施工中。考慮到鐵塔基礎(chǔ)的特殊性，鐵塔基礎(chǔ)加固施工中通常采用高壓噴射灌漿法等。

震沖法主要通過在地基中形成密實樁體與擠密作用，達(dá)到提高地基承載力減少沉降的作用，其特點是技術(shù)可靠，操作技術(shù)易于掌握，可加快施工速度，節(jié)省施工材料。

高壓噴射灌漿法通過鉆入土層中的灌漿管，從鉆桿下端特殊噴嘴噴射的地基處理方法。鉆桿旋轉(zhuǎn)逐漸提升，高壓射流使四周的土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，凝固成具有特殊結(jié)構(gòu)的圓柱體。地錨固法通過在原基礎(chǔ)下放埋設(shè)地錨，通過連接裝置將原有基礎(chǔ)與地錨連接。

2.2 基礎(chǔ)糾偏施工

建筑物糾偏迫降法是在建筑物沉降小的一側(cè)，擾動迫使基礎(chǔ)下沉，頂升法在建筑物沉降大的一側(cè)采用托梁柱等措施頂升基礎(chǔ)使建筑物恢復(fù)水平，目前主要采用錨桿靜壓樁托換加固與頂升法結(jié)合的方案。

首先在原位設(shè)置平面框架梁植筋與原基礎(chǔ)連接，采用頂升機(jī)構(gòu)將原基礎(chǔ)與框架梁同步恢復(fù)水平位置，采用高壓強(qiáng)度混凝土封樁頭完成糾偏。該方案在施工中無沖擊荷載，對鐵塔影響較小，可實現(xiàn)帶電糾偏。鐵塔糾偏率達(dá)24.35%情況下實現(xiàn)原位帶電糾偏。

2.3 塔桿整體移位

傳統(tǒng)的鐵塔移位方法通過重新組立新塔代替舊塔，此方法存在耗材多，費(fèi)用高等缺點。整體移位方法是直接將舊塔整體平移，此方法免去加工新塔的環(huán)節(jié)，縮短了工期，節(jié)約了成本。整體移位方法中，通常采用輪番收緊設(shè)置鐵塔前后側(cè)拉線，通過牽引機(jī)構(gòu)與導(dǎo)軌平面實現(xiàn)鐵塔整體移位。鐵塔重心幾乎不變，采用此方法進(jìn)行鐵塔整體移位安全。

2.4 鐵塔基礎(chǔ)改造處理技術(shù)發(fā)展

鐵塔基礎(chǔ)改造處理方法在實際工程中積累了很多成功經(jīng)驗，不同程度地實現(xiàn)了縮短工期，降低耗材的優(yōu)點，但仍存在一些問題。目前大多改造工程中，從方案的制定到施工中安全控制，過多依賴人為經(jīng)驗判斷，缺乏科學(xué)的評價與仿真研究。

針對目前存在的問題，鐵塔基礎(chǔ)處理應(yīng)系統(tǒng)的開展新基礎(chǔ)形式實驗，與分析研究，建立相關(guān)的輸電線路模型，開展鐵塔的模塊化設(shè)計，為基礎(chǔ)改造方法提供科學(xué)的評價。開展新的鐵塔結(jié)構(gòu)形式的研究，減少鐵塔基礎(chǔ)面臨改造處理的概率。

3結(jié)束語

我國鐵塔基礎(chǔ)改造處理方法中積累了很多成功的經(jīng)驗，但仍存在缺少自動控制技術(shù)的支持，開展鐵塔基礎(chǔ)改造處理方法的相關(guān)研究具有重要的意義。近年來的輸電建設(shè)工程各有其特點，設(shè)計中脫離實際無法保證設(shè)計質(zhì)量，只有因地制宜通過優(yōu)化方案，不斷探索創(chuàng)新，才能滿足建設(shè)電網(wǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉剛.輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計施工技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2018， （45）：222-223.

[2] 盧海，劉婷.架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)問題及改進(jìn)對策分析[J].電工技術(shù)，2018，（20）：36-37，116.