鋼套筒圍堰技術(shù)在輸電線路基礎(chǔ)工程施工中的應(yīng)用

鄧紅軍 DENG Hong-jun

（鄂州電力集團(tuán)有限公司電網(wǎng)建設(shè)分公司，鄂州 436000）

1 110kV 線路工程概況

110kV 梧桐湖輸變電工程為新建工程，由110kV 梧桐湖變電站工程和110kV 線路工程等工程組成。其中，110kV 梧桐湖變電站位于鄂州市梁子湖區(qū)東溝鎮(zhèn)鲊州村孫家塆正北方向約300 米，紅蓮大道與規(guī)劃的和平大街交叉口東北角。110kV 線路工程分別為110kV 蒲蓮線T 接線路工程、110kV 蒲溝線T 接線路工程。

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、存在的問(wèn)題

2.1 沿線自然環(huán)境

工程全線地形起伏較小，主要為平地和河網(wǎng)。大部分地段有魚(yú)塘、藕塘、溝渠、老湖區(qū)等。因此，此段線路屬于平地地形。地形比例為：蒲團(tuán)—紅蓮湖T 接梧桐湖變110kV線路：平地60%，河網(wǎng)10%，泥沼30%；蒲團(tuán)—東溝T 接梧桐湖變110kV 線路：平地50%，河網(wǎng)20%，泥沼30%；地質(zhì)比例為：普通土60%，流砂坑10%，泥水坑30%。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，蒲團(tuán)—紅蓮湖T 接梧桐湖變110kV線路跨越河流1 次，魚(yú)塘5 次，；蒲團(tuán)—東溝T 接梧桐湖變110kV 線路跨越河流2 次，魚(yú)塘6 次。

2.2 存在的問(wèn)題

蒲團(tuán)—紅蓮湖T 接梧桐湖變110kV 線路位于鄂州市梁子湖區(qū)梧桐湖開(kāi)發(fā)區(qū)和華容區(qū)；蒲團(tuán)—東溝T 接梧桐湖變110kV 線路位于鄂州市鄂城區(qū)長(zhǎng)港鎮(zhèn)、梁子湖區(qū)梧桐湖開(kāi)發(fā)區(qū)。地處車(chē)灣港、新港、乍州湖流域，地勢(shì)平坦開(kāi)闊,水網(wǎng)密布，溝渠縱橫，全線大部分地段都是漁塘、藕塘、溝渠、老湖區(qū)。雖在工程前期可行性研究及初設(shè)工程勘察階段，進(jìn)行了多次基礎(chǔ)選型、優(yōu)化，確保耐張塔和大部分直線桿塔基礎(chǔ)建在陸地上，但仍有110kV 蒲蓮線T 接線路工程N(yùn)6、N7# 和110kV 蒲溝線T 接線路工程G16、G17、G18# 5 基桿塔基礎(chǔ)需在漁塘中施工。

3 解決方案及可行性分析

3.1 桿塔基礎(chǔ)參數(shù)

110kV 蒲蓮線T 接線路工程N(yùn)6、N7# 桿塔灌注樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)根開(kāi)5.268 米，由4 根直徑1.0 米，長(zhǎng)度8 米灌注樁組成；110kV 蒲溝線T 接線路工程G16、G17、G18#桿塔灌注樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)根開(kāi)為4.413 米，由4 根直徑1.0 米，長(zhǎng)度8 米灌注樁組成。

3.2 漁塘水深、河床類型等地質(zhì)、水文情況現(xiàn)場(chǎng)勘察

我們組織相關(guān)人員到N6、N7、G16、G17、G18#桿塔基礎(chǔ)具體位置，對(duì)水域類型、平均水深、河床類型及深度、水流速等情況進(jìn)行了實(shí)地勘測(cè)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 基礎(chǔ)參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)情況表

3.3 水中基礎(chǔ)施工難度及解決思路

水中基礎(chǔ)施工有別于陸地上施工，施工前必須先解決如何隔絕水的問(wèn)題，否則基礎(chǔ)土方開(kāi)挖等沒(méi)法施工。根據(jù)鄂州電力集團(tuán)有限公司電網(wǎng)建設(shè)分公司多年的線路工程施工、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和協(xié)調(diào)經(jīng)驗(yàn)，解決水中基礎(chǔ)施工的思路是在水中基礎(chǔ)周?chē)扇∵m當(dāng)?shù)膰叽胧?，進(jìn)行擋水，確保必要的基礎(chǔ)施工操作作業(yè)面，再進(jìn)行后續(xù)土方開(kāi)挖等施工。這個(gè)方案好處是不用抽干水塘，不影響魚(yú)苗生長(zhǎng)，不涉及魚(yú)苗賠償，只需花費(fèi)少量施工協(xié)調(diào)費(fèi)和圍堰臨時(shí)設(shè)施費(fèi)用，且進(jìn)度可控。

3.4 目前，國(guó)內(nèi)各類工程通常采用的圍堰類型見(jiàn)表2

表2 圍堰類型表

3.5 擬在本工程應(yīng)用的圍堰措施方案

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，N6、N7、G16、G17、G18#5 基桿塔基礎(chǔ)所在水域均為漁塘，平均水深（米）不超過(guò)1.5 米；河床類型為黏性土淤泥，深度不超過(guò)0.5 米；靜水，水流流速基本為0 米/秒。

根據(jù)圍堰適用范圍、基礎(chǔ)參數(shù)及基礎(chǔ)所在漁塘水域的地理、氣候、水文等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，因地制宜，統(tǒng)籌考慮，擬采用單壁鋼套筒圍堰方案。

3.6 單壁鋼套筒圍堰

適用于水深為4－10 米，水流流速不大，圍堰直徑較小，覆蓋層較淺，平坦的巖石河床，埋置不深的水中基礎(chǔ)。我們要施工的灌注樁基礎(chǔ)所在漁塘水深不足1.5 米，底面直徑1.0 米，埋深8 米，水下基礎(chǔ)長(zhǎng)度為7－8 米，現(xiàn)場(chǎng)情況和單壁鋼套筒圍堰適用范圍比較吻合。

單壁鋼套筒圍堰設(shè)計(jì)：我們先以110kV 蒲溝線T 接線路工程G16#桿塔灌注樁基礎(chǔ)為試驗(yàn)對(duì)象，驗(yàn)證單壁鋼套筒圍堰方案可行性。

基礎(chǔ)及水深參數(shù)：G16# 桿塔4 根灌注樁底面直徑：1.0 米，埋深8 米，露頭高0.5 米；基礎(chǔ)所在漁塘水深1.4米，水中淤泥深0.3 米。

單壁鋼套筒圍堰設(shè)計(jì)：?jiǎn)伪阡撎淄矅吒鶕?jù)灌注樁直徑，設(shè)計(jì)4 個(gè)直徑1.0－1.4 米的單體單壁鋼套筒圍堰，圍堰頂高+0.5 米，底標(biāo)高-1.7 米，總高2.2 米；圍堰底部均不封底，直接插入淤泥中。

單壁鋼套筒圍堰結(jié)構(gòu)：為單壁圓形鋼套筒形結(jié)構(gòu)，無(wú)頂和底，圍堰底直接插入淤泥中。見(jiàn)圖1。

圖1 單壁鋼套筒圍堰設(shè)計(jì)圖和施工示意圖

單壁鋼套筒圍堰直徑：如按灌注樁底面直徑1.0 米設(shè)計(jì)，土方掏挖操作面有點(diǎn)小，施工不方便?？紤]施工操作方便，直徑加大0.2 米，為1.2 米。

單壁鋼套筒圍堰高度＝水深+淤泥深+露頭高＝1.4+0.3+0.5＝2.2 米

單壁鋼套筒圍堰鋼板厚度：為保證單壁鋼套筒圍堰剛度及抗水土壓力，確保施工安全，我們選擇5mm 厚的鋼板。

單壁鋼套筒圍堰加強(qiáng)箍筋：因?yàn)閱伪阡撎淄仓睆讲淮?，鋼套筒?nèi)加支撐會(huì)影響施工操作，為確保施工安全，只好在鋼套筒外側(cè)面（迎水面）沿垂直方向從上至下，平均焊接4 道Φ12 圓鋼箍筋，加強(qiáng)單壁鋼套筒圍堰剛度及抗水土壓力。

單壁鋼套筒圍堰加工焊接要求：為了加強(qiáng)單壁鋼套筒圍堰自身防滲漏水能力，嚴(yán)格要求單壁鋼套筒在卷筒加工時(shí)必須用一整張完好，無(wú)沙眼、洞、裂紋的鋼板卷筒加工而成，不能拼接，中間只能有一條焊縫，且焊縫必須按規(guī)范焊接，焊縫平整、光滑，無(wú)虛焊、沙眼，并經(jīng)煤油檢漏無(wú)滲漏，避免因焊接工藝不良而在使用中滲漏水。

單壁鋼套筒圍堰設(shè)計(jì)完后，委托外單位按設(shè)計(jì)和要求定制加工。

4 實(shí)際應(yīng)用

4.1 施工部署

①由于采用了單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工新工藝，根據(jù)工程內(nèi)容和特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)合同工期，保證工程質(zhì)量，優(yōu)化了工程施工組織，選派了具有豐富施工管理經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目經(jīng)理和責(zé)任心強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富、精通線路基礎(chǔ)工程施工的專業(yè)人員組成施工項(xiàng)目部。②施工前完成了臨時(shí)設(shè)施的建設(shè)，主要材料、設(shè)備的選擇，為以后展開(kāi)大規(guī)模施工創(chuàng)造了條件。

4.2 制定嚴(yán)格科學(xué)的單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工方案

按照采用單壁鋼套筒圍堰施工安全、技術(shù)規(guī)范、要求，結(jié)合施工區(qū)域水流，土質(zhì)、環(huán)境氣候、水深、風(fēng)力等綜合環(huán)境因素，編制了嚴(yán)格科學(xué)的單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工方案，并確定施工程序，在此方案的保證下，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)施工標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)謹(jǐn)施工。

4.3 加強(qiáng)單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工技術(shù)培訓(xùn)

單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工是第一次應(yīng)用。為順利按要求完成單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工，積累單壁鋼套筒圍堰施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工技術(shù)培訓(xùn)，讓每個(gè)參與施工的人員，熟練掌握單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工操作工藝和流程。

4.4 單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)施工

①施工流程見(jiàn)圖2。

圖2 單壁鋼套筒圍堰基礎(chǔ)施工流程圖

②主要工序、施工方法。

1）便道施工。110kV蒲溝線T 接線路工程G16#桿塔基礎(chǔ)在漁塘中間，需搭設(shè)施工便道。便道施工，主要使用竹跳板和木樁。先在漁塘中打入兩排木樁，用木檁條將每排木樁縱橫連接起來(lái)，再在連接好的木檁條上鋪滿竹跳板，并用鐵絲將每塊竹跳板與木檁條扎牢，防止施工人員走動(dòng)時(shí)，竹跳板松動(dòng)和滑脫。

2）測(cè)量放線定測(cè)灌注樁位置。利用監(jiān)理工程師批準(zhǔn)使用的測(cè)量網(wǎng)、水準(zhǔn)點(diǎn)，用全站儀（經(jīng)緯儀或GPS 定位儀）按照設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明的數(shù)據(jù)，精確放出樁位（同時(shí)也是單壁鋼套筒圍堰位置）。

3）圍堰施工。首先，在測(cè)量好的灌注樁基礎(chǔ)位置，將預(yù)先定制好的單壁鋼套筒垂直放入水中，并確保單壁鋼套筒垂直軸線中心與灌注樁基礎(chǔ)垂直軸線中心位置一致；其次，待單壁鋼套筒放置好后，利用單壁鋼套筒自重及重錘垂直敲擊鋼套筒上檐口，使筒底深插入淤泥中，防止筒底滲漏水。最后，為防止單壁鋼套筒傾倒，在單壁鋼套筒底部外側(cè)四周碼放0.5-1.0 米土袋加固。從定測(cè)單壁鋼套筒圍堰位置，到完成4 個(gè)單壁鋼套筒圍堰施工，用時(shí)不到8工時(shí)。

4）堰內(nèi)抽排水。用水泵向外抽出堰內(nèi)積水，待堰內(nèi)積水全部抽完后，靜置1-3 小時(shí)，并查看單壁鋼套筒圍堰是否滲漏水。圍堰現(xiàn)場(chǎng)施工中，由于嚴(yán)格采取上述措施，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)單壁鋼套筒圍堰滲漏水。

5）土方開(kāi)挖及土方倒運(yùn)。單個(gè)灌注樁基礎(chǔ)土方開(kāi)挖施工安排3 人輪流施工，因單壁鋼套筒圍堰直徑只有1.2米，施工操作面不大，只能安排1 人挖土，2 人土方倒運(yùn)。土方開(kāi)挖時(shí)，先掏挖圍堰內(nèi)浮層淤泥，特別注意掏挖到單壁鋼套筒圍堰底時(shí)，不能超出圍堰直徑向外挖，最好保留0.10-0.20 米距離，否則會(huì)滲漏水，再根據(jù)灌注樁基礎(chǔ)直徑向下開(kāi)挖。開(kāi)挖過(guò)程中要嚴(yán)格控制樁徑保持在1.0 米，不能隨意擴(kuò)大和縮小。因基礎(chǔ)埋深設(shè)計(jì)8 米，需向水下開(kāi)挖7-8 米，為防止樁井坍塌，采取了混凝土護(hù)壁；同時(shí)為防止樁井施工中人員缺氧，采用了鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管道不斷向樁井下送風(fēng)，加強(qiáng)樁井內(nèi)空氣流通。

6）鋼筋施工。待灌注樁基礎(chǔ)樁井土方開(kāi)挖深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)監(jiān)理工程師檢測(cè)無(wú)誤后，將事先準(zhǔn)備好的鋼筋吊裝到基礎(chǔ)樁井中，加以綁扎固定，并確保鋼筋籠垂直軸線中心與灌注樁基礎(chǔ)垂直軸線中心位置一致。

7）地螺預(yù)埋。將事先焊接好的地腳螺栓按設(shè)計(jì)要求固定在鋼筋籠中，并確保地腳螺栓垂直軸線中心、鋼筋籠垂直軸線中心、灌注樁基礎(chǔ)垂直軸線中心位置一致。為防止施工中損傷外露的地腳螺栓及絲扣，影響鐵塔組立塔腳固定，用鋼管制作了地腳螺栓保護(hù)帽，并在地腳螺栓絲扣上涂黃油防銹。

8）尺寸復(fù)核。待地腳螺栓、鋼筋籠全部安裝固定好后，再次根據(jù)設(shè)計(jì)圖復(fù)核確認(rèn)灌注樁基礎(chǔ)位置定位和地腳螺栓垂直軸線中心、鋼筋籠垂直軸線中心、灌注樁基礎(chǔ)垂直軸線中心位置。

9）基礎(chǔ)現(xiàn)澆施工?；A(chǔ)現(xiàn)澆過(guò)程中，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作；基礎(chǔ)現(xiàn)澆前，用水泵抽干樁井底積水；現(xiàn)澆時(shí)中，避免觸碰單壁鋼套筒圍堰、地腳螺栓和鋼筋籠，以免基礎(chǔ)、地腳螺栓偏位；并確保整根灌注樁混凝土澆筑在規(guī)定時(shí)間之內(nèi)一次完成；基礎(chǔ)現(xiàn)澆完成后加強(qiáng)了基礎(chǔ)保養(yǎng)和成品保護(hù)。

4.5 單壁鋼套筒圍堰優(yōu)、缺點(diǎn)、改進(jìn)措施

優(yōu)點(diǎn)：安全性高；防水性強(qiáng)；根據(jù)灌注樁直徑設(shè)計(jì)4 個(gè)直徑1.0－1.4 米的單體單壁鋼套筒圍堰，直徑小，選擇5mm 厚壁的鋼套筒，整體剛度大，可不要筒內(nèi)支撐，就能承受較大的水土壓力；制作、加工方便靈活；工序簡(jiǎn)化，施工簡(jiǎn)便，施工周期短；作業(yè)方便，人力就可施工，無(wú)需大型機(jī)械施工。重量較輕，方便現(xiàn)場(chǎng)人力搬運(yùn)。施工中還兼作基礎(chǔ)鋼模板，節(jié)約木模板及木模板制作工序。缺點(diǎn)：因是根據(jù)灌注樁直徑定制的直徑1.0－1.4 米的單體單壁鋼套筒圍堰，基礎(chǔ)施工時(shí)，操作作業(yè)面較小，施工較不方便；同時(shí)兼作灌注樁基礎(chǔ)鋼模板，基礎(chǔ)現(xiàn)澆后，鋼套筒圍堰不能拆除，不能重復(fù)利用。改進(jìn)措施：當(dāng)灌注樁基礎(chǔ)直徑不大時(shí)，適當(dāng)加大單壁鋼套筒圍堰直徑，增大鋼套筒圍堰內(nèi)施工操作面。在后續(xù)的110kV 蒲溝線T 接線路工程G18#桿塔灌注樁基礎(chǔ)施工中，通過(guò)加大單壁鋼套筒圍堰直徑至1.4 米，施工人員反映比G16#基礎(chǔ)單壁鋼套筒圍堰內(nèi)施工操作更方便。

5 結(jié)論

通過(guò)單壁鋼套筒圍堰在輸電線路基礎(chǔ)工程施工中的應(yīng)用，不僅順利解決了困擾多年的漁塘、港、河中基礎(chǔ)施工難題，而且也完成了單壁鋼套筒圍堰方案可行性驗(yàn)證，證明在漁塘、港、河中進(jìn)行灌注樁基礎(chǔ)施工采用單壁鋼套筒圍堰技術(shù)性切實(shí)可行、安全可靠、省時(shí)、省工、省費(fèi)用、施工進(jìn)度更有保障。