浅谈输电线路基础设计中的一些优化措施

分类：推荐论文 时间：2011-05-06 09:07 关注：(1)

浅谈输电线路基础设计中的一些优化措施
党波
摘　要：本文主要从基础选型、基面处理及边坡处理等几个方面提出了输电线路基础设计中的一些保障线路安全运行的优化措施。
关键词：输电线路　基础设计　优化
前　言：目前，随着我国用电负荷的强劲增长，输电线路的输电容量、规模均不断扩大，杆塔所受的荷载相应地不断增加，进而导致基础的材料耗量、施工难度也相应加大。因此，在保护环境的同时能节约工程造价、减少施工难度，一直是输电线路基础设计追求的目标。下面分别从几个方面浅谈基础设计中的一些优化措施。
1　基础选型
1.1　采用原状土基础
山区线路地质多为不同风化程度的岩石、岩石的残积层或硬塑、坚硬状态的粘性土覆盖层，这样的地质条件适合于做岩石基础（分为直锚式、嵌固式、承台式等）或掏挖基础（分为直柱、斜柱、全掏挖、半掏挖等）等原状土基础。这类基础能充分利用原状土的力学性能，提高基础抗拔承载力，施工方便，同时避免了基坑大开挖，减少了土石方工程量，在减少工程造价方面有很大优势，而且可以消除大开挖基础回填土质量不可靠造成的安全隐患。另外，这类基础可大大减小对周围环境的破坏，符合“环境友好型”的要求。
 

 

1.2　铁塔采用全方位不等长接腿
输电线路经过的地形千差万别，当铁塔位于斜坡或台阶地时，各塔腿之间会形成高差，若铁塔采用平腿设计，则降基处理的土石方量较大，且降基完成后容易形成高边坡，若不处理会危及铁塔安全运行，处理则会增加工程造价。此时，采用有全方位不等长接腿设计的铁塔具有较大优势。考虑设计的工作量及现场地形的适用性，长短腿的最小极差一般取为1.5ｍ，最大高差则根据沿线塔位的地形合理选取。铁塔采用全方位不等长接腿与平腿相比较，虽然单基塔重、基础作用力均有不同程度的增大，但能大大减小基面开方、减少施工弃土，在环境保护、减少工程造价方面均有较大优势，而且，根据地形采用短接腿时，塔重可有部分减轻。需要注意的是，由于采用长短腿，铁塔各腿的基础力及基础根开均有变化。
1.3　采用主柱加高基础
平地地形的基础主柱露头值一般取为0.2ｍ，但若塔位处于山坡地形，按照0.2ｍ的露头值则往往在基础保护范围内缺少抗拔土体，不能满足抗拔要求。此时可采用主柱加高基础，即将常规基础（按照露头值0.2ｍ设计）的主柱按照需要加高适当的高度（通常取0.5ｍ为一个级差），以此形成一个系列基础，根据塔腿地形的陡缓程度，并配合不等长接腿合理选用。采用主柱加高基础时，设计基面以上的土体实际上并不挖除，这样不仅可以减少土石方的开挖量，维持原始地形地貌，保持塔基稳定，而且可以减小塔腿基降，铁塔高程相应地提高。另外，一个系列基础的立柱宽度及底板的宽度、厚度一般也保持一致，可方便模板的加工及重复使用，而且，底板的钢筋长度、规格也大多一致，若为斜柱基础则地脚螺栓的火曲角度也一致，备料、加工时均较为方便。
 

 

2　基面处理
2.1　开挖排水沟
基础施工时，基面及基坑土石方的开挖会使原状稳定土体受到扰动，而且有时施工弃土堆积在塔位边坡上，增加了边坡的附加压力，在雨水、山洪及其它地表水的冲刷、侵蚀下，容易产生塌方和滑坡。因此，保持通畅良好的基面排水，有利于挖方边坡及基础保护范围外临空面的土体稳定。对于下边坡土质密实、植被良好且地形较为平缓的塔腿，可直接以桩位为中心向外围作3％散水，使基面汇水自由流出塔位。若塔腿下边坡地形陡峻，此时需在塔腿外侧开挖环形基面排水沟，使基面汇水沿排水沟至远离塔位20ｍ外的地形较缓处排出。另外，若与塔位相连的山体高于塔位且塔位上方存在汇水面，此时需在塔位上方依山势开挖“︹”型截水沟，以拦截和排除周围山坡内的汇水。排水沟的内壁采用石材（可就地取材）浆砌，以保证流水不会下渗且沟壁经冲刷不会坍塌。对于土质含砂量较高、粘性较差，或表层为强风化岩石，颗粒很松散的排水沟，更需保证排水沟内壁的浆砌质量。
 

 

2.2　做混凝土护面
当塔位地质为质地较软且完整性较好的强风化岩石时，常采用嵌固式岩石基础。为防止降基后基面岩石继续风化，每个塔腿的基面表层做混凝土护面。对少数风化和冲刷特别严重的塔位，整个基面表层全部作护面，个别塔位挖方后的放坡面及长短腿间的坡面，有岩石剥落或风化物坍塌时，亦做水泥砂浆或细石混凝土护面。护面宜在线路施工后期进行，以防止施工中塔材、零部件及机具等砸、压坏护面。另外，在做护面前，基面表层的泥土、杂物须清除干净，且护面应依基面排水坡度作为斜面，以利基面排水。
3　边坡处理
3.1　放坡处理
途径丘陵、山地地形的线路工程，经常会由于基面开挖而在塔腿外侧形成边坡，在雨水冲刷、侵蚀下，易产生土体剥落和坍塌，导致塔材被砸坏或被掩埋，影响铁塔安全运行。设计时一般要求对此类边坡进行放坡处理，并对坡脚采取加固措施。按照规范要求，边坡允许坡度值应根据当地经验，参照同类土层稳定坡度确定，土质良好、地下水不丰富时，线路工程中常见的地质类型可按下列要求取值：（1）强风化硬质岩石可取1：0.35～1：0.5；（2）强风化软质岩石可取1：0.75～1：1；（3）密实的碎石土可取1：0.35～1：0.5；（4）硬塑的粘性土可取1：1～1：1.25。另外，在降基设计时，充分考虑地质、地形情况，控制边坡高度，一般土质边坡高度不宜超过5m，岩质边坡高度不宜超过8m，以减小后期放坡处理的施工难度及运行时的安全隐患。
3.2　浆砌挡墙
当塔腿外侧的下边坡在基础保护范围内缺少抗拔土体时，尤其在基础主柱已加高仍不能满足要求的情况下，或下边坡土质疏松容易坍塌时，可考虑在塔腿外侧用块石浆砌重力式挡墙。一方面，浆砌挡墙可减小塔腿基降，提高铁塔高程，减少基面土石方量；另一方面，也可将施工弃土回填夯实于挡墙内侧，保护环境的同时，减少了弃土对边坡稳定的不利影响。但是，为保证挡墙稳定、安全，挡墙设计、施工时需注意：（1）挡墙高度不宜超过6m；（2）墙底须嵌入原状土内0.5m以上，埋置深度按地基承载力、水流冲刷、季节性冻土深度等因素综合确定；（3）每两平方米内应设置一个泄水孔（外斜坡度宜为5％，孔眼尺寸不宜小于100ｍｍ），并设置有效的反滤层，以避免泄水孔被土石堵塞；（4）挡墙长度较长时，宜每隔20～25m设置一道伸缩缝，在地基性状和挡墙高度变化处应设置20～30ｍｍ宽的沉降缝。当铁塔采用长短腿，塔腿间基面高差较大时，也可考虑在两腿间浆砌挡墙，以保证短腿基础的上拔稳定。
 

 

3.3　植被护坡
处于丘陵、山地的塔位，由于现场施工平台较小，工程材料堆放、导地线架线施工、弃土堆放及基面整平等均会破坏塔位原有植被而导致坡面裸露，一方面不利于水土保持，极易造成滑坡、塌方等地质灾害，影响铁塔安全运行，另一方面极大地破坏了塔位附近的生态环境且影响美观。汲取公路、铁塔建设工程中植被护坡（利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡同时美化环境的一种生态护坡技术）的成功经验，并结合送电线路工程的特点，推荐采用以下两种植被护坡的方法进行塔位边坡保护：
(1) 土工格室植草护坡
该技术是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良的客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播植草施工的一种护坡技术。
(2) 浆砌片石骨架植草护坡
该技术是指采用浆砌片石在坡面形成骨架，并结合铺草皮、土工格室、喷播植草、栽植苗木等方法形成的一种护坡技术。
4　结束语
随着科学技术的飞速发展，为输电线路设计、施工水平的不断提高提供了动力，只有积极探索研制新材料、开发新工艺、创造新技术，从保护生态环境、节约成本、减小施工难度等各个方面综合考虑，不断总结经验、推陈出新，才能建设出更高水平、更高质量的精品输电线路工程。
参考文献：
[1]DL/T　5219-2005，架空送电线路基础设计技术规定。
[2]GB　50330-2002，建筑边坡工程技术规范。
[3]GB　50007-2002，建筑地基基础设计规范。