山地輸電鐵塔掏挖式、巖石嵌固式與板式基礎的比較分析

鐘維軍，龐紅旗

（寧波市電力設計院有限公司，浙江寧波315021）

山地輸電鐵塔掏挖式、巖石嵌固式與板式基礎的比較分析

鐘維軍，龐紅旗

（寧波市電力設計院有限公司，浙江寧波315021）

目前寧波地區(qū)110 kV架空輸電線路主要采用板式基礎，存在開挖面積大、費用高等問題。通過對板式基礎、掏挖式基礎和巖石嵌固式基礎的技術、經濟指標的比較分析，指出掏挖式基礎和巖石嵌固式基礎的技術經濟指標更優(yōu)，在不同的施工要求、施工環(huán)境等條件下，因地制宜地使用掏挖式基礎和巖石嵌固式基礎可減少工程建設對環(huán)境的影響，節(jié)約工程投資。

輸電線路；基礎；荷載；掏挖式；巖石嵌固式

在寧波沿海地區(qū)110 kV架空輸電線路中，山地線路的比重較大，且寧波沿海地區(qū)風速較大，造成沿海地區(qū)山地線路荷載較大，鐵塔基礎也隨之增大。普通板式基礎的底板相當大，對山地環(huán)境的破壞嚴重，在這種情況下，“環(huán)境友好型”的掏挖式基礎越來越受到青睞。本文以寧波地區(qū)110 kV七姓輸電線路中的鐵塔荷載為設計荷載，對板式基礎、掏挖式基礎和巖石嵌固基礎進行技術經濟比較分析。

1 桿塔荷載和土質的確定

取寧波地區(qū)比較典型的地質情況作為設計的基礎，具體荷載見表1。當采用板式基礎時，地基承載力取250 kPa；當采用掏挖式基礎時，地基承載力取250 kPa，擾動層厚度取0.5 m，土的內摩擦角取10°；當采用巖石嵌固基礎時，巖石等代剪切強度取15 kPa，覆蓋層厚度取3 m，地基承載力取250 kPa。

2 3種基礎型式的技術指標及比較分析

在寧波地區(qū)山地上，由于山地地基承載力相對較好，一般下壓很容易滿足設計要求，主要是考慮各種基礎的上拔工況，板式基礎仍按照土重法理論來計算上拔力，而掏挖式則采用剪切法理論來計算上拔力，巖石嵌固基礎主要是靠巖石的等代剪切強度來計算上拔力。

根據相應規(guī)范的計算公式，結合荷載和地質情況，可以得到同一鐵塔采用不同基礎型式時的技術指標（見表2），比較可得：

（1）在山地上，同一鐵塔荷載采用不同的基礎型式，基礎的技術指標相差較大，板式基礎相對較差，而巖石嵌固基礎就有其優(yōu)勢，而且隨著荷載的增大，巖石嵌固基礎的優(yōu)勢更大。

（2）隨著荷載的增大，板式基礎的相關技術指標增大最快，掏挖式和巖石嵌固式基礎則增大趨勢較緩。

（3）同一鐵塔荷載下，板式基礎的占地面積明顯大于掏挖式基礎及巖石嵌固基礎，且板式基礎采用大開挖方式，對環(huán)境影響大，而掏挖式及巖石嵌固式基礎對環(huán)境影響小。

（4）當采用掏挖式及巖石嵌固式基礎時，埋深值一般都較大，基礎施工難度也較大。

3 3種基礎型式的經濟指標及比較分析

3.1 經濟指標比較

根據3種基礎型式的技術指標，對其進行經濟指標的比較，經濟指標主要包括材料費用、開挖費用及基礎本體施工費用，得到經濟指標如表3及圖1，2所示。

圖1 不同基礎型式施工費用比較

圖2 不同基礎型式費用比較

從表3及圖1，2中不難看出：

（1）同一種塔型采用板式基礎的費用最大，掏挖式基礎次之，巖石嵌固基礎最小。

（2）基礎材料和基礎本體施工費用也和基礎費用一樣，板式基礎的費用最大，掏挖式基礎次之，巖石嵌固基礎最小。

表1 基礎荷載設計值

表2 3種基礎型式技術指標

表3 3種基礎型式經濟指標

（3）鐵塔基礎開挖費用則是掏挖式基礎最小，巖石嵌固式基礎次之，板式基礎最大。這主要是當設計采用掏挖式基礎時，假設巖石風化完成，成為土質狀，所以開挖費用大大降低，而板式基礎主要是由于開挖土方量太大造成費用也隨之增大。

（4）經濟指標不包括基礎占地費用，由于掏挖式基礎和巖石嵌固基礎的占地面積小，其占地費用將大大減小，而板式基礎不僅占地面積大，且開挖量大，對環(huán)境造成破壞，占用了大量土地資源。

3.2 分析和結論

根據以上技術經濟比較分析可得：

（1）寧波地區(qū)山地巖石風化較嚴重，掏挖式基礎和巖石嵌固基礎都有必要存在。

（2）隨著環(huán)保要求不斷提高，掏挖式基礎和巖石嵌固基礎的應用是大勢所趨，且板式基礎對環(huán)境破壞嚴重，占地面積大，使其在山地上的使用受到了限制。

（3）山地同一荷載作用下，掏挖式基礎和巖石嵌固基礎的技術經濟指標明顯優(yōu)于板式基礎。

（4）在經濟比較中，板式基礎的各種費用都較其他2種大，但因其施工方便，在某些特別條件下，可以加快施工進度。

（5）選擇掏挖式基礎和巖石嵌固基礎時，對塔位的地質要求較高，因此必須根據塔位現場的地質情況確定。

4 結語

綜上所述，在寧波地區(qū)山地上，掏挖式基礎和巖石嵌固基礎有其應用的合理性，可以逐步替代傳統的大開挖的板式基礎，以更好地保護環(huán)境，且技術經濟指標占優(yōu)。相信今后掏挖式基礎和巖石嵌固基礎在線路塔基設計中的比重將進一步加大。

[1]郭賢松.探討輸電線路鐵塔基礎設計[J].廣東科技，2009（4）∶138-139.

[2]劉志權.山區(qū)送電線路鐵塔基礎施工[J].電力建設，2008，29（4）∶98-99.

[3]牛建榮.簡述鐵塔基礎形式的選擇[J].山西建筑，2009，35（29）∶108-109.

[4]陳立闖.濱海區(qū)架空送電線路基礎設計與施工[J].山西建筑，2007，33（26）∶145-146.

[5]秦鋒明，楊承矩.輸電線路鐵塔基礎設計中的環(huán)境保護問題[J].廣東輸電與變電技術，2006（4）∶58-60.

（本文編輯：楊勇）

Comparative Analysis on Excavated,Rock Embedded and Bed Plate Foundations of Transmission Towers in Mountainous Area

ZHONG Wei-jun，PANG Hong-qi
（Ningbo Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315021，China）

Currently Ningbo 110 kV overhead transmission line application is based primarily on plate base plate foundation excavation area，high cost.Through the base plate，digging inlay type foundation and rock solid formula-based technology，economic and other indicators of comparative analysis，a clear foundation and digging style embedded rock solid foundation of technical and economic indicators formula better future can be in different construction requirements，construction and environmental conditions using local conditions and rock digging type foundation embedment type foundation，to reduce the environmental impact of construction projects，saving project investment.

transmission line；basis；load；digging type；rock embedded in the solid type

TM754

：B

：1007-1881（2013）07-0015-03

2013-03-13

鐘維軍（1981-），男，浙江寧波人，高級工程師，碩士，一級注冊結構工程師，從事輸電線路結構設計工作。