電網(wǎng)高壓輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)淺析

鄧咸俊

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司廣安供電公司，四川 廣安 638000）

電網(wǎng)高壓輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)淺析

鄧咸俊

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司廣安供電公司，四川 廣安 638000）

鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是輸電線路建設(shè)中非常重要的部分，基礎(chǔ)施工過(guò)程中的勞動(dòng)總量、工程造價(jià)和工期消耗量都占整個(gè)電網(wǎng)工程的主要部分。在設(shè)計(jì)輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的過(guò)程中，要充分考慮鐵塔選型、承受電壓等級(jí)、所在地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)、環(huán)境風(fēng)速等條件，建立一套完善的設(shè)計(jì)規(guī)劃和施工方案，保證鐵塔的安全性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。本文對(duì)高壓電網(wǎng)輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中的鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則、常用基礎(chǔ)選型比較等方面進(jìn)行了深入地探討，并對(duì)鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中要注意的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析，對(duì)實(shí)際施工過(guò)程有一定的指導(dǎo)意義。

高壓輸電線；鐵塔設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)分類

高壓電網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中輸電線路的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，其中，鐵塔基礎(chǔ)對(duì)輸電線路提供支撐，是保證輸電線路安全的重要設(shè)施，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的影響。因此，必須通過(guò)創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)和優(yōu)化方案，努力加強(qiáng)鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域的研究，這樣才能保證當(dāng)前快速增長(zhǎng)的電網(wǎng)建設(shè)需求。

一、鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則

（一）選型原則

不同鐵塔在施工、造價(jià)和占地上都有著不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求，因此選擇合適的鐵塔基礎(chǔ)形式十分重要。對(duì)于新建工程，通常要選擇直線桿；對(duì)于跨越和轉(zhuǎn)交位置要使用角鐵塔，這種方式相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)提高線路安全很重要；對(duì)于回歸線路較多的施工，通常使用占地較小的鐵塔，否則會(huì)造成桿頂?shù)淖冃危M(jìn)而增加基礎(chǔ)維護(hù)費(fèi)用；對(duì)于線路老化的更新工程，要適當(dāng)提高鐵塔高度，縮小水平距離。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要滿足經(jīng)濟(jì)和安全的需求，還要滿足環(huán)境的要求。

（二）設(shè)計(jì)原則

鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是輸電線路中最重要的基礎(chǔ)部分，鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選型，對(duì)輸電線路的施工建設(shè)具有決定作用。由于地質(zhì)原因，目前基礎(chǔ)形式分為很多類型，通常是首先淺埋，然后適當(dāng)增加地板基礎(chǔ)尺寸，提高基礎(chǔ)自重等方式保證鐵塔的穩(wěn)定。直線塔和承力塔則常使用深埋方式。

二、鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

（一）常用基礎(chǔ)分類

常用的鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要包括如下幾種類型：掏挖基礎(chǔ)是指使用土體的本身特性讓混凝土自然成型，這樣不僅能夠節(jié)約時(shí)間和成本，而且由于開(kāi)挖土量較小，施工過(guò)程也非常簡(jiǎn)單。人工灌注基礎(chǔ)是通過(guò)土體本身讓混凝土自然成型，考慮到施工安全等問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)護(hù)壁。這種方式的施工相對(duì)復(fù)雜，適用于人工條件下，基礎(chǔ)作用力大、地形或地質(zhì)條件影響較大的領(lǐng)域。臺(tái)階基礎(chǔ)主要利用土體與鐵塔的自重來(lái)達(dá)到抗傾覆和抗拔的要求。但是由于大開(kāi)挖形式的基礎(chǔ)土方量較大，因此會(huì)嚴(yán)重影響周圍的環(huán)境。直柱板基礎(chǔ)利用土體與鐵塔的自重來(lái)達(dá)到抗傾覆和抗拔的要求，使用地腳螺栓連接鐵塔。這種方式在無(wú)地下水的區(qū)域比較適用，尤其是運(yùn)輸困難的塔位。斜柱插入基礎(chǔ)同樣利用土體與鐵塔的自重來(lái)達(dá)到抗傾覆和抗拔的要求，主要特點(diǎn)是塔腿和斜柱的主材坡度保持一致，因此降低了配筋，是非常經(jīng)濟(jì)的一種基礎(chǔ)類型。在實(shí)際施工過(guò)程中，斜柱插入基礎(chǔ)在無(wú)地下水環(huán)境的各類巖土上都非常適用，對(duì)鋼筋量和混凝土量的需求較小，所以從投資角度考慮，可以設(shè)為首選基礎(chǔ)；掏挖基礎(chǔ)在無(wú)地下水環(huán)境下的軟巖和黏性土中比較適用，土方量開(kāi)挖較小，對(duì)保護(hù)環(huán)境，降低投資十分重要，可以設(shè)為常用基礎(chǔ)；臺(tái)階基礎(chǔ)適合各類巖石，有地下水時(shí)施工非常方便，但是投資相對(duì)較高；直柱板基礎(chǔ)適用于無(wú)地下水的各類巖石，投資較高；人工樁基礎(chǔ)適用于黏性土和軟巖中，基礎(chǔ)作用力較大，投資費(fèi)用較高。

（二）鐵塔基礎(chǔ)電算分析

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了廣泛地推廣，為很多工程計(jì)算類問(wèn)題帶來(lái)了巨大的便利。高壓電網(wǎng)鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需要依靠計(jì)算機(jī)輔助軟件對(duì)鐵塔的力學(xué)特性進(jìn)行分析計(jì)算，現(xiàn)在常用的設(shè)計(jì)軟件包括鐵塔基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件、鉆挖孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件等。通過(guò)上述軟件的分析，施工人員能夠?qū)﹁F塔基礎(chǔ)的上拔穩(wěn)定、下壓、地基和傾覆穩(wěn)定等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還能綜合考慮基礎(chǔ)構(gòu)建的構(gòu)造要求和承載力，進(jìn)而設(shè)計(jì)最優(yōu)化的鐵塔基礎(chǔ)施工方案。

（三）特殊施工環(huán)境下的鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

對(duì)于山區(qū)地質(zhì)條件下的鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，之前的做法通常是先開(kāi)平基面，然后再深挖基礎(chǔ)，這種方式的施工周期較長(zhǎng)，而且會(huì)對(duì)周邊山林的生態(tài)環(huán)境造成很大的影響?？紤]到山地的坡面高低不齊，無(wú)法完全保證基礎(chǔ)的4個(gè)腿基同時(shí)穩(wěn)定，這時(shí)就需要對(duì)鐵塔的長(zhǎng)短腿進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，將鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)短頸的形式，以彌補(bǔ)地面的高差不足。基礎(chǔ)的高差大小要與長(zhǎng)短頸相適應(yīng)，并開(kāi)少量基面。完成基礎(chǔ)以后，要將坡面推平，使山地的面貌恢復(fù)原樣。河坎、道路周邊的鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，鐵塔位置的提供通常不盡如人意。尤其是在車道與河道形成的路夾中，無(wú)法布置常用的正方形基礎(chǔ)。這時(shí)如果換成灌注樁等基礎(chǔ)類型又會(huì)顯著提高工程造價(jià)。因此，我們可以將基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，將立柱設(shè)計(jì)為正方形，立柱的邊和底板的邊不平行，并分別設(shè)置在塔身和路邊。

（四）鐵塔基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問(wèn)題

對(duì)于地質(zhì)松軟的地區(qū)，進(jìn)行灌注樁設(shè)計(jì)時(shí)要按照實(shí)際情況合理增加鋼筋的保護(hù)層厚度，并適當(dāng)提高施工混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)，同時(shí)，根據(jù)混凝土的抗裂要求采用較小直徑的群樁。在施工現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行及時(shí)地清理和開(kāi)挖，塔位中心樁需要保留，它可以作為柱頂標(biāo)與基礎(chǔ)洞底標(biāo)高校核的參考對(duì)象。如果去除了中心樁，要把中心樁從設(shè)施中引出。對(duì)于根開(kāi)較小的直線塔，不宜按照高低腿方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于不穩(wěn)定的山體，要構(gòu)筑一個(gè)護(hù)坡，護(hù)坡的施工過(guò)程要保證嵌入地基的穩(wěn)定，同時(shí)要留有一定的排水孔。

結(jié)論

本文以實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)，對(duì)高壓輸電線路鐵塔的基礎(chǔ)選型與設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入地研究。輸電線路的鐵塔基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分考慮鐵塔選型、鐵塔電算、承受電壓等級(jí)、所在地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)、環(huán)境風(fēng)速等條件，建立完善的設(shè)計(jì)規(guī)劃和施工方案，保證鐵塔的安全性和經(jīng)濟(jì)性。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)日益重要，在實(shí)際的工程建設(shè)中，如何提高鐵塔的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，是未來(lái)電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域研究的重要課題。

［1］傅春衡.高壓輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾點(diǎn)分析［J］.電力建設(shè)，2003（1）：28-36.

［2］周文濤，韓軍科.輸電鐵塔主材加固方法試驗(yàn)［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2009（7）：35-44.

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