特高壓輸電線路基礎(chǔ)選型與優(yōu)化策略

胡軍峰 鄭浩

國網(wǎng)湖北檢修公司宜昌運(yùn)維分部 湖北宜昌 443000

特高壓輸電線路工程施工當(dāng)中，以鐵塔為基礎(chǔ)的工程材料、機(jī)械以及建設(shè)工期占有極其重要的位置。根據(jù)現(xiàn)有的權(quán)威數(shù)據(jù)資料，一個(gè)特高壓輸電線路工程當(dāng)中以鐵塔為基礎(chǔ)的建設(shè)工期就會占據(jù)總工期的一半，而且，以鐵塔為基礎(chǔ)的建設(shè)工期其材料運(yùn)輸量就會占據(jù)總工程的65%，其建設(shè)費(fèi)用就會占據(jù)總工程投資費(fèi)用的20%-35%?；诖?，為充分減少以鐵塔為基礎(chǔ)的建設(shè)工期中鋼筋的用量以及混凝土的用量，并有效縮短工程的建設(shè)周期，以求實(shí)現(xiàn)特高壓輸電線路工程建設(shè)費(fèi)用的重大降低，只有按照工程的實(shí)際特點(diǎn)和地質(zhì)情況而開展針對基礎(chǔ)型式的科學(xué)選擇工作。

特高壓輸電線路電壓等級由500kV提升至1000kV后，因?yàn)榉至迅鶖?shù)增加、導(dǎo)線截面增大以及對地距離升高等因素，線路鐵塔承受導(dǎo)地線的荷載量相應(yīng)會變得更大，而其橫擔(dān)也會加長，塔高更會急劇升高，如此一來，特高壓輸電線路的基礎(chǔ)作用力會成倍增大，由此看來，針對鐵塔的基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作就顯得尤為重要。基礎(chǔ)選型必須得按照基礎(chǔ)型式受力的原則以及原狀土地基的力學(xué)特性而開展必要的任務(wù)部署工作，而且，更應(yīng)當(dāng)對特高壓輸電線路工程實(shí)際特點(diǎn)加以充分的考慮，以求實(shí)現(xiàn)將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作對于環(huán)境的影響降至最低。

1 特高壓輸電線路的主要基礎(chǔ)型式分析

特高壓輸電線路鐵塔的基礎(chǔ)型式可以依照荷載條件、工程地質(zhì)條件、沿線地形、施工難易程度而實(shí)現(xiàn)必要的劃分工作，一般來講，可以隨從大多數(shù)人們普遍使用的分類方式，即依照特高壓輸電線路承載力的主要性能而將基礎(chǔ)型式劃分為三類。

第一類是開挖回填類基礎(chǔ)，其是指埋置于預(yù)先挖好的基坑內(nèi)然后實(shí)施填土夯實(shí)工作的基礎(chǔ)，它能夠有效保持基礎(chǔ)上的上拔穩(wěn)定，所以其抗拔性能并不是最理想的應(yīng)用型式，這種類型的基礎(chǔ)其尺寸應(yīng)當(dāng)由其抗拔穩(wěn)定性決定。開挖回填類基礎(chǔ)具備施工簡便的應(yīng)用優(yōu)勢，因此其在特高壓輸電線路工程中應(yīng)用頗為廣泛。開挖回填類基礎(chǔ)的型式主要囊括裝配式基礎(chǔ)和混凝土板式直柱基礎(chǔ)兩種[1]。

第二類是掏挖擴(kuò)底類基礎(chǔ)，這種類型的基礎(chǔ)主要操作流程是將鋼筋混凝土注入到機(jī)械掏挖的土胎內(nèi)，其能夠有效保持基礎(chǔ)的上拔穩(wěn)定，進(jìn)而充分彰顯出原狀土體變形小、承載力高的應(yīng)用優(yōu)勢。掏挖擴(kuò)底類基礎(chǔ)具備較高的水平承載力，而且也擁有較強(qiáng)的抗拔性能，其型式種類主要有半掏挖以及全掏挖兩種。

第三類是巖石錨桿類基礎(chǔ)，其主要操作流程是將錨筋以及細(xì)石混凝土灌注至巖孔當(dāng)中，巖石和鋼筋混泥土就會作為共同體而實(shí)現(xiàn)對于設(shè)計(jì)載荷的必要承擔(dān)工作。巖石錨桿類基礎(chǔ)具備抗壓性能以及抗拔性能較高的使用優(yōu)勢，但是其對于巖石地基的應(yīng)用要求相對較高。

2 新型基礎(chǔ)型式探究

微型樁基礎(chǔ)是一種新型基礎(chǔ)，其是由建筑工程中樹根樁演變而來的一種小直徑鉆孔灌注樁，它所形成的樁基外表樣式如同“樹根”一樣。微型樁基礎(chǔ)能夠有效布置而成特別的三維空間體系，形狀類似四腿斜支承的“板凳”，其具備抗水平力強(qiáng)、受力性能強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，而且，其在施工上機(jī)層面也具備著速度快、操作簡單的特點(diǎn)，既能充分符合抗壓要求，又能承受較大的水平力以及上拔力。微型樁基礎(chǔ)有效得利用了單方混凝土承載力高、小直徑比表面積大的應(yīng)用優(yōu)勢，使得其在當(dāng)前的應(yīng)用當(dāng)中逐漸變得普遍起來[2]。除此之外，微型樁基礎(chǔ)會使用二次注漿工藝，其能夠有效得改善土體的受力性能，促使周圍土體充分滿足特高壓輸電線路的應(yīng)用要求。

3 特高壓輸電線路基礎(chǔ)選型的優(yōu)化策略探討

對以鐵塔為基礎(chǔ)的特高壓輸電線路建設(shè)工期實(shí)現(xiàn)必要的優(yōu)化工作，應(yīng)當(dāng)遵循以下兩個(gè)方面的實(shí)施原則，一是要實(shí)現(xiàn)對于原狀土地基力學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案如掏挖式基礎(chǔ)、巖石基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等類型的必要利用工作，二是要確保所使用的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)到受力合理的使用要求，三是要保證針對特殊地基的處理工作能夠充分滿足環(huán)保的要求。

基礎(chǔ)尺寸的大小對于基礎(chǔ)的工程量有著較為明顯的影響，而影響基礎(chǔ)尺寸大小的因素又有很多，所以在選用不同類型的鐵塔基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)當(dāng)按照基礎(chǔ)作用力的大小以及不同的水文地質(zhì)條件等因素而有效確定。

基礎(chǔ)尺寸大小的影響因素主要有兩個(gè)層面的內(nèi)容，一是作用于地基上的荷載形性質(zhì)以及大小因素。對于同一土層，荷載小的基礎(chǔ)是較好的持力層，相應(yīng)得荷載大的基礎(chǔ)就不能被用于作持力層。針對荷載較小的基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)對其盡量實(shí)現(xiàn)淺埋作業(yè)，而針對上拔力較大的基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)對其盡量實(shí)現(xiàn)深埋作業(yè)[3]。二是地下水位因素。實(shí)際開開展相應(yīng)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量將基礎(chǔ)埋置于地下水位以下，充分保證實(shí)際施工當(dāng)中地基土層不會受到較為明顯的擾動。

因?yàn)樘馗邏狠旊娋€路工程具有較強(qiáng)的特殊性，其基礎(chǔ)主要是由上拔控制，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件為良好狀態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對基礎(chǔ)實(shí)施加深埋置作業(yè)，以此來實(shí)現(xiàn)對于土重抗拔性能的充分利用，進(jìn)而有效降低基礎(chǔ)底板的使用尺寸，最終而實(shí)現(xiàn)混凝土用量的大幅度縮減。

4 結(jié)語

總而言之，實(shí)現(xiàn)特高壓輸電線路基礎(chǔ)型式的準(zhǔn)確選取以及其有效的優(yōu)化工作對于實(shí)現(xiàn)我國電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的戰(zhàn)略意義。為此，筆者已于上文對相關(guān)的特高壓輸電線路基礎(chǔ)型式的選擇工作以及相應(yīng)的優(yōu)化工作提出了有效的的指導(dǎo)策略，希望能對相關(guān)人員有所幫助，也相信未來我國特高壓輸電線路基礎(chǔ)選型以及優(yōu)化工作會開展得更為順利，中國電網(wǎng)事業(yè)也必將實(shí)現(xiàn)更為繁榮的發(fā)展。