電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究

山東炫和供電有限公司 宋玉萍 青島電氣工程安裝有限公司 田震

青島電氣工程安裝有限公司送變電分公司 何海勇 劉倩

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的不斷提升，對電力發(fā)展需求也日益迫切，電力架空輸電線路是我國電力發(fā)展的重要組成部分，運(yùn)行效率的高低與質(zhì)量直接關(guān)系人們的生產(chǎn)和生活，為了能夠確保人們在實(shí)際生活中可以安全、可靠地使用電力，應(yīng)重視對電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究工作。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工時，將環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)以及安全生產(chǎn)等方面作為考量因素，并保證架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)能夠符合現(xiàn)代社會對電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展以及供電需求［1］。在針對架空輸電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一方面要保證整個鐵塔的安全和穩(wěn)定，另外一方面還要保證鐵塔投入過程中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。但是目前架空輸電線路在設(shè)計(jì)的過程中還存在著諸多問題，進(jìn)而會導(dǎo)致各種類型事故的發(fā)生。因此需要結(jié)合當(dāng)前架空輸電線路建設(shè)的實(shí)際情況找出輸電線路設(shè)計(jì)中的不合理之處，以便更好地提高整個架空輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，所以在設(shè)計(jì)電力架空輸電線路桿塔時不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

2 架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究是整個電力架空輸電系統(tǒng)的重要組成部分，同時也是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，需要作好相應(yīng)的分析與設(shè)計(jì)工作，確保在實(shí)際使用過程中不會出現(xiàn)問題。根據(jù)相關(guān)資料顯示，架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)主要分為幾個方面：一是必須對輸電線路桿塔基礎(chǔ)的地形、地質(zhì)等方面研究分析，將所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、匯總。二是根據(jù)不同地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展對供電需求情況進(jìn)行研究分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工。三是還需要明確設(shè)計(jì)原則與具體要求[2]。

3 施工技術(shù)的選擇與控制

在電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)施工過程中，應(yīng)注意選擇與實(shí)際相匹配的施工技術(shù)。在電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)施工階段，需要根據(jù)具體的實(shí)際情況不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。例如，在實(shí)際施工過程中要想確保設(shè)計(jì)方案的可行性和實(shí)用性，則需要從具體的工程條件出發(fā)來進(jìn)行設(shè)計(jì)與操作。應(yīng)重視對實(shí)際桿塔基礎(chǔ)圖紙繪制工作進(jìn)行完善。例如，要想確保電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)圖紙中需要將各個部分的施工步驟、施工順序以及所需材料進(jìn)行明確、詳細(xì)地繪制出來。應(yīng)該嚴(yán)格控制好施工作業(yè)時間。例如，要想保證電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的建設(shè)效率和質(zhì)量，則可以考慮對具體的工作時間進(jìn)行嚴(yán)格控制。還應(yīng)該保證所選擇工藝在實(shí)際使用過程中可以發(fā)揮出應(yīng)有作用。例如，可以考慮將工藝應(yīng)用于不同類型與等級、不同環(huán)境下的電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)建設(shè)中加以運(yùn)用等。還需要不斷優(yōu)化桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，保證能滿足實(shí)際使用要求。例如，要想保證該項(xiàng)目工程能夠順利開展下去時，應(yīng)注意避免出現(xiàn)對其他施工單位和設(shè)計(jì)單位產(chǎn)生不利影響等方面問題。在電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)施工過程中應(yīng)當(dāng)重視對工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)的管理工作。需要合理地進(jìn)行規(guī)劃與管理相關(guān)工作，并采取有效措施確保電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)在實(shí)際建設(shè)中能夠順利開展實(shí)施相關(guān)工程操作等[3]。

4 施工技術(shù)的選擇與應(yīng)用

4.1 工程概況

某電力線路工程位于甘肅省的中部地區(qū)，線路全長為155.668km，鐵塔基礎(chǔ)總數(shù)為462 基。該線路工程是由甘肅電網(wǎng)公司投資建設(shè)的，屬于送變電工程項(xiàng)目，該工程共分為兩期建設(shè)。第一期輸電線路為110kV 單回路，線路長約73.5km，鐵塔數(shù)為319 基。第二期輸電系統(tǒng)為110kV 線路，桿塔基礎(chǔ)數(shù)量為462 基。在輸電桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面應(yīng)用鋼筋混凝土管樁施工技術(shù)是非常必要的，這樣能夠有效地提高施工效率和質(zhì)量，減少不必要的損失和浪費(fèi)。該電力工程所處地區(qū)為黃土高原丘陵地帶的一個環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，施工現(xiàn)場存在著一定程度的水土流失問題，所以為了確保施工作業(yè)質(zhì)量及安全生產(chǎn)要求，需要加強(qiáng)對場地內(nèi)進(jìn)行處理和改良工程建設(shè)，減少土壤流失問題。

4.2 管樁施工

管樁的制作和安裝。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，對于直徑大于或等于200mm 的鋼筋混凝土管樁必須采用專用機(jī)械進(jìn)行加工制作。在制作管樁之前，需要對管樁進(jìn)行測量，結(jié)果要與設(shè)計(jì)圖紙保持一致，然后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將管樁進(jìn)行加工。在施工前，需要對鋼筋籠、鋼板進(jìn)行檢查和檢驗(yàn)工作，確保施工材料的質(zhì)量符合要求。按照設(shè)計(jì)圖紙對管子的軸線和定位問題進(jìn)行處理。將鋼筋籠放置到相應(yīng)位置上，并用卡具將固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。在安裝過程中需要注意，如果鋼筋籠內(nèi)不小心產(chǎn)生了氣泡，需要及時進(jìn)行更換和修理。在管子安裝過程中，必須確保安裝順序準(zhǔn)確無誤，以免造成材料的浪費(fèi)。在制作管樁之前需要確定地基土中是否存在較大的砂層（一般為60cm 左右），將其去除干凈（如有）以保證施工質(zhì)量。對鋼筋籠的位置進(jìn)行調(diào)整時要注意鋼筋籠高度和重量是否符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合要求可以及時與施工單位溝通解決問題。

4.3 基礎(chǔ)樁的設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)樁包括是承臺基礎(chǔ)、擋土墻或護(hù)坡基礎(chǔ)。在電力架空輸電線路的桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，如果是承臺基礎(chǔ)，則需要滿足承載力和變形的要求。承臺基礎(chǔ)必須滿足最大樁高、樁長。對于獨(dú)立基礎(chǔ)，要求樁徑與樁長需要滿足承載力及變形的要求。樁的長徑比為1∶2，并且不能小于1∶4；如果樁的長徑比小于1∶4 時，則要求保證樁的強(qiáng)度和剛度。如果是獨(dú)立基礎(chǔ)，由于樁孔位置有多個，因此要求保證各孔之間相互獨(dú)立。獨(dú)立基礎(chǔ)與承臺部分的設(shè)計(jì)，需要考慮承臺位置、墩長、承面尺寸及位置、墩身尺寸等。如果不滿足上述內(nèi)容，則需要考慮樁徑與樁長以及樁長與樁高等方面要求。

承臺基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置在地基承載力和變形最大的地段。對于獨(dú)立墩來說，設(shè)計(jì)時需要考慮墩寬及墩高等相關(guān)方面內(nèi)容，并且應(yīng)確保滿足實(shí)際工作要求。如果不滿足要求時則應(yīng)考慮增加墩寬或適當(dāng)降低墩高；如果不滿足要求則需要增加柱下鋼筋數(shù)量。在實(shí)際施工中必須采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式。對于承臺結(jié)構(gòu)而言，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是要保證樁周土體的強(qiáng)度和剛度。對于擋土墻來說，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是要確保其滿足抗滑移能力和變形能力等方面的需求，如果不能滿足此標(biāo)準(zhǔn)，則需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]。

4.4 基礎(chǔ)樁沉降觀測

基礎(chǔ)樁沉降觀測內(nèi)容包括沉降、側(cè)移、傾斜。觀測時間與要求是每月至少1 次，并根據(jù)季節(jié)變化情況及時調(diào)整，一般情況下，至少每月進(jìn)行2 次，并且要作好記錄。樁位觀測與定位方法是采用全站儀（GPS）定位法，將測點(diǎn)設(shè)置在地面以下的土層中，然后安裝水準(zhǔn)尺（GPS測得的水準(zhǔn)數(shù)據(jù)），用全站儀（GPS 測得的樁位數(shù)據(jù)）進(jìn)行定位?；A(chǔ)樁測量控制點(diǎn)選擇是在對基礎(chǔ)樁進(jìn)行沉降觀測點(diǎn)的設(shè)置時，要充分考慮到建筑物等因素對基礎(chǔ)樁位沉降控制的影響。計(jì)算方法是在對地基加固施工過程中，計(jì)算應(yīng)采用相對沉降法和絕對位移法。當(dāng)采用相對沉降法時，其精度不能超過±5mm。在采用全站儀定位和全站儀測量的工作中，誤差應(yīng)該控制在±3mm 以內(nèi)。使用方法是根據(jù)相應(yīng)規(guī)定采取相應(yīng)措施。

觀測結(jié)果分析是通過觀察和分析沉降量是否達(dá)到規(guī)范要求，來確定樁的沉降情況。觀測記錄及結(jié)果分析是在對基礎(chǔ)樁進(jìn)行觀測時，要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行觀測記錄和上報(bào)數(shù)據(jù)處理。注意事項(xiàng)是不同工程情況差異較大，具體操作時需要根據(jù)具體情況調(diào)整。成果分析及評價是通過對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總后進(jìn)行資料分析與總結(jié)及評價，確保其符合規(guī)范要求。

4.5 檢測驗(yàn)收

一是基礎(chǔ)驗(yàn)收。主要內(nèi)容包括為地基的強(qiáng)度等級、沉降值，表面不均勻性、地基是否有開裂現(xiàn)象、基坑支護(hù)的厚度、基坑的平面位置是否合理，基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間的連接處強(qiáng)度等級是否達(dá)到要求等。二是構(gòu)件和連接質(zhì)量。主要內(nèi)容包括為構(gòu)件的尺寸、焊接質(zhì)量、尺寸誤差、連接長度以及螺栓緊固力等。三是外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。主要內(nèi)容包括為桿塔表面光滑整潔，塔基表面均勻一致，無漏涂現(xiàn)象，塔身和基礎(chǔ)間連接緊密。四是材料試驗(yàn)。主要內(nèi)容包括為混凝土配合比，砂漿和鋼材等材料試驗(yàn)，水泥質(zhì)量檢驗(yàn)，砂漿抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，鋼筋工程檢查，電渣壓力焊工藝檢查等。五是竣工決算審計(jì)內(nèi)容。主要內(nèi)容包括為工程量審核，工程結(jié)算審核，審計(jì)范圍涉及的各專業(yè)工程項(xiàng)目費(fèi)用的匯總與結(jié)算，對竣工結(jié)算資料等進(jìn)行審核等。在輸電線路桿塔基礎(chǔ)竣工驗(yàn)收過程中還需要注意做好資料保存工作，尤其是對地基加固方法和強(qiáng)度等級進(jìn)行檢查時要特別注意保存好原始測量數(shù)據(jù)。

4.6 施工注意事項(xiàng)

在樁基施工過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況制定科學(xué)合理的工程計(jì)劃，并做好基礎(chǔ)施工方案及技術(shù)交底工作。在基礎(chǔ)施工過程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況及時制定樁基方案。由于樁頂?shù)幕炷翉?qiáng)度很低，因此必須進(jìn)行特殊的養(yǎng)護(hù)措施。樁基施工中應(yīng)注意事項(xiàng)是在樁基施工時，應(yīng)對樁基周圍進(jìn)行仔細(xì)觀察，以便了解周圍土壤的變化情況。還應(yīng)該采用人工鉆孔法進(jìn)行鉆孔，并結(jié)合設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案確定鉆孔的位置和深度，樁孔布置在樁頂中心線上時，樁間距為1.2m，樁孔深度小于0.3m 時，樁間距為1.2～1.5m。當(dāng)樁間距大于2m時，一般采用1～1.5m的樁距。樁基礎(chǔ)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，并及時做好監(jiān)測工作。在施工過程中應(yīng)特別注意樁基質(zhì)量檢查工作，根據(jù)設(shè)計(jì)方案及實(shí)際情況進(jìn)行樁基施工，并做好后期養(yǎng)護(hù)工作，在基礎(chǔ)混凝土澆筑完成后要及時進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作?；炷翑嚢枵緫?yīng)當(dāng)每3d對其進(jìn)行一次檢驗(yàn)并及時調(diào)整混凝土攪拌質(zhì)量。

樁基工程竣工后要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢測工作，首先是檢查樁身的完整性和穩(wěn)定性、樁基礎(chǔ)上樁頭位移量及沉降情況；其次檢查其表面是否有松動和漏漿現(xiàn)象；再次檢查其基礎(chǔ)是否存在不均勻沉降情況；最后檢查其表面是否存在裂縫和蜂窩等缺陷。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，要充分考慮到地基土的特性和變形趨勢。保證樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時有足夠的長度和直徑，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行樁基工程設(shè)計(jì)時，通常采用直徑為6～8m 的鋼筋混凝土管樁確保滿足樁身長度的要求。此外需要注意的是樁頂標(biāo)高必須嚴(yán)格控制，在施工過程中需要注意樁頂與地面的距離以及樁基下可能存在的地下水分布情況。

5 結(jié)語

本文通過對案例進(jìn)行分析，得出結(jié)論：一是在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過程中，應(yīng)將環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)以及安全生產(chǎn)等作為重要考量因素，并合理運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過程中。二是在實(shí)際設(shè)計(jì)時應(yīng)該根據(jù)架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的不同形式、不同類型以及不同高度對其進(jìn)行合理選型。三是在實(shí)際操作的過程中要充分考慮到電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響因素，并確保能夠滿足供電需求。四是發(fā)現(xiàn)目前有關(guān)架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工工作仍然存在很多不足之處，因此還需要繼續(xù)深入研究，不斷優(yōu)化電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。