10 kV 桿塔基礎(chǔ)在復雜沙質(zhì)土層的施工技術(shù)研究

張 良 ，賴偉強 ，李浩輝

（1.中國地質(zhì)大學（武漢），武漢 洪山 430070;2.廣東電網(wǎng)有限責任公司肇慶四會供電局，廣東 肇慶 526000）

某110 kV 變電站10 kV 線路改造工程主要是將原10 kV 線路的JL/GIA-70/10 架空導線換成JL/GIA-240/30 架空導線，原線行下增加部分桿塔使舊線路升級改造后的受力及弧垂?jié)M足規(guī)范要求。而增加的10 kV 桿塔基礎(chǔ)施工中，出現(xiàn)了復雜沙質(zhì)地質(zhì)，導致人工開挖桿洞的基礎(chǔ)施工被迫中止。針對工程所在的復雜沙質(zhì)地質(zhì)，簡要分析比選桿塔基礎(chǔ)桿洞的施工技術(shù)工藝，重點闡述本工程采用的井箍圍擋、人工配合抽水開挖、套筒成形的施工技術(shù)方案在復雜沙質(zhì)地質(zhì)中的實踐應(yīng)用，供交流參考。

1 工程概況及設(shè)計要求

桿塔桿洞采用直挖埋設(shè)方式，回填土分層夯實，每回填300 mm 厚度夯實一次，坑口的地面上應(yīng)筑防沉層，防沉層的上部邊寬不得小于坑口邊寬，其高度視土質(zhì)夯實程度確定，一般以300～500 mm 為宜?；靥钔两?jīng)過沉降應(yīng)及時補填夯實，在工程移交時坑口回填層應(yīng)不低于地面。如果坑位地質(zhì)不良，應(yīng)配合使用底盤、卡盤，對于部分地質(zhì)差的情況則桿塔采用混凝土桿杯基礎(chǔ)。

施工時在桿塔桿洞開挖發(fā)現(xiàn)流沙及淤泥土質(zhì)且地下水位高，根據(jù)施工作業(yè)指導書采用掏挖基坑開挖適用于土質(zhì)較好且地下水位低于基礎(chǔ)底面。原設(shè)計地質(zhì)為普土80%、堅土20%，適用該方法開挖，在開挖至約0.6 m 出現(xiàn)地下水，土質(zhì)出現(xiàn)流沙、淤泥等，無法繼續(xù)采用直接掏挖方式開挖，坍塌風險大。

現(xiàn)場附近為經(jīng)濟農(nóng)作物地帶，位置的小調(diào)整無法避免地質(zhì)的情況。如果進行大位置的調(diào)整，涉及的方面更多，如河渠的路徑須得到水利部門的同意；或者修改線行至跨山路段，首先是青賠難度大，涉及的山上產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)復雜，然后各個支線也須通過該經(jīng)濟地段的連接，部分會繞過民房地帶，使得線行更加復雜，更加難以實施。所以綜合考慮本工程線行幾乎為最佳路線。

2 桿塔基礎(chǔ)施工技術(shù)分析

根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境勘查以及施工隊開挖出來后的土質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)該地質(zhì)為流沙地帶，通過走訪附近居民，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)以前為河流，流沙地質(zhì)情況嚴重，土地滲水情況嚴重，針對該情況，設(shè)計院提供了3種處理方式。

因桿塔位置位于田里，流沙情況嚴重，按照正常人工開挖會導致流沙坍塌，無法達到設(shè)計的電桿深度要求。首先可以采用挖機進場開挖，須將電桿位置開挖擴大范圍，大約3 m×3 m 的范圍；然后在四周每隔50 cm 打一個松木樁和用沙包圍堰形成一個2 m×2 m 的護坡固定，同時須在底部每隔40 cm 打一個松木樁，在松木樁上面制作C15 混凝土墊層，保證地面不下沉；最后在護坡中間采用普通桿杯基礎(chǔ)立桿。但是這種電桿多數(shù)位于經(jīng)濟農(nóng)作物地帶，對于挖機的進場作業(yè)，須要開通挖機進場的便道，該方式需大量的青賠而且耗時耗力，并且該處理方式造價較高，約為4.5 萬元/座。

針對這種情況提出另一種方案：首先對于流沙不是很嚴重的地帶比如一些稻田路邊或者中心渠邊有混凝土擋土墻的情況下，直接采用套筒基礎(chǔ)的模式，施工隊開挖后將套筒放入開挖的桿洞中，在立完電桿后，灌入混凝土澆筑套筒同時將套筒周圍須用原土回填夯實，保證電桿的固定。該方案造價約為0.35 萬元/座。

對于一些流沙嚴重地質(zhì)而且無法深挖下去的情況，比如以前河流地方，在流沙或者滲水較嚴重的部分地帶，則是第3 種方式，就是采用井箍基礎(chǔ)，首先施工隊須在市場上購買6 個0.33 m 深度、直徑1 000 mm、厚度0.06 m 的帶鋼筋井箍。挖出一個較淺的坑，約50 cm，因電桿附近流水嚴重，須邊開挖邊抽水，挖好桿塔坑之后將第一個井箍放下去，同時將套筒放置下去，采用人工開挖方式，當開挖到一定程度后井箍會下沉，同時井箍也會隔離流沙，防止塌方在這樣連續(xù)作業(yè)放6 個井箍，達到設(shè)計的桿塔深度要求后，在最下面開始放底盤，安裝雙壁波紋管，在井箍內(nèi)澆筑C20 混凝土固定雙壁波紋管，同時在露出地面0.6 m 時也須澆筑C20 混凝土固定電桿，在混凝土露出部分周圍采用45°的原土夯實，達到套筒固定而且沒有塌方的情況，完成桿塔基礎(chǔ)施工。如圖1 所示，該方案造價約為0.7 萬元/座。

圖1 井箍施工方案設(shè)計圖

3 桿塔基礎(chǔ)的施工技術(shù)方案與工藝要點

該工程因為是舊線行升級改造，基礎(chǔ)位置的施工時，遇到復雜的沙質(zhì)地質(zhì)，又無法變更桿塔位置時，只能采取上述方案3，施工單位根據(jù)設(shè)計方案制定了優(yōu)化施工方法。

根據(jù)設(shè)計圖紙復測定位電桿位置，以電桿定位點為圓心，直徑1.8 m 開挖，在開挖至0.3 m 深度時，采用直徑1 000 mm 井箍基礎(chǔ)，將井箍平放至開挖坑洞內(nèi)，放置井箍時隨時注意坑洞塌方，采用4 人平抬的方式放置。放置到位后調(diào)整井箍位置，保持圓心點在電桿中心。

布置自吸污水泵，將開挖基坑內(nèi)余水排出。采用人工沿井箍內(nèi)壁均勻往下開挖，利用流沙土質(zhì)特性，當開挖到一定程度時井箍自動下沉，類似沉井基礎(chǔ)，采用該方案可以有效防止土方坍塌，加固基礎(chǔ)。根據(jù)井箍下沉方向及平整度調(diào)整開挖位置，保持井箍垂直下沉。以此類推開挖一個井箍深度后，放置另一個井箍，直至達到6 個井箍深度，即達到設(shè)計開挖深度。在開挖過程中污水泵須連續(xù)運轉(zhuǎn)，增加地下水流動性保證井箍順利下沉，若在開挖過程中發(fā)現(xiàn)下層土質(zhì)發(fā)生變化，遇到石子、粘土等土質(zhì)時采用人工攪動基坑內(nèi)，放慢開挖速度，還可采用水沖法將石子、粘土沖刷掏挖出來。

達到開挖深度后，申請監(jiān)理單位驗坑，驗收合格放置底盤，在放置底盤前應(yīng)再次確認開挖深度是否達到設(shè)計標準誤差，放好底盤后立即在底盤中心位置安裝雙壁波紋管，波紋管采用DN300 為宜，安裝好后應(yīng)做好波紋管壓重及臨時固定措施，將井箍內(nèi)水排出，采用C20 混凝土澆筑固定雙壁波紋管。在放置底盤及安裝雙壁波紋管時應(yīng)保持基坑內(nèi)有水，與地下水位持平，防止流沙從底部冒出，降低基坑深度，因基坑內(nèi)水源充足，采用的C20 混凝土應(yīng)在預拌時盡量控制水的用量，在澆筑過程中每隔0.3 m 振搗一次，保證澆筑質(zhì)量及混凝土強度，待混凝土達到初凝強度即可拆除波紋管壓重及臨時固定措施。該施工過程應(yīng)在2 h 內(nèi)完成，因可能的流沙上冒，在開挖至設(shè)計深度時應(yīng)再加深開挖0.1 m，防止桿坑深度不足的缺陷。

立桿后，做好校桿及臨時固定措施，在井箍以上0.6 m 安裝1.2 m×1.2 m×0.6 m 桿杯模板，對雙壁波紋管及桿杯進行二次澆筑，在澆筑前應(yīng)將雙壁波紋管內(nèi)余水抽出，在澆筑過程中每隔0.3 m 振搗一次，保證澆筑質(zhì)量及混凝土強度。待混凝土達到初凝強度即可拆模，對露出混凝土部分周圍采用45%的原土回填夯實，若原土達不到回填夯實標準，應(yīng)采用紅松土等土質(zhì)較好的材料回填夯實。

待混凝土達到終凝強度后即可拆除電桿臨時固定措施，該基礎(chǔ)即完成所有工序可以投入使用。

4 新施工技術(shù)方案的安全管控要點

放置第一個井箍時，要保證井箍在電桿中心，否則后續(xù)的井箍會跟著偏離中心。放井箍到洞內(nèi)時，作業(yè)人員不能站在洞內(nèi)。

自吸污水泵不建議使用電動式，避免發(fā)生漏電，可以使用汽油泵。沿井箍內(nèi)壁往下開挖過程中，必須沿壁內(nèi)以圓弧的方式均勻開挖，不能集中挖某個方向，避免井箍傾側(cè)。開挖過程井箍下沉時，應(yīng)及時調(diào)整方向和平整度，保證底層井箍和上層井箍均勻沉降。開挖過程一定要有人在桿坑外監(jiān)護，現(xiàn)場要備有安全繩，開挖過程如果遇有突變快速流沙，要首先保證桿洞內(nèi)作業(yè)人員人身安全。

越往下挖，地質(zhì)可能越復雜多變，如果開挖達不到設(shè)計深度，應(yīng)及時通知設(shè)計，商量處理方案。安裝雙壁波紋管和澆筑混凝土時，要保證波紋管在底盤中心位置。

要求先做桿杯基礎(chǔ)然后再立電桿，并且要復測深度滿足設(shè)計圖要求才能組立電桿。

5 結(jié)束語

通過這次項目施工，發(fā)現(xiàn)設(shè)計人員對于地質(zhì)這方面的知識技術(shù)掌握不夠。針對該情況，設(shè)計院邀請地質(zhì)專家對設(shè)計人員進行一些必要的培訓，使得設(shè)計人員在對待地質(zhì)方面知識上有所補充和進步，避免以后再出現(xiàn)該情況。在今后的項目審查中，校核和審圖人員應(yīng)對地質(zhì)方面嚴格審查把關(guān)，對于一些不確定的地質(zhì)情況，須對項目選點進行專業(yè)的地址勘測，保證地質(zhì)的準確性。