摘要：針對(duì)山區(qū)地段地理環(huán)境特征，為降低輸電線路工程建設(shè)難度、提高工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，使其可維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，則可以選擇應(yīng)用不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法，結(jié)合應(yīng)用廣泛的鐵塔全方位長(zhǎng)短腿，能有效提高對(duì)塔位周圍自然地形的利用率，在完成輸電線路建設(shè)以外，還可以減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，同時(shí)還能夠減少建設(shè)成本。本文主要針對(duì)翰電線路不等高基礎(chǔ)沒計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

我國(guó)輸電線路建設(shè)不斷完善，電網(wǎng)覆蓋的面積持續(xù)擴(kuò)大，但是面對(duì)不同地理環(huán)境時(shí)，所適用的設(shè)計(jì)以及施工方法不同，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來規(guī)劃。其中，對(duì)于山區(qū)輸電線路來講，因?yàn)橄鄬?duì)高差較大、地勢(shì)較險(xiǎn)、交通不便等原因，決定了塔位條件比較惡劣，怎樣才能確保基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)研究要點(diǎn)。不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法，可以有效減少干擾地基結(jié)構(gòu)不平衡沉陷以及坍塌等問題的發(fā)生，可確保輸電線路可靠供電。

一、不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

山區(qū)環(huán)境下輸電線路桿塔多設(shè)置在險(xiǎn)峻地貌、山丘頂部以及半山坡體等位置，對(duì)桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)有著十分嚴(yán)格的要求，避免桿塔地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不平衡沉陷走勢(shì)問題。現(xiàn)在將不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到輸電線路設(shè)計(jì)中，主要就是利用高低主柱基礎(chǔ)，通過特殊陡峭的自然地形以及高基礎(chǔ)主柱的基礎(chǔ)形式，來提高桿塔設(shè)置的穩(wěn)定性，避免因地理環(huán)境以及氣候因素干擾初選塌陷等問題。就我國(guó)輸電線路建設(shè)現(xiàn)狀來看，華北地區(qū)山區(qū)輸電線路工程基本上均為鐵塔配置了全方位長(zhǎng)短腿，其級(jí)差基本上均為6m，但是在遇到丘陵地區(qū)不同標(biāo)高、山腰梯田與斜坡地形等比較陡峭的山區(qū)地形，為避免和減少降基面對(duì)環(huán)境帶來的影響，減低對(duì)地基產(chǎn)生的擾動(dòng)，并減少塔位基面的開方量，就需要將每個(gè)基塔的4個(gè)塔腿設(shè)置成不同高度。這樣情況下，如果無法達(dá)到不同高度要求，便可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地理情況來應(yīng)用不等高基礎(chǔ)形式，增加基礎(chǔ)露出地面部分的主柱高，一般多為圓柱形或正方形，設(shè)計(jì)成1-3m左右，來提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，并降低對(duì)周邊環(huán)境的影響。

對(duì)于輸電線路不等高基礎(chǔ)形式來講，可以說其為山區(qū)以及丘陵地區(qū)的環(huán)保型基礎(chǔ)形式，可更大程度上利用塔位周圍的自然地形，可有效減少塔腿大方量的降基面，人工開鑿以及爆破作業(yè)量減少，因此對(duì)周邊林木植被的保護(hù)度更高，同時(shí)減少了廢棄渣土的運(yùn)輸量，在降低作業(yè)難度的同時(shí)，減少了成本投入，具有更高經(jīng)濟(jì)效益。

二、輸電線路不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.工程概述

不等高基礎(chǔ)形式主要針對(duì)山區(qū)線路特點(diǎn)，與廣泛應(yīng)用的鐵塔全方位長(zhǎng)短腿相結(jié)合，基于塔位周圍地形情況，通過主柱加高方式來對(duì)塔腿高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此種方式來對(duì)塔腿高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅可以減少水土流失，降低塔位基面開方，對(duì)保護(hù)植被林木有著重要意義，同時(shí)因?yàn)槭┕ぷ鳂I(yè)難度的降低，還可以減少造價(jià)。以華北地區(qū)某段輸電線路工程為例，應(yīng)用具有代表性的山區(qū)不同巖石地質(zhì)條件以及可能應(yīng)用典型不等高基礎(chǔ)型式，進(jìn)行了基礎(chǔ)形式的真型試驗(yàn)，驗(yàn)證并確定不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算理論，提高設(shè)計(jì)方案的合理性與可行性，確保塔基的高穩(wěn)定性，良好適應(yīng)丘陵地區(qū)地理特征。

2、基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1地質(zhì)條件

輸電線路基礎(chǔ)所設(shè)區(qū)城巖土類別包括粉土混合、碎石土、花崗巖以及礫巖，其中0.5-1.5m左石的花崗巖存在強(qiáng)風(fēng)化問題，1.5-60m為中等風(fēng)化狀態(tài)。同時(shí)存在0.8-2.2m左右的強(qiáng)風(fēng)化礫巖層，以及2.2m以下的中等風(fēng)化礫巖層，且?guī)r體完整。

2.2基礎(chǔ)試驗(yàn)

進(jìn)行基礎(chǔ)試驗(yàn)點(diǎn)的確定，需要由設(shè)計(jì)、施工以及試驗(yàn)等技術(shù)人員全程參與，組成現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)專業(yè)小組，結(jié)合此輸電線路工程要求，對(duì)華北地區(qū)山區(qū)線路工程地形地貌以及地質(zhì)巖性等進(jìn)行綜合分析，并確定基礎(chǔ)試驗(yàn)條件。最終選定3種典型地質(zhì)條件進(jìn)行試驗(yàn)，即強(qiáng)風(fēng)化礫巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖以及碎石土地質(zhì)層，對(duì)不同地質(zhì)條件進(jìn)行2組共6個(gè)基礎(chǔ)不等高基礎(chǔ)真型試驗(yàn)。

2.3基礎(chǔ)型式

對(duì)華北地區(qū)山區(qū)和丘陵地區(qū)自然地形和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，對(duì)原有的500kV輸電線路工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，明確此輸電線路工程特點(diǎn)，確定適應(yīng)性強(qiáng)的基礎(chǔ)型式，然后來開展不等高基礎(chǔ)真型試驗(yàn)。以現(xiàn)場(chǎng)自然地形與塔腿實(shí)際情況，來對(duì)基礎(chǔ)主柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑龈咛幚恚⒅髦鶖嗝嬖O(shè)計(jì)成正方形與圓柱形，而懸臂則設(shè)計(jì)成2m與3m，進(jìn)行不同的真型試驗(yàn)。

2.4基礎(chǔ)參數(shù)

為降低基礎(chǔ)設(shè)計(jì)難度，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于3種不同基礎(chǔ)型式真型試驗(yàn)，均采用相同的基礎(chǔ)作用力來設(shè)計(jì)計(jì)算，便于統(tǒng)一以及計(jì)算分析。最終輸電線路工程選擇應(yīng)用CZ52C直線塔基礎(chǔ)，根據(jù)剛性短樁基礎(chǔ)、鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)以及直柱式掏挖基礎(chǔ)來計(jì)算作用力值，并選擇設(shè)計(jì)值為基礎(chǔ)作用力。結(jié)合3個(gè)典型基礎(chǔ)試驗(yàn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)巖性參數(shù)，以及基礎(chǔ)作用力，來完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，確保各項(xiàng)參數(shù)均可滿足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

3、真型基礎(chǔ)施工

設(shè)計(jì)的3組6個(gè)試驗(yàn)基礎(chǔ)，以及9個(gè)反力基礎(chǔ)，均按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及試驗(yàn)要求進(jìn)行施工，以自然養(yǎng)護(hù)的方法做好基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)，應(yīng)持續(xù)作用28d，且要求在養(yǎng)護(hù)階段與基礎(chǔ)相距5m內(nèi)環(huán)境內(nèi)不得進(jìn)行任何作業(yè)，以免對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生擾動(dòng)，且30m內(nèi)嚴(yán)禁進(jìn)行爆破作業(yè)。整個(gè)施工過程中不得隨意調(diào)換工序，應(yīng)按照土石方、開挖基坑、鋼筋綁扎、模板組立、混凝土澆筑、定位安放地腳螺栓、混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模以及試驗(yàn)設(shè)備安裝流程施工。

4、真型基礎(chǔ)試驗(yàn)

4.1加載系統(tǒng)試驗(yàn)

應(yīng)用模擬基礎(chǔ)外荷載作用工況作為試驗(yàn)加載系統(tǒng)，分為豎向上拔與水平兩個(gè)子系統(tǒng)，且在加載時(shí)對(duì)基礎(chǔ)頂部荷載、基礎(chǔ)鋼筋應(yīng)變、位移以及基礎(chǔ)-土接觸面壓力等進(jìn)行測(cè)定。一方面，豎向上拔加載。其主要是利用2個(gè)反力基礎(chǔ)、千斤頂以及反力鋼梁來對(duì)試驗(yàn)基礎(chǔ)進(jìn)行豎向上拔加載處理，由2個(gè)反力混凝土基礎(chǔ)以及鋼梁來為基礎(chǔ)提供反力，而千斤頂則主要提供豎直向上推力。其中，對(duì)于懸臂高度不同的基礎(chǔ)，可以將枕木墊高調(diào)整到相應(yīng)高度。另一方面，水平加載。主要是通過鋼絲繩、手拉葫蘆、滑輪組以及連接件組合來實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)頂部與反力地錨的可靠連接，并通過手拉葫蘆來控制試驗(yàn)基礎(chǔ)所添加或者卸除的水平荷載。

4.2基礎(chǔ)破壞狀態(tài)

真型基礎(chǔ)試驗(yàn)加載方式確定為豎向上拔荷載以及水平力組合加載的方式，對(duì)6個(gè)真型試驗(yàn)基礎(chǔ)進(jìn)行同時(shí)加載，直至其被破壞。其中，基礎(chǔ)破壞型式為豎向上拔破壞以及水平受拉破壞兩種，大部分為基礎(chǔ)周邊土體地表產(chǎn)生較大裂縫，以及部分基礎(chǔ)局部形成裂紋。

5、基礎(chǔ)試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)6個(gè)真型試驗(yàn)進(jìn)行加載試驗(yàn)，對(duì)所有基礎(chǔ)主柱的不同位置均勻布置測(cè)試主筋，確定其面對(duì)不同深度的承載性能以及變化規(guī)律，可確定主筋應(yīng)力與荷載變化有著密切關(guān)系。對(duì)于深度相同的主筋，隨著荷載的增大其拉應(yīng)力也不斷增大，且在地腳螺栓深度范圍內(nèi)，基礎(chǔ)不同的地腳螺栓均需要承擔(dān)一定荷載作用。基礎(chǔ)在水平力反向主筋加載時(shí)受拉，對(duì)于未設(shè)置地腳螺栓的立柱部分，隨著深度的增加主筋受拉應(yīng)力逐漸增大，懸臂3m與2m部位增大速度加快，可確定主柱懸臂高度對(duì)鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)主筋受力有著較大的影響。

結(jié)束語：

不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念在輸電線路建設(shè)中的應(yīng)用，可以更好的應(yīng)對(duì)山區(qū)地形環(huán)境，在降低設(shè)計(jì)與施工難度的同時(shí)，減少造價(jià)成本，不僅可以維持基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，同時(shí)還具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)此內(nèi)容的研究。

(黃曉東 廣東天聯(lián)電力設(shè)計(jì)有限公司510670) 

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭長(zhǎng)俊.架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究[J].低碳世界,2014(07):56-57

[2]魯先龍，程永鋒.斜坡地形輸電線路基礎(chǔ)和桿塔的配合技術(shù)[J ].電力建設(shè),2011,32(08):29-33

[3]秦慶芝，于泓，張益國(guó)，閆濤，魯先龍.輸電線路不等高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[J].電力建設(shè),2008,29(12):26-30