輸電線路桿塔基礎選型研究

摘 要:文章結合福建省特殊的地理位置和自然天氣條件，介紹了近年來福建省內輸電線路桿塔基礎的選型案例，特別是一些新技術、新工藝的采用，在追求環保、綠色的今天，取得了很好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞:輸電線路 桿塔 基礎

0 引言

近年來，國家電網福建省電力有限公司認真貫徹落實科學發展觀，服務電網發展形式轉變，履行好社會責任，全面推廣“兩型一化”(資源節約型、環境友好型、工業化)變電站和“兩型三新”(資源節約型、環境友好型，新技術、新材料、新工藝)線路建設，將節約資源、降低能耗、保護環境全面融入電網規劃、設計、建設、運營和管理全過程，走綠色環保之路，取得可觀的經濟和社會效益。尤其是在東部、南部地區，經濟較發達，人口密度大，在輸電線路建設更是重視推陳出新。

線路桿塔基礎是輸電線路的根本，屬地下隱蔽工程，質量的好壞直接關系到輸電網絡的安危。因此，在工程建設時，對地基基礎的合理選擇、設計和施工，是保證建筑物使用安全、節約投資的重要環節。本文基于福建省內的輸電線路設計施工項目，分析了目前輸電線路桿塔基礎的選擇相關技術和前沿科技，供廣大從業者探討。

1 桿塔基礎的選型

桿塔基礎作為輸電線路結構的重要組成部分，它的造價、工期和勞動消耗量在整個線路工程中占很大比重，研究顯示，其施工工期約占整個工期一半時間。因此，進行線路桿塔各種基礎的合理，對確保基礎的穩定和安全有著重要作用。

1.1 掏挖類基礎掏挖式基礎是近年來在我國輸電線路建設中廣泛采用的一種基礎型式，具有充分利用原狀土的承載力、減少開挖量等優點。按該基礎的形狀大小進行掏挖，土石方開挖工程量不大于混凝土澆灌的土石方填筑工程量。掏挖類基礎可分為全掏挖和半掏挖兩種型式。當地表土不易成型時，采用半掏挖基礎。這兩種基礎的最大特點是能夠充分利用塔基原狀土的力學性能，減少基礎的側向變形，提高基礎的抗拔、抗傾覆承載能力。

2009年國家優質工程銀質獎的莆田LNG電廠至莆田變I、ll回500千伏輸電線路工程，在項目設計施工過程中，為盡可能減少工程建設對環境的影響，現場還廣泛采用掏挖式基礎立塔，飛艇、熱氣球和動力傘放線等新型施工工藝，開展全鋁合金導線、碳纖維復合芯鋁絞線、間隙型(超)耐熱鋼芯鋁合金導線等大容量導線應用研究，實現了輸電線路與周邊環境的和諧統一。

1.2 巖石基礎巖石基礎主要是把錨筋直接錨固于灌漿的巖石孔內，借巖石本身、巖石與砂漿間和砂漿與錨筋的粘結力來抵抗上部桿塔結構傳來的外力，以保證對桿塔結構的錨固穩定。這種基礎應用在山區巖石地帶，利用巖石的整體性和堅固性代替混凝土，并通過水泥砂漿(或混凝土)在巖孔內的膠結，使錨筋與巖體結成整體，以承受桿塔傳來的外力。

這種基礎的優點是具有良好的抗拔性能，能節省大量的鋼材、水泥、木材，減少巖石的開挖盆。送電線路桿塔的巖石基礎在國內積累了不少設計、施工和使用經驗。

福建省后石～泉州500kV線路建設中，對山巖地區常用桿塔降措施進行了分析，并在此基礎上對利用大開挖基礎加裝鋼筋籠接地裝置來降低桿塔接地電阻的新方法進行了探討，該方法占用空間少，施工方便，經濟性較好，并且獲得了福建省科學技術獎。

1.3 復合式沉井基礎…

作為臺風、雷電、洪澇等自然災害頻發的省份，福建亟需更加堅強的智能性電網。堅固的桿塔基礎也顯得尤為重要。

復合式沉井基礎是針對地下水位較高的軟土地基，尤其是易發生“流砂”現象的軟土地基地區的一種新型的基礎型式。為了滿足結構物的要求，適應地基的特點，實踐中形成了各種類型的深基礎，沉井按外觀形狀分類，在平面上可分為單孔或多孔的圓形、矩形、圓端沉并及網格形沉井。圓形沉井受力好，適用于河水主流方向易變的河流。矩形沉并制作方便，但四角處的土不易挖除，河流水流也不順。圓端形沉井兼有兩者的憂點也在一定程度上兼有兩者的缺點，沉井豎直剖面外形主要有豎直式、傾斜式及階梯式等。

其技術特點是埋深較大，整體性好，穩定性好，具有較大的承載面積，能承受較大的垂直和水平荷載。此外，沉井既是基礎，又是施工時的擋土和擋水圍堰結構物，其施工工藝簡便，技術穩妥可靠，無需特殊專業設備，并可做成補償性基礎，避免過大沉降，在深基礎或地下結構中應用較為廣泛。

1.4 插入角鋼式預制基礎“目前，我國高壓輸電線路的基礎型式大體可以分為現澆基礎和裝配式基礎兩大類型。裝配式基礎又以混凝土預制基礎(簡稱預制基礎)為主。

這種基礎由于取消了塔腳板和底腳螺栓，將塔腿主材直接錨入基礎中，達到節省材料、降低造價的目的，實踐證明它是安全、經濟、實用的。但對施工精度要求較高，施工周期也比普通混凝土剛性基礎及底腳螺栓式鋼筋混凝土直柱柔性基礎略長。

在插入式基礎應用方面，在順姜ll回500kV輸電線路工程中，北京送變電公司應用了插入式角鋼預制混凝土基礎技術，并完成了基礎與鐵塔的精確安裝，有效解決了由于外部因素造成的誤工問題，保障了工程的順利竣工。插入角鋼式預制基礎在我國電力線路建設中的應用還是首例。

1.5 新型金屬錨基礎新型金屬錨基礎采用免開挖方式，充分利用原狀土層力學性能來穩定桿塔。螺旋錨和機翼錨新型地錨基礎施工旋轉或沖擊進入土層中，對原狀土擾動影響很少，充分利用了原狀土的自身強度，形成倒圓錐型破壞模式，通過實驗室試驗和現場試驗表明，試驗破壞模式圖形和試驗數據均優于設計值。

新型地錨基礎充分利用原狀土提高抗拔能力，并具有施工簡易，操作方便，安裝快速，免挖土方，保護自然植被和環境，大量節省人工及施工費用，縮短工期等優點。若能進一步研究和完善，完全可以應用于特高壓輸電線桿塔基礎。

1.6 不等高基礎全方位不等高基礎是利用特殊的陡峭的自然地形加高基礎主柱的一種基礎型式。主要針對山區輸電線路工程特點，結合已廣泛應用的鐵塔全方位長短腿，充分利用塔位周圍自然地形，采用主柱加高方式調整塔腿高度，達到減少塔位基面開方、保護林木植被和自然生態環境、降低工程總造價的目的。

福建省森林覆蓋率居全國首位，線路普遍經過林區，為了保護綠色資源、最大限度地減少輸電線路對環境的影響，電力部門積極采用同塔多回路技術。廈門海滄一漳州角美的500千伏輸電線路工程，采用了雙回500干伏和雙回220千伏同塔四回路架設，走廊寬度僅有27+33米，比常規設計縮小走廊寬度60%。在桿塔基礎的設計中，就采用全方位不等高塔腿和不等高基礎，減少了塔基土石方開挖量70%左右，有效保護了植被。

2 總結

在“十二五”期間，福建將基本建成具有福建特色的智能電網，最大限度地提高電網的資源優化配置能力，保證安全、可靠、清潔、高效、經濟、優質的電力供應。

具體到輸電線路桿塔的設計施工過程，廣大從業者應該圍繞省委省政府“發展電力產業、建成沿海能源基地、推進區域聯網”的戰略布局，積極開展桿塔塔基技術創新工作，積極探索“資源節約型、環境友好型”新路，因時制宜、因地制宜地的推出新技術、新方案，解決新問題。

參考文獻:

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