圍海造陸地質條件下送電結構方案的合理選擇

國網天津電力公司 唐繼朋

隨然趨勢，然而填海造陸地區土層填墊時間較短、回填土層較厚且土質松散，因此給送電線路桿塔及基礎結構設計帶來很大困難。本文以南港工業區紅旗路35kV 臨時變電站電源線工程為例，對架空線路桿塔及基礎設計結構型式的合理選擇進行研究和探討。該工程為雙回35kV 架空線路，路徑位于通海路中間擬建綠化帶內，該路由海岸向海內延伸約15公里。路基由粉細砂填墊而成，最薄處約3.0m，最厚處約6.0m，隨路走向填墊厚度逐漸加深，路面為0.3m 碎石鋪設而成。

1 結構方案的選擇

1.1 地質資料

除上部填土外，以下各層土分布如表1。據地勘報告顯示，上部填土填墊時間未滿2年，不能直接作為基礎的持力層；地下水對混凝土結構具中等腐蝕。

1.2 地基土特性

由地質報告顯示，地基土具有以下特征：上部回填土為粉細砂，填墊時間短，土質松散。下部有較厚淤泥質土層，壓縮性較高；據地勘報告顯示，上部粉細砂屬輕微液化土層；由于處于填海區，地下水位變化較大，為防止地基土凍脹影響，基礎埋深不宜過淺；地下水腐蝕性較高，應做好基礎的防腐設計。

表1 各層土分布

1.3 結構方案

經與項目組相關電氣、技經人員多次研究、反復比較，綜合考慮氣象、地質、施工、運行及工程造價等因素，最終確定了結構方案。

1.3.1 直線桿塔

直線桿塔采用預應力高強混凝土桿，為減小桿底彎矩作用，電氣專業已經選擇小截面耐熱導線作為導體，并放松了最大使用張力。為防止地基不均勻沉降，主桿配備四方拉線（圖1）。為方便施工、保證基礎底板受力均勻，基礎采用鋼筋混凝土杯口基礎，混凝土桿直接插入杯口中（圖2）。基于此方案，在具體結構設計中還應注意以下問題：

由于打上拉線后，混凝土桿受力改變，對拉線點及拉線點上部和桿底應進行強度驗算，如不能滿足可采用附加非預應力鋼筋的方法解決。這樣避免了由于受力位置變化造成的桿體開裂、破壞。經計算滿足要求，主要計算公式如下：

圖1 直線桿單線圖

圖2 直線桿基礎圖

在計算的基礎上，加大基礎底板面積。由于打上拉線后基礎主要承受上部豎向荷載和基礎自重，這樣計算后的基礎底板面積不大。增大基礎底板面積主要是考慮解決地基土的輕微液化和地基土的凍脹給基礎帶來的不利影響，避免基礎沉降不均導致桿體傾斜。經計算后基礎底板面積增大系數取1.5。經計算滿足要求，主要計算公式如下：

改拉線盤為拉線墩。由于上部土層結構松散，不能保證對拉線盤的約束作用，為保證拉線張力采用拉線墩固定拉線盤，靠拉線墩的重量固定拉線。拉線墩的安全系數取1.1；由于地下水腐蝕性較強，基礎的混凝土等級適當提高，采用C30混凝土，混凝土內添加防腐劑及鋼筋阻銹劑。

1.3.2 耐張桿塔

耐張桿塔荷載較大，場地條件限制不能采用拉線的結構方式，現有場地地質條件下淺基礎不能滿足承載力和變形要求，所以采用鋼管桿及樁基礎。由于上層回填土為粉細砂，如采用預制樁則沉樁困難，無法施工。經研究討論采用鉆孔灌注樁。因為表層土成孔困難，必須清除后回填土素土再進行樁基礎施工。考慮到下部為較深流塑狀態淤泥，設計時樁長盡量穿過淤泥層進入下部好土以控制樁頂位移。樁基混凝土中添加防腐劑及鋼筋阻銹劑。

2 結語

采用拉線桿塔，淺埋基礎的結構方案與全部采用換填地基土灌注樁基礎相比，既簡化了施工工藝，線路工程具有足夠的安全可靠性，又大大降低了工程的整體造價（工程整體造價降低了約60%），為圍海造陸工程地質下結構設計開拓了思路，提供了參考。