輸電線路鐵塔基礎在沙漠地質施工技術探討

姜慶紅 沈志江

摘要：沙漠地區的輸電線路建設對于鐵塔的需求量非常大，受到沙漠自然環境和地理地質因素影響，建設超遠距離高壓輸電線路是最適宜于沙漠電力輸送的方法。這就對沙漠地區的輸電線路鐵塔基礎建設施工提出了更加嚴格的要求。所以分析研究了沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工所面臨的困難，抗拔試驗以及具體的施工技術，還包鐵塔基礎養護技術，旨在為后期的沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工提供一定參考資料。

關鍵詞：沙漠地區;輸電線路;鐵塔基礎

引言

隨著國家對西部地區經濟開發的進一步加深，渝新歐鐵路和“絲綢之路經濟帶”的戰略落實發展，我國廣袤的沙漠地區被納入國家經濟開發的版圖中，而經濟開發與建設就離不開電力輸送，無論是從內陸傳輸電力到沙漠地區，還是沙漠自產電力用于生產建設，都需要完善發達的輸電網線。由于沙漠面積廣闊，而人口卻集中在幾個主要城市，所以電力輸送的跨度較大，基于此，沙漠輸電常采用遠距離超高壓輸電方式。這種輸電方式在沙漠地區建設又面臨著沙漠的風沙和沙石流變性過大的問題，所以必須將輸電線路的鐵塔基礎建設得足夠穩定，才能夠抵擋沙漠風沙的侵蝕，減少輸電線路中斷故障，保障沙漠地區的電力輸送。

1 沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工面臨的困難

沙漠地區輸電線路的建設施工面臨的困難主要包括兩個方面，第一是受到風沙影響導致施工過程較為困難，單個輸電線路他鐵塔基礎施工的工期雖然沒有高層建筑長，但是仍舊需要數天乃至數十天的施工時間，而沙漠的天氣條件較為惡劣，時常出現沙暴天氣，工人無法出門，也同樣無法施工。并且沙漠天氣變化極快，很可能出現施工到一半突然起沙塵暴的情況，這會對鐵塔基礎施工產生嚴重的影響。第二是施工建設完成之后，沙漠沙石流動造成已完成部分倒塌的情況。沙漠中的沙跟水流一樣，能夠在風力作用下四處流動，很難固定在一個地方，如果在流沙區域建設輸電線路鐵塔，就必須要將工程建設在穩定牢固的地面上，否則工程建設完成之后，隨著流沙的運動，會導致鐵塔基礎倒塌或者移動位置，從而引起輸電線路故障，無法順利傳輸電流，也會對過往人群產生安全威脅。所以即便在沙漠地區興建輸電線路鐵塔，也會選擇地質較為穩定的區域，而很少在流沙區域施工。

2 沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工抗拔試驗

在沙漠地區施工建設輸電線路，正式施工前需要對輸電線路鐵塔基礎施工進行抗拔試驗，從目標施工地區中選擇具有代表性的實驗區域，然后在實驗區域進行抗拔試驗。抗拔試驗指的是在砼上植好的鋼筋用抗拔器械來檢測它的抗拔強度。輸電線路鐵塔基礎通常是使用鋼筋水泥混凝土澆筑制作而成，所以鐵塔基礎的穩定性很大程度上取決于鋼筋的抗拔能力，沙漠地區時長吹大風沙，而輸電鐵塔的結構會使其受到較大的吹動力，只有依靠基礎將其固定在地表，不發生位移，才能保障輸電線路鐵塔的穩定性。所以輸電線路鐵塔的抗風沙能力，受到鋼筋抗拔能力的直接影響。

抗拔試驗分為室內試驗和室外原型試驗兩個部分，室內試驗通過模擬沙漠地區的環境情況，通過工程技術的要求和規范，適當對數據設定加以調整，用來測試理想狀態下的鋼筋的抗拔能力。而室外原型試驗則是在選取的試驗場地，進行實際夯筑建設測試，完全按照施工的標準進行試驗，通過傳感器測試鋼筋的抗拔能力。兩個試驗缺一不可，只有經過抗拔試驗測試合格的材料和施工方案才可以應用到具體的輸電線路鐵塔基礎施工中。

3 沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工技術

經過試驗測試之后，就是實際具體的施工環節，這個環節是最主要的環節，也是控制沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工的最直接環節。在施工階段，主要的施工流程為開挖地基，然后安裝模板，然后進行混凝土施工，最后對建設出的基礎進行觀察研究，達到標準之后即可驗收完工。這個流程中涉及到較多的專業施工技術。

3.1 基坑開挖技術

基坑開挖是沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工的起始環節，沙漠地區的基坑開挖施工與普通地區存在很大差別，因為沙漠地區的地質條件特殊，開挖施工時容易出現挖掘效率低，挖開之后又被周邊沙石立即填充的情況，所以沙漠地區的基坑開挖施工，需要使用一些特殊的技術。

在沙丘地區風積沙開挖時，容易發生一定程度的坍塌。根據試驗基礎坑的開挖情況，宜采取臺階式邊坡和加擋土板（或編織袋）相結合的方式。采用臺階式開挖的方式，每段臺階不僅有利于坑壁的自穩，同時，它也可作為開挖棄土的臨時轉運點。在開挖過程中，要注意以下⒉點：①開挖棄土需遠離坑口1 m以上，可在坑口鋪設彩條布，以減少風積沙的水分流失，減少風積沙的吹蝕，同時，還能增強沙體的側向抗坍塌能力;②在搭設混凝土澆筑平臺時，要防止基礎坑壁坍塌，應將平臺荷載傳至較深的土體中。由于沙丘基礎基坑開挖時挖出的干沙方量大，所以，要根據現場實際的地形情況，提前規劃干沙堆放的位置，可以在塔位附近選擇不影響生態環境的合理位置堆放。

3.2 基礎地基處理技術

基坑開挖之后，就進入到地基處理的階段，由于沙漠地區的地基不穩，或者不存在所謂的地基，只有流沙，所以對開挖的基坑必須采取措施進行處理，既避免周邊風沙對基坑的侵蝕影響，導致基坑被風沙回填，也要為后續施工打好基礎。具體的地基處理技術包括碎石鋪墊和混凝土鋪墊兩個技術。碎石鋪墊是最常用的技術，沒有地理條件要求，在所有的基坑地基中，都需要使用碎石子進行鋪墊，并且灑水，以提高沙土的緊實度，然后再才可以選擇在碎石墊層上面進行混凝土墊層施工與否。碎石鋪墊層能夠顯著提高基坑地基的密實度，從而為后續工程的施工建設打下堅實基礎。而混凝土墊層施工則是在碎石墊層施工之后，使用混凝土澆筑而成的墊層，其目的仍舊是穩固地基，避免后續施工出現問題。混凝土墊層通常澆筑厚度為100mm，并且需要將混凝土墊層面抹平，使用水平儀校準。而并非所有地基都需要鋪設混凝土墊層，對于沒有底板鋼筋的基礎則不需要使用混凝土澆筑墊層。

3.3 安裝基礎模板

安裝基礎模板是沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工時非常重要的環節，因為沙漠地區不同于其他地區，沙漠地區如果基礎模板安裝不到位或者安裝存在缺漏等，都會對鐵塔基礎施工產生嚴重影響。因為沙的流動性，使得基礎模板成為保障混凝土澆筑質量的唯一方法。安裝基礎模板也分為三個環節，首先，需要對模板建設墊層，因為沙漠地表較軟，模板直接安裝在沙表面會引起沉降，導致后續的混凝土澆筑施工出現問題。所以需要使用木板或者加密鋼管等進行鋪設。實際的沙漠輸電線路鐵塔基礎施工中所使用的基礎模板大多是提前預制的，使用膠木板制作，在施工現場將其安裝完成即可，而對于預制的基礎模板，需要注重三個內容。第一，模板的類斷面高度不能低于設計的內斷面高度，因為對于基礎腳趾施工，即便澆筑高度高于設計，但是也不能低于設計，否則就會導致基礎的承載能力降低，無法發揮出設計的抗拔能力和支承能力。且光滑面應當在內。第二，對于模板的接茬位置，由于沙漠地區的輸電線路鐵塔高度較高，所以會出現接茬，以保障基礎有足夠的承載能力，能夠穩定鐵塔。模板接茬不能處于同一截面上，應錯開連接，并且在支模時，不能將模板接茬布置在立柱外露部分，影響立柱的美觀度。第三，模板的制造尺寸。制作模板時，應采用厚度不小于18 mm的板材，模板合縫應嚴密，不得漏漿。模板連接肋木的尺寸為50 mm×50 mm。一般情況下，肋木之間的距離為300～400 mm。

3.4 基礎混凝土施工

基礎混凝土施工是沙漠輸電線路鐵塔基礎建設的主要施工內容。基礎混凝土施工包括三個主要工序。第一個工序，搭建澆筑平臺。由于沙漠地區的沙土流動性過強，在基坑開挖的時候往往會挖出過大的基坑，所以一方面需要搭建模板的鋪設平臺，放置鐵塔基礎的模板，另一方面還需要建設下料平臺，便于混凝土的下料，澆筑出基礎。

第二個工序為混凝土下料，即將混凝土傾倒澆筑在模板之中，通常使用裝載機下料，在下料之后，需要根據下料情況人工進行一定的調整，保障混凝土的澆筑效果。由于實際下料的時候很難將混凝土精準地傾倒輸送在模板中，所以需要人工將模板中的混凝土調整合適，并且進行簡單的抹平，避免混凝土結構超過基礎的范圍。

第三個工序為混凝土養護。混凝土凝固的時候需要充足的水分以保障混凝土中的水泥充分發揮其粘合作用，而沙漠地區氣溫高，風沙大，水分的蒸發速度快，所以需要對澆筑成形的混凝土采取一定的養護措施，在基礎澆筑三個小時之后，務必對混凝土進行澆水養護。在后續的施工過程中，也需要采用棉被覆蓋澆水法對混凝土澆水，保障混凝土內部連接的穩定性，避免過于干燥而出現混凝土開裂的情況。

3.5 沉降觀察

在沙漠地區輸電線路鐵塔基礎施工完成之后，需要進行至少兩個月的沉降觀察，因為沙漠地形變化快，形勢復雜多樣，盡管施工選址的時候對地基和土地的承載力都進行了分析確定，但是還是需要設置沉降觀測點，觀察是否出現沉降問題，如果出現較為明顯的沉降則需要及時反饋給上級單位，采取措施，避免引發鐵塔倒塌事故。

4 沙漠地區輸電線路鐵塔基礎養護技術

輸電線路鐵塔基礎施工建設完成后，在長期使用中也需要對基礎進行養護，主要的養護內容為混凝土的水分保持。因為沙漠地區的水分蒸發速度過快，即便是混凝土中的水分，也會很快被蒸發掉，而蒸發之后就會導致混凝土出現開裂等問題，所以需要長期補充混凝土中的水分，采用覆蓋法或者點滴法對混凝土進行補水。此外，還需要對基礎的地基進行養護，輸電線路鐵塔在沙漠長期使用，必然會出現地基沙土被吹走，或者地基結構破損缺失等情況，所以需要定期檢查基礎裸露在外的部分，發現缺損及時填筑。保持基礎的支撐能力。

5 ?小結

綜上所述，在沙漠地區進行輸電線路鐵塔基礎的施工建設，是新時代我國沙漠地區經濟發展的必然要求。采用的施工技術包括抗拔試驗，基坑開挖，地基處理，混凝土澆筑，混凝土養護和沉降觀察等，通過這些技術方法，建設出高質量的鐵塔基礎，對輸電線路鐵塔起到足夠的支撐作用，為沙漠地區的電力輸送做出應有的貢獻。

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作者簡介：姜慶紅，男，于1975年出生，大學本科學歷，榆林市電力建設有限公司質量安全部安全專責，助理工程師。