電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)解析

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，各行各業(yè)對電力資源的需求不斷增加，因此，我國不斷優(yōu)化和完善城市電網(wǎng)系統(tǒng)。在輸電線路中，架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)屬于關(guān)鍵一部分，發(fā)揮著重要的作用。合理設(shè)置架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)，有利于保障輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，避免發(fā)生安全問題。因此，需要加強(qiáng)研究電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，這樣才可以優(yōu)化整體電網(wǎng)系統(tǒng)的使用性能，推動我國電力行業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力架空輸電線路""桿塔基礎(chǔ)""設(shè)計(jì)工作""施工技術(shù)

Analysis"of"Design"and"Construction"Technology"of"Tower"Foundations"for"Overhead"Power"Transmission"Lines

WU"Desong

（Sanming"Yiyuan"Electric"Power"Survey"and"Design"Co.，"Ltd.，"Sanming，"Fujian"Province，"365000"China）

Abstract："With"the"continuous"development"of"social"economy，"the"demand"for"power"resources"in"all"walks"of"life"is"increasing.，"Therefore，so"China"continues"to"optimize"and"improve"the"urban"power"grid"system."In"transmission"lines，，"the"foundation"ofand"the"overhead"transmission"line"tower"foundation"is"a"key"part"and"plays"an"important"role."Reasonablye"setting"up"the"tower"structure"of"overhead"transmission"line"tower"structure"is"conducive"to"ensuringe"the"stability"of"transmission"line"operation"and"avoiding"safety"problems."Therefore，"it"is"necessary"to"strengthen"the"basic"design"and"construction"technology"of"power"foundations"for"overhead"power"transmission"line"poles"andnbsp;towers，"so"as"to"optimize"the"performance"of"the"overall"power"grid"system"and"promote"the"healthy"development"of"China's"power"industry.

Key"Wwords：Electric"Ooverhead"power"transmission"line;"Pole"and"Ttower"foundation;"Design"effortwork;"Construction"technologyique

在完善城市電網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，架空輸電線路桿塔發(fā)揮著重要的作用，因此，需要做好電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工，合理選擇設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，使電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的穩(wěn)定性得以提升，合理匹配不同電壓的桿塔荷載，進(jìn)一步完善我國輸電線路，為人們提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。

1"電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的問題

1.1"設(shè)計(jì)方法不完善

目前，我國對架空線路的施工十分重視。但是，由于其與常規(guī)的導(dǎo)線存在著一些不同，因此，需要做好線路桿塔基礎(chǔ)施工。目前，在進(jìn)行鐵塔地基的設(shè)計(jì)時，大多采用常規(guī)的荷載分析法[1]。然而，架空傳輸線大多處于較為復(fù)雜的邊遠(yuǎn)區(qū)域，僅采用常規(guī)載荷的計(jì)算方式并不能很好地適應(yīng)目前的電力架空傳輸線路塔基施工需要，也不能保證其工作的穩(wěn)定；同時，在服役期間，還會造成一些安全隱患，影響整個電網(wǎng)的穩(wěn)定，增加了鐵塔的施工質(zhì)量與安全問題。

1.2"缺乏對不同地質(zhì)環(huán)境的應(yīng)對能力

架空輸電線所處的地理位置較為復(fù)雜，往往會碰到軟弱、砂土層等。由于其獨(dú)特的地理、地質(zhì)情況，若采用常規(guī)的建造方式進(jìn)行鐵塔基礎(chǔ)的建造，則不僅不能保證鐵塔的穩(wěn)定，還會產(chǎn)生傾斜、下沉等問題。

1.3"質(zhì)量問題

1.3.1"原材料選擇不合理

在電力架空傳輸線塔基建設(shè)過程中，由于對原材料的品質(zhì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，因而造成了砂石的含泥量超標(biāo)，這不僅會對粗骨料的黏結(jié)作用造成一定的影響，還會影響水泥的工作性質(zhì)，使混凝土的水灰比不夠科學(xué)，從而會對混凝土的抗壓能力造成一定的破壞，最后造成鐵塔竣工后出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。

1.3.2"混凝土坍落度較大

架空輸電線的塔基是一項(xiàng)非常困難的工程，如果使用的混凝土具有較大的坍落度，則會導(dǎo)致其混凝土的強(qiáng)度下降。由于混凝土的坍落度比較大且水灰比也不合適，所以，在接下來的施工過程中，就會出現(xiàn)混凝土沉降的問題，其會使混凝土的收縮變得更大。同時，在進(jìn)行了振搗以后，粗骨料就會沉降，不能及時地將里面的水和空氣排出來，后期導(dǎo)致整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較多的空隙，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度和抗壓強(qiáng)度。

1.3.3"鋼筋綁扎不合理

在建設(shè)架空輸電線路桿塔時，需要優(yōu)化設(shè)計(jì)和布置立柱鋼筋和底板鋼筋。但是，在實(shí)際施工中，一些施工單位沒有根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范綁扎鋼筋，影響到箍筋基礎(chǔ)的抗剪性能，不利于有效約束混凝土，最終降低了整體結(jié)構(gòu)的抗壓性[2]。

1.4"后期處理措施不合理

在建設(shè)電力架空輸電線路桿塔時，后期維護(hù)工作發(fā)揮著重要的作用，可以保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但是，在建設(shè)桿塔時，一些施工單位不夠重視后期維護(hù)處理工作，部分區(qū)域地質(zhì)情況較為復(fù)雜，難以保證鐵塔的穩(wěn)定，一旦遭遇大風(fēng)等極端天氣，可能會對鐵塔和線路的安全產(chǎn)生不利影響。

2"電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

2.1"優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

在施工前，設(shè)計(jì)者必須認(rèn)識到電力架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的特點(diǎn)，對施工場地進(jìn)行詳細(xì)的勘察，充分搜集施工場地的地質(zhì)情況，以更好地了解桿塔基礎(chǔ)的施工過程，從而達(dá)到更好的設(shè)計(jì)目的。為滿足目前電網(wǎng)的多元化發(fā)展要求，必須對現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行改進(jìn)，采用分項(xiàng)系數(shù)的計(jì)算方式進(jìn)行科學(xué)的構(gòu)建。設(shè)計(jì)者必須對自然和地理進(jìn)行綜合考慮，利用科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，全面優(yōu)化桿塔結(jié)構(gòu)，合理選擇原材料，提高強(qiáng)度設(shè)計(jì)的科學(xué)性，保障整體電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合效益[3]。

2.2"優(yōu)化電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的選型

電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的選型工作主要包括3個部分，分別為灌注樁基礎(chǔ)處理、掏挖類基礎(chǔ)處理與大開挖基礎(chǔ)處理（如圖1所示）。施工單位需要結(jié)合工程實(shí)際情況合理選擇，提升整體處理水平。

2.2.1"灌注樁基礎(chǔ)處理

在供配網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建與開發(fā)過程中，應(yīng)選用一種合理的方式處理灌注樁基礎(chǔ)。灌注樁基礎(chǔ)處理技術(shù)的利用率更高。例如：建設(shè)現(xiàn)場具有較高的地下水含量，或者沉積較厚的淤泥，都適合利用這種方法，不僅可以順利完工，還可以高效利用施工材料[4]。

2.2.2"掏挖類基礎(chǔ)處理

掏挖類基礎(chǔ)處理的使用率逐漸提高，利用這種技術(shù)，主要是利用原土地結(jié)構(gòu)的承載作用減少土地開挖量。在實(shí)際施工過程中，施工單位可以將這種技術(shù)進(jìn)一步劃分為全掏挖類型和半掏挖類型。如果土壤成型度比較低，則適合利用半掏挖類型，可以使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力得以提升。

2.2.3"大開挖基礎(chǔ)處理

為了建設(shè)電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)，往往需要全面開挖大面積的區(qū)域，該部分采用了大開挖工藝。一般而言，依據(jù)地基的具體受力狀況，工程設(shè)計(jì)人員可以選用剛、柔兩種方式。剛性法操作過程比較簡單，基礎(chǔ)埋深較淺，利用設(shè)備本身的自重來抵消外部的作用力。然而，該技術(shù)投資較大，且其適用范圍較窄。柔性施工方法主要是利用鋼筋混凝土底板對桿塔基礎(chǔ)覆蓋土的性能進(jìn)行優(yōu)化。

2.3"桿塔和定位優(yōu)化

不同桿塔結(jié)構(gòu)具有不同的投資、材料用量、施工方法等，桿塔施工投資在整體成本中占比較多，因此，設(shè)計(jì)人員要合理選擇桿塔形式[5]。在選用通用型塔型時，如果地形和地質(zhì)條件特殊，則需要合理選擇線路長度，同時需要綜合考慮施工條件；如果符合使用標(biāo)準(zhǔn)，則需要對其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。如果布置于綠化帶的邊緣，則需要選用直線鋼制桿塔，以此節(jié)省占地面積。如果區(qū)域轉(zhuǎn)角較大，則可以利用挖孔樁基礎(chǔ)處理技術(shù)，同時利用角鋼塔類型。如果施工現(xiàn)場涉及較多的線路，則需要利用緊湊型塔型；如果施工現(xiàn)場涉及較高的地面障礙物，則需要對桿塔高度進(jìn)行合理增加。

在桿塔定位階段，設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮地形條件。首先，不能在水量較多和地質(zhì)松軟的部位定位。其次，在確定間距時，需要保障桿塔之間的平衡性。如果涉及導(dǎo)線交叉情況，則需要合理減小間距。完成立桿工作之后，需要立即檢測桿塔線路的絕緣子，如果發(fā)現(xiàn)問題，則需要對數(shù)據(jù)重新測算，同時需要重新開展定位工作。

2.4"桿塔基礎(chǔ)處理

2.4.1"砂石樁法

建設(shè)桿塔基礎(chǔ)時，如果施工現(xiàn)場地質(zhì)條件為黏性土和沙土等，則適合利用砂石樁法。采用砂石樁法，可以提高整個輸電線塔基的整體承載力，減小壓陷現(xiàn)象。在實(shí)際作業(yè)過程中，通過利用樁體擠密效應(yīng)和振動效應(yīng)，可以有效地提高樁體周圍土體的密實(shí)度，減少樁體周圍土體壓縮問題。

2.4.2"換填法

在桿塔基礎(chǔ)施工中，如果受力層地質(zhì)具有松軟性的特點(diǎn)，則會增加后期施工難度。施工單位可以利用換填法處理這一問題，提升土質(zhì)結(jié)構(gòu)的硬度，提升塔基結(jié)構(gòu)的承載力，避免在完工之后桿塔出現(xiàn)沉降問題。

2.4.3"強(qiáng)夯法

如果施工環(huán)境中包含較多的碎砂土和黏性土等，則施工單位需要利用強(qiáng)夯法處理地基土。在實(shí)際施工中，在夯坑中回填塊石和碎石等完成強(qiáng)夯置換工作，提高桿塔基礎(chǔ)的強(qiáng)度，以對后期沉降變形發(fā)揮控制作用[6]，同時可以利用排水和土壤固結(jié)等方式對土地脹縮現(xiàn)象發(fā)揮控制作用。

2.4.4"振沖法

振動法指的是利用振動器對桿塔基礎(chǔ)周圍進(jìn)行沖水和振動，通過發(fā)揮出水流沖擊力，可以沖凈土壤中的泥沙，在桿塔基礎(chǔ)周圍會形成振沖孔。施工人員可以回填砂石等材料來提升桿塔基礎(chǔ)的穩(wěn)固性。

3"工程案例

3.1"工程概況

某電力線路工程全長為145.678"km，鐵塔基礎(chǔ)數(shù)量為459個。在輸電桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，選用鋼筋混凝土管樁施工技術(shù)，可以保證整體施工效率和質(zhì)量，避免投入較多的資金。因?yàn)樵摴こ痰牡刭|(zhì)條件比較差，在施工現(xiàn)場可能會發(fā)生水土流失問題，所以，為了如期完成施工任務(wù)避免發(fā)生安全問題，施工單位需要加強(qiáng)處理施工現(xiàn)場，避免出現(xiàn)土壤流失等問題。

3.2"管樁施工

利用專業(yè)機(jī)械加工制作鋼筋混凝土管樁。在制作之前，需要測量管樁，使其符合設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)。在施工之前，需要檢查鋼筋籠等設(shè)施，避免利用存在問題的材料，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙落實(shí)管樁定位工作，在相應(yīng)位置放置鋼筋籠。在正式安裝過程中，需要及時更換或維修產(chǎn)生氣泡的鋼筋籠。調(diào)整鋼筋籠位置時，需要結(jié)合設(shè)計(jì)要求調(diào)整其高度，如果不符合要求，則需要重新返工。

3.3"基礎(chǔ)樁沉降觀測

每個月都要檢測一次基礎(chǔ)樁的沉降情況。在樁位觀測和定位階段，需要在地面以下的土層中設(shè)置測點(diǎn)，隨后利用全站儀定位。設(shè)置沉降觀測點(diǎn)時，需要考慮周圍建筑物的干擾，采取措施盡量規(guī)避，嚴(yán)格控制測量誤差在±3"mm范圍內(nèi)。最后，通過分析觀測結(jié)果，確定樁的沉降情況。在觀測基礎(chǔ)樁時，需要做好記錄工作，及時處理獲取的數(shù)據(jù)，保證施工成果符合施工要求。

3.4"施工注意事項(xiàng)

在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)土體的性質(zhì)及變化規(guī)律對樁基進(jìn)行合理的分析。為了使樁基礎(chǔ)具有合理的樁長和樁徑，在進(jìn)行樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，一般選用6～8""m的大直徑管樁，以保證其樁長的合理性。另外，還應(yīng)對樁身標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時還要關(guān)注樁身與地表之間的間距，并對其下方的地下水進(jìn)行監(jiān)測。

4"結(jié)語

架空輸電線路桿塔直接關(guān)系到輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此，在實(shí)際工程建設(shè)階段，需要合理選擇電力架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，以保證桿塔基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，安全地建設(shè)和發(fā)展我國電網(wǎng)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]"程元智，于雯靜.架空輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)電氣技術(shù)研究[J].電工技術(shù)，2024（8）：203-205，209.

[3]"葉方，王勇.架空輸電線路運(yùn)維中的數(shù)字可視化技術(shù)分析[J].電子技術(shù)，2024，53（2）：264-265.

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[5]"王潤琪，張心語，高超，等.架空輸電線路工程的質(zhì)量控制要點(diǎn)與對策分析[J].農(nóng)村電氣化，2023（11）：1-2，64.

[6]"馮欣玉.基于改進(jìn)YOLOv7的架空線路危物辨識方法研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2023.