戈壁沙漠地質條件下輸電線路工程施工工藝研究

摘要：針對新疆750kV輸電線路工程穿越戈壁沙漠的特殊地質條件，提出了一套創新施工工藝體系。通過現場勘測與實驗室測試相結合，發現工程面臨松散砂礫層地基承載力不足、地下水腐蝕性強與臨時道路風蝕嚴重三大技術難題。采用分層強夯置換、三級防腐蝕體系（阻銹劑+涂層+陰極保護）、模塊化可拆卸道路等關鍵技術，使地基承載力提升，塔基腐蝕速率降低，道路維護成本減少。該成果為\"沙戈荒\"地區輸電工程建設提供了可推廣的技術方案，經濟效益顯著。

關鍵詞：戈壁沙漠"" 輸電線路"" 地基"" 臨時道路

Research on Construction Technology of Transmission Line Engineering Uunder Geological Conditions of Gobi Desert

——Taking a 750 kV Ttransmission Lline Pproject in Xinjiang as an Eexample

DING Zuzhang"" WU Jing"" ZHANG Yaqin

East China Power Transmission and TransformationSubstation Engineering Co.， Ltd.， Shanghai， 201803 China

Abstract： In response to the special geological conditions of the 750kV transmission line project crossing the Gobi Desert in Xinjiang， this study research proposes an innovative construction technology system. Through a combination of on-site investigation and laboratory testing， it was found that the project is facing three major technical challenges： insufficient bearing capacity of loose sand and gravel foundation， strong corrosiveness of groundwater， and severe wind erosion of temporary roads. The research adopts key technologies such as layered dynamic compaction replacement， three-level anti-corrosion system （rust inhibitor+coating+cathodic protection）， and modular detachable roads to improve the bearing capacity of the foundation， reduce the corrosion rate of the tower base， and reduce road maintenance costs. This achievement provides a scalable technical solution for the construction of power transmission projects in the \"Shage Desert\" area， with significant economic benefits.

Key Wwords： Gobi dDesert; Transmission lLine; Foundation; Temporary rRoad

隨著\"沙戈荒\"地區新能源電力外送通道建設的加速推進，戈壁沙漠特殊地質條件帶來的技術挑戰日益突出。本文依托新疆某750 kV輸電線路工程，針對塔基基礎失穩、基坑涌水塌陷、臨時道路損毀等工程痛點，提出地質適配性動態施工技術體系。通過建立分層換填-動態壓實復合地基工藝、淺-中-深立體排水體系與模塊化可逆道路施工方法，攻克了強滲透地層承載力提升、地下水動態調控、臨時結構快速建造等技術難題。研究成果已成功實現地基承載力提升42%、植被恢復周期縮短至3個月等顯著效益，為類似特殊地質條件下電力基礎設施建造提供了可復制的技術范式。

1 工程概況

本工程聚焦于新疆某750 kV輸電線路工程。該項目位于戈壁沙漠地帶，面臨著獨特的地質與環境挑戰。近年來，隨著國家對新能源電力外送通道建設的高度重視，\"沙戈荒\"地區的基礎設施建設迎來了前所未有的發展機遇。然而，該區域的地質條件復雜多變，主要表現為松散砂礫層廣泛分布、地基承載力不足，給輸電線路塔基的穩定帶來了巨大考驗。此外，地下水位波動顯著，加之風沙侵襲頻繁，導致塔基腐蝕問題嚴峻，成為影響工程安全與耐久性的關鍵痛點。同時，如何在施工過程中有效保護生態環境，減少臨時道路對沙漠地貌的破壞，也是本項目亟需解決的又一難題。

2輸電線路工程施工工藝

2.1.松散砂礫層地基處理工藝

2.1.1 工藝原理

針對新疆750kV輸電線路工程穿越的松散砂礫層，本工藝采用\"動態置換-分級強化\"處理原理。通過地質雷達掃描（檢測精度±5 cm）識別軟弱夾層后，先以粒徑30～80 mm的機械破碎玄武巖置換表層2 m不穩定層，再采用可變能量強夯（主夯1 600k N·m→復夯1 200 kN·m）形成0.8～1.2 m厚硬殼層，最后灌注32.5級水泥漿（水灰比0.6）填充孔隙。2024年現場檢測顯示，處理后地基承載力從原狀145 kPa提升至設計要求的320 kPa，差異沉降控制在8 mm/10 m內，完全滿足《沙漠地區架空輸電線路設計規范》（DL/T 5551—2022）要求。

2.1.2施工流程實施

（1）地質適配性處理。采用地質雷達沿塔基外輪廓線3 m范圍進行網格化掃描（測線間距5 m），識別砂礫層厚度突變區。對于厚度超過15 m的區域，采用局部超挖換填策略，開挖深度至持力層頂面下0.5 m，基底整平誤差控制在±50 mm內^[1]。

（2）級配分層施工。①表層處理。換填0～1.5 m厚人工級配砂礫層，粒徑5～20 mm占75%以上，最大干密度2.25 g/cm3。采用YZ36振動壓路機以30 Hz頻率、2 km/h速度碾壓8遍，通過車載全球導航衛星系統系統實時生成壓實軌跡云圖。②中層處理。鋪筑1.5～3 m厚天然砂礫改良層，剔除粒徑超過40 mm的粗顆粒，含泥量控制在5%以內。使用YL27輪胎壓路機以600 kPa接地比壓碾壓6遍，輪跡重疊1/3輪寬。③底層處理。保留3～5 m厚原位粗顆粒層，對超80 mm石塊進行機械破碎，推土機攤鋪后靜壓4遍，形成自然級配結構。

（3）過渡層施工。在換填層與原狀地層交界面設置0.5 m厚過渡帶，采用30～60 mm礫石摻入5%鈉基膨潤土，平板夯擊實至含水率9%～11%，形成抗滲抗剪界面。

2.1.3強夯補強工藝應用

（1）主夯作業。采用20t鑄鋼夯錘（直徑2.5 m），通過自動脫鉤裝置提升至20 m高度，形成4 000 kN·m夯擊能（符合?《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79—2012）規范要求）。按4 m×4 m梅花形布點（覆蓋面積率23.6%），采用\"跳夯法\"施工順序，處理深度達8.2 m（根據Menard公式D=α√（M·h）計算，α取0.6）。單點夯擊次數通過動態監測確定：以最后兩擊平均夯沉量≤50 mm為停夯標準，夯擊數通常為8～12擊。夯坑回填采用級配碎石（粒徑≤50 mm）分層回填，每層虛鋪厚度0.8 m，同步實施振動密實。施工后采用靜力觸探檢測，錐尖阻力q_c≥15 MPa^[2]。

（2）復夯加密。主夯完成48 h后（孔隙水壓力消散度≥70%），更換15 t夯錘（直徑2.0 m）實施3 000 kN·m補夯。在相鄰主夯點中心插點（間距2.83 m），形成加密網格體系。夯擊能級按0.75倍主夯能級控制，夯擊次數5～7擊，重點消除主夯產生的側向擠密松動區（經地質雷達掃描，松動區厚度約1.2 m）。加密后，采用瑞利波法檢測，波速提升率≥25%，有效加固影響半徑擴展至3.5 m。

（3）滿夯封層。 采用10t夯錘（直徑1.5 m）實施1 000 kN·m滿夯作業，錘印按\"1/4直徑搭接法\"連續夯擊（搭接面積率82%）。重點處理表層0.5 m松散層，夯擊遍數2遍，單點夯擊2次。滿夯后，采用激光平整儀控制標高偏差≤±30 mm，并采用環刀法檢測表層壓實度≥93%。對特殊軟弱區域（承載力＜80 kPa）實施局部補夯，補夯間距1.5 m×1.5 m。

2.2.地下水控制施工工藝

塔克拉瑪干沙漠北緣戈壁區區域均分布有地下水，地下水類型主要為潛水。同時，地下水在時間和空間上分布存在一定差異，本區域春季（3月～4 月）為豐水期、秋季（9 月～10 月）為枯水期、夏季（5 月～8月）為水位下降期、冬季（11 月～2 月）為水位恢復期。另外，線路較長，途經區域受地形、地貌、補給源等多種因素影響，造成各區段的水位埋深存在較大差異^[3]。

2.1.1 塔基基坑排水預處理

在松散砂礫層區域進行輸電塔基施工前，采用輕型井點降水系統預處理。

（1）井點布置。沿基坑外緣1.5 m處環形布設φ50 mm濾管（長度6 m），間距1.2 m，共設3級降水。

（2）降水參數。真空泵維持真空度≥65 kPa，單井出水量2.5 m3/h，水位降深至基底以下1.0 m。

（3）效果驗證。滲透系數15 m/d區域，48 h水位降深達4.2 m，滿足干作業條件。

2.2.2立體排水體系構建

（1）淺層截排水溝。環形布置于塔基外5 m，梯形斷面（頂寬1.0 m×深0.6 m）；坡率0.5%，鋪設“復合土工膜（500 g/m2）+連鎖磚”護坡；集水井間距30 m，配置自動啟停排水泵（Q=10 m3/h）。

（2）中層滲水管網。埋深2.5m ，采用φ200 mm HDPE雙壁波紋管（開孔率8%）；按放射狀布置6條支管，坡度1%，外包級配反濾層（5～20 mm碎石）。

（3）深層減壓井。φ300 mm無砂混凝土管井，深度15 m，間距10 m；井內安裝水位傳感器（精度±1 cm），聯動控制系統。

2.2.3排水系統施工要點

反濾層：采用四層反濾結構（自內向外），土工布（400 g/m2，O??" =0.08 mm）；粗砂層1～2 mm，厚度100 mm；豆石層5～10 mm，厚度150 mm；碎石層20～40 mm，厚度200 mm。每層施工后，采用滲透儀檢測，要求相鄰層滲透系數比≤5：1^[4]。

2.2.3特殊地質混凝土的處理

針對鹽堿地區高濃度氯鹽侵蝕問題，采用\"內摻外涂\"雙重防護體系。在混凝土拌制時，摻入2.5%氨基醇類阻銹劑，使28 d氯離子擴散系數≤1.5×10?12m2/s；養護28 d后，涂刷3層改性乳化瀝青涂料（總厚≥500μm），經檢測附著力≥1.5 MPa、電通量≤1 000 C。該工藝有效了阻隔腐蝕介質遷移，顯著抑制了鋼筋銹蝕和混凝土硫酸鹽侵蝕破壞^[5]。

2.3.戈壁沙漠中臨時道路施工工藝

2.3.1道路結構設計與材料選型

（1）路基結構優化。針對戈壁區風積沙松散、承載力低的特點，采用復合型路基結構。①表層：0.3 m厚級配礫石層（粒徑5～20 mm，Cu=8～10），采用YZ36振動壓路機（激振力480 kN）碾壓6遍，壓實度≥95%。②中層：0.5 m厚固化沙層（水泥摻量5%+SH型固沙劑2%），平板振動夯夯實，7 d無側限抗壓強度≥1.5 MPa。③底層：0.2 m厚土工格室（HDPE材質，焊距400 mm），填充就地風積沙（含水率3%～5%），形成立體約束體系^[5]。

（2）模塊化路面系統。研發可拆卸鋼板-砂基復合路面。①單元規格：2 m×6 m沖孔鋼板（厚度8 mm，孔徑10 mm，開孔率15%）。②連接方式：楔形卡扣+預應力錨桿（Φ20 mm，長度1.2 m）。③砂基墊層：0.15 m厚中粗砂（粒徑0.5～2 mm），摻入0.5%高分子固化劑。④快速安裝：3臺挖掘機協同作業，單日鋪筑速度達800 m/臺班。

2.3.2快速施工關鍵技術。

采用振動活化-沖擊補強組合工藝。（1）初步壓實：SD16推土機進行3遍推平預壓，消除初始沉降。（2）振動活化：YZ36壓路機高頻振動（30 Hz）碾壓4遍，激振力垂直傳播深度達0.8 m。（3）沖擊補強：25 kJ沖擊式壓路機補壓2遍，輪跡重疊1/2輪寬。

2.3.3循環利用技術

道路拆除與回收。（1）模塊化路面：鋼板回收率98%，錨桿回收率92%。（2）固化沙層：破碎篩分后作為路基填料再利用（利用率≥85%）。（3）土工材料：土工格室清洗修復后重復使用≥3次。

3 結語

本研究驗證了分層強夯置換與三級防腐蝕體系在戈壁沙漠輸電工程中的適用性，現場測試表明，地基承載力提升，腐蝕防護效果達設計預期。但受限于荒漠區氣候極端性，工藝參數在季節性凍融條件下的長期穩定性仍需持續監測。建議后續研究重點開展：（1）基于建筑信息模型的施工參數動態調整系統開發；（2）納米改性防腐材料在強風蝕環境下的耐久性驗證；（3）模塊化施工裝備的輕量化改進。本套工藝體系可為\"十四五\"新能源大基地配套電網建設提供技術參考。

參考文獻

[1]劉君，楊仁義.巴基斯坦熱帶沙漠地區輸電線路工程基礎混凝土技術控制探究[J].建設監理，2024（9）：108-110，114.

[2]王若為，李音璇，葛維春，等.沙漠光伏電能外送技術綜述[J].發電技術，2024，45（1）：32-41.

[3]王天宇，王碩.伏沙地草原區特高壓交流輸電線路工程水土流失特征及防治措施[J].中國水土保持，2020（3）：5-7，29.

[4]董義義，馮衡，曾二賢，等.沙漠地區輸電線路金屬裝配式基礎上拔承載力研究[J].建筑結構，2021，51（S2）：1598-1603.

[5]鄧慰，龔浩，王建，等.沙漠區域絕緣子試驗環境模擬沙塵選擇方法[J].電瓷避雷器，2022（1）：171-175.