摘要:本文首先介绍了高压输电塔及基础在输电线路建设中的重要性,然后阐述了高压输电铁塔基础设计的原则和需要注意的几点问题,再讨论了常规的基础纠偏和加固的方法,最后,引进新型的基础托换技术并将微型桩托换技术的原理和应用进行了详细阐述,旨在共同推进高压输电塔基础加固设计应用技术的发展,为输电线路的安全可靠运行和保障电力系统的健康稳步快速发展做出积极有效的贡献。
关键词:输电塔;高压;基础加固;设计
高压输电塔是当前我国电力系统中供配电的基础设施,是确保工农业用电及日常居民正常运转的保障,由于我国幅员辽阔和地域之间的地形和地质状况存在较大的差异,在高压输电塔的基坑开挖和基础施工中,需要对基础的稳定性和基础加固设计进行相关的研究,只有如此,才能确保高压输电塔的安全稳定,避免造成一定的威胁和损害,不利用经济建设的开展和人民生活水平的提高。
1.高压输电铁塔基础设计的原则和注意的问题。
1.1.高压输电铁塔基础的设计原则。
高压输电塔基础主要包括掏挖基础、人工桩基础、台阶基础、直柱板基础和斜柱插入基础等,掏挖基础是采用土体的自身特性使混凝土自然成型,该方法不仅可以节约成本和施工时间,而且开挖量较小,施工过程简单,比较适合没有地下水环境的粘性土和软岩土,对保护环境和降低投资比较有利,可以作为常用基础选取;人工桩基础由于考虑施工安全,需要设计护壁,由于施工相对复杂,适用于基础作用力大、地质和地形影响较大的区域,适用于软岩和黏性土,基础作用较大且投资费用较高的情形;台阶基础是采用土体与铁塔的自重来实现抗拔和抗倾覆,由于采用大开挖方式,基础的土方量较大,因此会对周围环境产生影响,适合于地下水施工方便且投资相对较高的各类岩性土;直柱板基础是采用铁塔和土体自重实现抗倾覆要求的,它使用地脚螺栓将铁塔连接,适用于无地下水和运输较为困难的地区,但是其投资较高,对各类岩土都很适用;斜板插入基础主要是利用斜柱和塔腿的主材坡度保持一致,使得利用土体和塔重达到抗拔和抗倾覆的目的,由于配筋的使用数量较少,因此较为经济,适用于对混凝土和配筋数量有要求,无地下水环境的各类岩土环境。
由于不同的塔形对占地、施工和造价都有着较大的影响,因此,新建工程通常选择直线杆,而对于转角为主和跨越则使用角塔,优点是对输电线路的安全较为重要且形式简单,而对于回归线路较多的施工,一般采用占地较小的铁塔,避免形成杆顶变形和增加维护费用,而对于更新老化的维护工程,适当缩小水平距离和提高铁塔的高度都是在基础设计时,重点考虑的关乎经济安全和环境因素。铁塔的基础设计作为输电线路中最重要的部分,铁塔基础的选型对输电线路的施工都有着较为重要的作用,考虑到地质原因,一般采用先浅埋,再增加地板基础尺寸并提高基础自重的方式达到稳固铁塔的效果,而对于承力塔和直线塔一般采用深埋的方式。
1.2.高压输电铁塔基础设计时注意的问题。
当遇到地质条件松软的区域,进行灌注桩设计需要按照实际情况,合理增加钢筋的保护厚度,适当提高混凝土的设计标号,将混凝土的抗裂要求标为较小直径的群桩,在施工现场进行及时开挖和清理并保留塔位的中心桩,以便作为基础洞底标高和柱顶标高校核的参照,当去除中心桩时,需要将中心桩从设施中引出,直线塔的根开较小时,设计一般不按高低腿方式;在山体护坡不稳定的情形,需要构筑一个护坡,且护坡的施工过程要保证嵌入地基的稳定性,并留出排水孔的位置。
2.常规基础纠偏和加固方法。
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在高压塔基础施工中,需要根据高压塔的地质状况和地理位置进行相应的方案设计,施工人员方可设置浆砌块石挡土墙支护及加固方案,当采用座浆法进行挡土墙施工时,在墙顶使用水泥砂浆抹外斜护顶,设置一定的厚度后,再采用相应厚度的毛石进行砌筑,最后采用砂浆勾缝进行外露面施工,在挡土墙的砌筑时,采用分层错缝形式,目的是实现砂浆水灰比达到饱满和填塞以满足使用要求,在墙身砌出地面后,需要对基坑进行及时地回填和夯实,挡土墙每隔一定距离设置伸缩缝,对缝宽有相应的要求,一般是小于2厘米,并对其用沥青麻丝填设,深度一般不小于15厘米,采用挡土墙的作用达到对输电塔基础水平推力的分担,从而构成高压输电塔基础与输电塔挡土墙基础的合力,有效提高输电塔的基础抗拔力,以免造成塔杆倾斜和倒塌。另外,再高压输电塔基础加固和挡土墙施工中,需要结合项目的实际情况,设置截排水的施工设计,一般设置一米宽的截水沟,用于截取山体汇水,在高压输电杆塔边坡设置半米宽的急流槽,用于引流山体汇聚的积水。
3.高压输电塔基础托换技术研究。
输电塔基础托换基础对原有的基础结构进行更换和加固,以改善基础工作状态,由于输电杆塔一般采用现浇混凝土的浅基础,基坑开挖对对坡顶形成附加荷载,影响基坑边坡的稳定性,当受压和受拉两种独立基础形成时,受拉基础一般按照倒截椎体土重法进行设计,其尺寸一般大于受压侧的基础,此时若对基坑进行地下工程施工开挖,其附加荷载对自身的安全和基坑的稳定都会产生不利影响,而借鉴基础托换技术可以有效转移附加荷载并实现对输电杆塔基础的沉降变形的合理控制。
微型桩托换技术常见的基础托换形式有墩式托换和桩式托换,由于输电杆塔基础托换加固具有一定的难度和特殊性。即:其是在运行的输电塔下方作业施工,对安全性具有较高的要求,且施工设备操作高度受限,需要尽可能降低对原基础及地基的振动,以免影响输电塔的正常使用,因此,基础托换需要充分考虑桩型的施工技术要求。鉴于微型桩技术在输电杆塔基础中的工程应用,简单介绍微型桩如下:微型桩是桩径不大于35厘米且桩长小于30米的直径桩,较普通桩具有施工快和作业面较小的特点,微型桩通过直桩或斜桩,在桩顶与既有基础通过植筋和新建承台进行有效连接,在施工桩未产生作用时,基础即使产生一定的沉降,微型桩也会迅速受力并承受结构的部分荷载,使基底土的反力减小,当继续下沉时,微型桩可以分担荷载慧继续增加,直到全部荷载均由微型桩承担,它可以较好解决输电杆塔基础托换时遇到的相关问题。
结语
综上所述,高压输电塔的基础加固设计需要考虑施工区域的基础结构形式和地质情况,在对各方面要素加以综合的基础上,结合高压输电塔的工程实际情况,对输电塔的基础形式进行科学选择,方可有效控制和管理输电塔的基础加固技术,结合后期的纠正措施,彻底实现高压输电塔的安全稳定,使其更好地为人类和社会生活服务。
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论文作者:王锐
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
标签:基础论文; 高压论文; 铁塔论文; 杆塔论文; 挡土墙论文; 基坑论文; 荷载论文; 《电力设备》2017年第31期论文;