浅谈掏挖式基础在输电线路上的运用

浅谈掏挖式基础在输电线路上的运用张德才（广东省电力集团公司，广东广州510600）摘要：提出了一种新的输电线路基础型式———掏挖式基础，讨论了该基础型式的受力特点，并与传统的板式基础和阶梯式基础比较，得出：基于广东省的地质条件，掏挖式基础适于广东省大多数输电线路的塔基，该基础型式结构合理，可减少基础土石方开挖工程量，节省钢筋和混凝土的用量，降低工程造价。广东省500kV蓄增Ⅱ输电线路的部分塔基首次采用了掏挖式基础，线路已投运一年多，运行稳定。关键词：掏挖式基础；土方开挖；输电线路中图分类号：TU471文献标识码：B1工程简介500kV蓄增Ⅱ输电线路是广州抽水蓄能电站二期工程的配套输电线路，是广州抽水蓄能电站与500kV增城变电站联络的第2条500kV线路，是广州抽水蓄能电站与广东省500kV主网联络的第3通道，它对广州抽水蓄能电站的正常生产和安全运行起着非常重要的作用。蓄增Ⅱ线路按单回路建设，设计风速为35m／s，导线型号为4×LGJ－300／40，线路长度为84km。2问题的提出线路基础的原设计是采用传统的全开挖柔性板式钢筋混凝土基础和全开挖阶梯式刚性混凝土基础，其消耗的材料指标见表1。由于大多数塔基处于广州东北部的山丘地带，地质表层多是粘土和粉质粘土的硬朔层，地质较好，故笔者提出重新研究线路基础型式，即采用掏挖式基础，以减少线路基础的混凝土和钢筋的使用量。3掏挖式基础的研究3．1掏挖式基础的受力特点掏挖式基础型式是将基础的钢筋骨架和混凝土直接浇入人工掏挖成型的土胎内，以天然土构成的抗拨土体与基础自重相互作用而保持基础的上拨稳定，它最大限度地利用了天然原状土的强度，不仅具有良好的抗拨性能，而且具有较大的横向承载力。为满足人工掏挖的施工操作要求和确保施工中的人身安全，掏挖基础的尺寸以基柱的直径不小于0．8m、埋深和扩底直径不大于3m为宜，浇灌时应无水渗入基坑，施工中必须采取安全和质量保证措施。基础开挖时的基坑见图1（a）。掏挖基础的基坑开挖特点是按该基础的形状大小进行掏挖，土石方开挖工程量不大于混凝土浇灌的土石方填筑工程量。掏挖基础成型后的布置见图1（b）。掏挖式基础是利用原状土承受上拨力的，故计算上拨稳定时，上拨深度应扣除表层非原状土的厚度。当地面有植土或耕土层时，一般扣除0．3m；若为水田，则扣除0．5m。3．2传统的基础形式传统的线路基础采用基坑大开挖的柔性板式钢筋混凝土基础或阶梯式刚性混凝土基础。其基坑开挖型式如图2（a）。比较图1（a）和图2（a）可知，传统型式的基坑开挖特点是土石方开挖工程量远远大于基础混凝土浇灌的土石方填筑工程量，且基础凝固定型后，还需要回填土复盖基础，以保证基础有足够的上拨力。直柱板式基础成型后的布置见图2（b）。3．3与传统的基础形式比较掏挖式基础与传统的双向偏心直柱板式基础比较，土石方开挖工程量、混凝土填筑工程量和钢筋用量均可节省许多。以一个基础为例，两种基础型式的混凝土和钢材用量见表2。3．4掏挖式基础的优点线路杆塔采用掏挖式基础有以下优点：a）结构合理，有效地利用原状土强度，与周围土层共同作用，承受上拨、下压及水平力矩，充分发挥了结构潜力。b）理论计算切合实际情况，基础型式简单，既能节省混凝土和钢筋的用量，又能减少基础的土石方开挖工程量。c）基础施工方便，机械搬运量少；节省了模板，免除了回填土的工序。d）适用于运输困难及杆塔基础点分散的线路工程，基础施工的质量有保证。既不破坏原状土和基面植被，又减少水土流失。4结束语在500kV蓄增Ⅱ输电线路工程中，直线塔和直线悬垂转角塔的基础最后采用了掏挖式基础型式，这在广东省输电线路工程中尚属首次采用。该线路工程于1999年1月10日投产，至今线路运行稳定。广东省的地貌是丘陵占41％，山地占21％，台地占13％，平原仅为25％，大多数输电线路的塔基适合采用掏挖式基础。蓄增Ⅱ输电线路，84％以上处于山丘地带，但该工程仅在丘陵地带的直线悬垂转角塔和直线塔上采用了掏挖式基础，对于大转角塔基础的结构型式，还有待进一步的研究。