谈青藏直流输电工程锥柱基础施工

2013-08-22吴孝平

山西建筑 2013年14期

吴孝平

(中铁十二局集团电气化工程有限公司，天津 300000)

1 锥柱基础产生的背景

青海～西藏±400 kV直流联网工程线路全长约1 140 km。线路所经区域平均海拔4 500 m以上，穿越长约546 km连续分布的多年冻土区。沱沱河～雁石坪段多年冻土区与融区相间分布，含冰量较高，地质情况复杂。地下水位埋深均在1 m～2 m之间，流砂、泥沼等普遍存在，在这种地质情况下，基础施工变得十分困难。本工程大部分基础采取的是锥柱基础形式，它适合于冻土地区，可有效地控制冻土引起的冻胀危害。然而丰富的地下水、流砂、泥沼、冻胀丘、冰锥、热融滑塌、热融湖塘、热融沉陷、湿地等复杂的地质情况，提高了基础施工难度。由于青藏高原高寒、缺氧，有效施工期短，工期紧，任务重，安全质量要求高，这就要求有较高的施工工艺。该项目要针对工期紧，复杂的施工环境，需研究制定科学合理的施工方案，使安全质量有保障。

2 锥柱式基础施工中存在的问题

2.1 基础工程的技术特点、难点

1)本工程锥柱基础是影响整个基础工程施工进度及施工质量的关键。设计根据地质及水文条件有26基础采取了玻璃钢模板进行防冻处理，其余24基础采用钢模板进行支模。基础方量大，平均每基达到90 m3左右，最小的基坑尺寸为4 200 mm×4 200 mm×4 900 mm(长×宽×高)，这就给支模带来很大困难。2)我管段基础处于开心岭～雁石坪段，沿线地形比较平坦，植被稀疏，除个别地势较高的地段地下水埋深较大外，其余地段地下水埋深均在1.0 m～2.0 m之间，流砂大、塌方严重，施工困难极大。3)本工程起点高，国网公司要求争创“整体工程国家优质工程”“国家科技进步一等奖”，对本次基础施工精度要求高:在优良1.6‰的基础上再提高80%，即1.28‰。4)我管段属于融冻区，大部分基础既属于流砂水坑又属于冻土基坑，给基础质量的控制带来了一定难度。

2.2 项目部采取的措施处理

1)在进行首基基础(3994号)浇筑时，我们采取了用钢管搭设钢管架，然后采用导链葫芦和花篮螺丝调节后用撑木夹紧的方法(如图1所示)，然而在控制工程中我们发现由于钢模板太高、太重，容易发生跑模，而且不容易调节过来，因此这种方法在浇筑如此大方量的基础上有着很大的弊病。

经过多次商量、反复论证，我们提出采用油炸杆(黑木杆)作为吊木横在基坑边上，然后在吊木上制作4个钢丝套环，用4个2 t葫芦分别从四个角吊立钢模，同时调节高差，调整好后，再用“井”字撑木将钢模夹死在吊木上，如图2所示。

同样的我们在施工玻璃钢基础时，效仿这种方法，将导链葫芦改成花篮螺丝，调节玻璃钢模板高差，同时为了避免玻璃钢模板在浇筑过程中出现上拔现象，在玻璃钢底部用铁丝将4个脚固定在底板筋上。采取这种方法可随时通过导链葫芦或花篮螺丝来调节钢模或玻璃钢模的高差，有效的控制了钢模的水平和垂直度，同时缩短了支模时间，大大提高了基础浇筑效率。

图1 钢管架支模法

图2 “井”字支模法

2)在开挖3971号时，我们发现此基础地质松软，主要是砂土，在4 m左右出现流砂，且水很大，基坑成型相当困难。鉴于此种情况，我们确定了如下方案:a.认真审核设计院下发的《地质勘查报告》，对流砂、水坑为保证安全开挖、避免大方量塌方，我们对此种基坑进行了0.3的放坡，即4 m×4 m×5 m(长×宽×高)的基坑按照7m×7m×5m(长×宽×高)进行开挖，对塌方严重的，及时采用砂袋、挡板、槽钢进行防护。b.在基坑外进行钢筋笼加工，形成流水作业，一旦基坑开挖至设计深度时，对坑底操平后及时打垫层、吊钢筋笼，当调整对位完毕后，立即浇筑底板混凝土，同时进行模板吊立及校正。

图3 “角钢桩”基础示意图

图4 现场连接实物图

2.3 施工方案

根据以前110 kV的施工经验，针对青藏高原复杂的地质条件，为了保证基础各技术参数精确，达到设计及规范要求，我们召开了专题会议，提出了以下几个方案:

图5 沉井实物图

图6 成型后的基础采用棉被裹地角螺栓

1)对水坑、流砂坑，采取对基础地基进行换填砂石，并加厚基础垫层。2)加工1.2 m长的75×75×5的角钢，将角钢打入基础底板内部，角钢上端与基础上底板筋平齐，用混凝土将角钢与基础浇筑成一体，每条腿打8根角钢(相当于制作了角钢桩基础，加大基础与地面的连接力、粘合力)，如图3所示。3)设计基础连接板，将已浇筑完成的基础用连接板连接起来，加大基础内部各条腿的相互连接、制约强度。图4为现场连接实物图。4)为了解决本工程中出现的流砂、塌方等问题，经过多方论证，我们采用“沉井法”及挡板(如图5所示)。5)由于青藏高原气候恶劣，气温异常低下，为了防止基础冻胀，我们采取铺设棉被，回填基础的方法(见图6)。