山区输电线路常规基础造价对比分析

肖 宇，杨 磊

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

1 概述

随着西部山区水电站的建设，越来越多的线路需要穿越高山大岭；随着输电线路建设的增多，路径走廊的选择越来越困难，更多的线路需要在山区走线。铁塔基础是输电线路的重要组成部分，输电线路基础型式的选择需根据铁塔型式、沿线地形地质、施工运输条件以及基础的经济性、环保性等，结合工程特点综合确定。据统计，输电线路基础工程本体投资约占整个工程的20%～25%。基础选型直接影响到整个线路工程的造价、工期和材料消耗量。选用合适的基础型式，对输电线路的设计、施工以及运行等都具有重大意义。

本文以西南山区输电线路工程为例，选取山地高山地区常见的几种地质情况(包括强风化岩石、碎石土和上层2.0 m普通土、下层强风化岩石等三种地质情况)，以典型设计的一组基础作用力作为基础的设计荷载，分别在塔位地形坡度为0°、15°、30°和45°的情况下，对常规的基础型式(包括柔性板式基础、掏挖基础和人工挖孔桩基础等三种基础型式)造价进行对比分析，从造价角度对基础选型进行探讨，并结合安全可靠、环境保护、施工运输条件等因素合理确定基础型式。

2 强风化岩石基础造价对比

在强风化岩石地质情况下，本文针对地形坡度为0°、15°、30°和45°，分别计算选取了多个柔性板式基础(下文图表中用XZ表示)、掏挖基础(下文图表中用TW表示)和人工挖孔桩基础(下文图表中用WK表示)，其本体投资、基础混凝土、基础钢筋及土石方量见表1～表3，鉴于此类地质情况较好，掏挖基础和人工挖孔桩基础不考虑护壁。文中的本体投资是指基础施工的全部安装工程费用，包括材料费用；材料费用指基础施工所需的基础材料费，包括水泥、砂、石和钢材等；土石方开挖工程量根据各基础抵抗基础作用力所需的最小埋深计算。

表2 掏挖基础本体投资及基础工程量

表3 人工挖孔桩基础本体投资及基础工程量

将上述表中的本体投资绘制成图，见图1～图4。图中表明，三种基础型式的本体投资都随着地形坡度的增加呈上升趋势，且坡度越大上升得越快，即塔位地形坡度增大时，对基础工程的造价影响是呈加快上升趋势的。

图4将各种基础型式的本体投资绘制到一张图上，在不同的地形坡度下，人工挖孔桩基础的本体投资都是最低的，这是由于人工挖孔桩基础的工程量相对较少，其材料费用相对较低，材料的运输费用较少，且其土石方开挖量较少，开挖费用较低，施工费用最少。柔性板式基础在地形坡度较小时，本体投资比掏挖基础低，地形坡度较大时，本体投资较高，这主要是由于地形坡度增大时，基础尺寸变大，柔性板式基础土石方开挖量增加较多，开挖费用相对增加较大。

图1 柔性板式基础本体投资

图2 掏挖基础本体投资

图3 人工挖孔桩基础本体投资

图4 各种基础型式本体投资关系图

柔性板式基础、掏挖基础和人工挖孔桩基础的材料费用所占比例分别约为18.6%、21.3%和25.5%，当材料市场价格趋于上升的情况下，人工挖孔桩基础材料工程量低的特点将会转化为造价上的优势。人工挖孔桩基础与柔性板式基础相比，基坑开挖不扰动原状土，可充分发挥原状土的力学性能，并能有效的降低基坑土石方开挖量及小平台土石方开挖量，降低因大量施工弃土对塔位边坡稳定带来的安全隐患，消除了回填土质量不可靠引起的安全问题，减少弃土对表土的破坏，降低施工对环境的破坏，保护塔基周围的自然地貌。同时，不用支模，施工更加方便。另外，人工挖孔桩基础的工程量相对较少，在施工运输方面也更具有优势。因此，在强风化岩石地质情况下，宜采用人工挖孔桩基础。

3 碎石土基础造价对比

在碎石土地质情况下，本文针对地形坡度为0°、15°、30°和45°，分别计算选取了多个柔性板式基础、掏挖基础和人工挖孔桩基础，其本体投资、基础混凝土、基础钢筋及土石方量见表4～表6。由于碎石土是碎石和土的混合体，基坑土石方开挖过程中，坑壁可能会垮塌，因此掏挖基础和人工挖孔桩基础考虑了护壁工程量。

将上表中的本体投资绘制成图，见图5～图8。与强风化岩石地质情况一样，三种基础型式的本体投资都随着地形坡度的增加呈上升趋势，且坡度越大上升得越快。

图8将各种基础型式的本体投资绘制到一张图上，在不同的地形坡度下，柔性板式基础和掏挖基础的本体投资较低，且两者相差不大，人工挖孔桩基础本体投资较高，主要是由于人工挖孔桩基础的工程量相对较多，其材料费用相对较高，且其施工费用最高。柔性板式基础和掏挖基础的本体投资相当，主要是虽然掏挖基础的工程量相对较多，材料费用相对较高，材料的运输费用较高，但其土石方开挖量较少，开挖费用较低。

实际工程中，在碎石土地质情况下，柔性板式基础的基坑开挖要放坡，特别是在地形坡度较大的时候，高陡边坡的开挖要考虑多级放坡或者支护措施，以免引起上边坡的垮塌。放坡会产生很大的土石方量，增加施工费用，且对塔位植被的破坏较大，对周边地貌环境的破坏较大，大量的弃土还可能影响塔位的边坡稳定；采取支护措施势必增加施工费用，延长施工周期。掏挖基础属于原状土基础型式，与柔性板式基础相比，具有前文所述人工挖孔桩基础的优势。掏挖基础和柔性板式基础的材料费

用所占比例分别约为20.8%和15.6%，当材料市场价格趋于下降的情况下，掏挖基础材料工程量高的特点将会转化为造价上的优势。因此，在碎石土地质情况下，宜采用掏挖基础。

表4 柔性板式基础本体投资及基础工程量

表5 掏挖基础本体投资及基础工程量

表6 人工挖孔桩基础本体投资及基础工程量

图5 柔性板式基础本体投资

图6 掏挖基础本体投资

图7 人工挖孔桩基础本体投资

图8 各种基础型式本体投资关系图

4 土+强风化岩石基础造价对比

在山区输电线路工程中，常常会遇到上层普通土、下层强风化岩石的情况，本文假定上层2.0 m为普通土、以下为强风化岩石，针对这种情况，在地形坡度为0°、15°、30°和45°时，分别计算选取了多个柔性板式基础、掏挖基础和人工挖孔桩基础，其本体投资、基础混凝土、基础钢筋及土石方量见表7～表9。掏挖基础和人工挖孔桩基础在普通土段考虑了护壁工程量。

表7 柔性板式基础本体投资及基础工程量

表8 掏挖基础本体投资及基础工程量

表9 人工挖孔桩基础本体投资及基础工程量

将上述表中的本体投资绘制成图，见图9～图13。三种基础型式的本体投资都随着地形坡度的增加呈上升趋势。

图12和图13将各种基础型式的本体投资绘制到一张图上，地形坡度为0°和15°时，柔性板式基础的本体投资较低；地形坡度为30°和45°时，人工挖孔桩基础的本体投资较低。这主要是由于在地形坡度较小时，柔性板式基础的材料费用较低，施工费用较低；随着地形坡度的增加，柔性板式基础与人工挖孔桩基础的材料费用差值趋于降低，土石方开挖费用差值逐渐加大；当地形坡度达到约25°时，柔性板式基础的本体投资与人工挖孔桩基础相当；当地形坡度大于25°时，柔性板式基础的本体投资反而高于人工挖孔桩基础。掏挖基础的本体投资最高，主要是由于掏挖基础的工程量相对较多，其材料费用较高，且其施工费用最高。

图9 柔性板式基础本体投资

图10 掏挖基础本体投资

图11 人工挖孔桩基础本体投资

图12 各种基础型式本体投资关系图

图13 各种基础型式本体投资曲线图

柔性板式基础和人工挖孔桩基础的材料费用所占比例分别约为20.2%和22.0%，当材料市场价格趋于下降的情况下，人工挖孔桩基础材料费用相对较高的特点将会转化为造价上的优势。在上层2.0 m普通土、下层强风化岩石地质情况下，仅从造价角度来看，当地形坡度小于25°时，宜采用柔性板式基础；当地形坡度大于25°时，宜采用人工挖孔桩基础。考虑到前文所述人工挖孔桩基础与柔性板式基础相比具有的优势，本文推荐在上层2.0 m普通土、下层强风化岩石地质情况下，宜优先采用人工挖孔桩基础，若要考虑造价因素，在地形坡度较小时，可因地制宜采用柔性板式基础。

5 结论

在设定条件下，通过计算分析，本文得出如下结论：

(1) 在强风化岩石地质情况下，推荐采用人工挖孔桩基础。

(2) 在碎石土地质情况下，推荐采用掏挖基础。

(3)在上层2.0 m普通土、下层强风化岩石地质情况下，仅从造价角度分析，当地形坡度小于25°时，宜采用柔性板式基础；当地形坡度大于25°时，宜采用人工挖孔桩基础。考虑到人工挖孔桩基础与柔性板式基础相比所具有的优势，本文推荐宜优先采用人工挖孔桩基础，若要考虑造价因素，在地形坡度较小时，可因地制宜采用柔性板式基础。

本文从造价角度对山区输电线路工程的常规基础选型进行了探讨，结合安全可靠、环境保护等因素确定合理的基础型式，并分析了材料市场价格走势对基础造价的影响，为山区输电线路工程的基础优化设计，有效降低输电线路工程的造价提供参考。

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