关于输电线路铁塔基础的概念设计刍议

李永 李斌

（国网江西省电力公司赣州供电分公司运维检修部 江西赣州 341000）

关于输电线路铁塔基础的概念设计刍议

李永 李斌

（国网江西省电力公司赣州供电分公司运维检修部 江西赣州 341000）

本文分析了我国最为常见的软土地基与岩土地基环境之下输电铁塔的基础造型设计，并针对铁塔的抗颠覆性进行了研究，以期能为相关行业的从业者提供参考帮助。

输电线路；铁塔；设计

随着我国科技水平有了质的飞跃，电力行业也有了更加高端的科学技术作为支撑。其中，输电铁塔作为电力运输过程当中的重要设施，伴随着近年来我国对电力要求的不断提高，对于输电铁塔也提出了更加严格的要求。同时，输电铁塔的基础往往会受到所在地的岩层状况、地理状况等诸多方面的影响，所以输电铁塔很容易出现地基沉降等现象，严重的可能会导致输电铁塔的坍塌，从而造成人员的伤亡。因此，在对输电铁塔进行基础造型的设计工作时，相关技术人员一定要综合多方面因素进行考量，最大程度保证输电铁塔能够正常运行。

1 铁塔基础在软土地基条件下的造型设定

1.1 灌注桩基础

灌注桩技术是使用高压原理，把水泥和其他相关浆料一并灌进软土地基当中，软性土质与水泥浆料相互融合，让输电铁塔地基得以优化。在使用灌注桩技术进行软土地基的加固工作时，按照软土地基的状况判定需要进行注浆的含量，当相应的灌注桩设备到达某一深度时需要打开灌注桩设备进行浆料的灌注工作。由于在浆料灌注的过程中，是采用高压泵方式进行地基的灌浆工作，整个过程当中，浆料带有极大的动量，可以很好的与当地土质进行融入结合。同时，因为使用高压泵车技术在软土地基中施工的表现效果较好，灌注浆技术也在近几年软土地基的基础建设中有了更多作用，同时也扩展了很多其他种类，诸如高压水泥浆灌注桩技术、高压化学灌注桩技术。这些技术的研发往往可以针对更多类型的地基状况，开展输电塔的技术建设，利用灌注桩技术，能够有效增强软土地基的土质密度，从而避免软土地基的土质松软而导致铁塔沉降事件的发生[1]。

1.2 砂石置换地基

在软土地基当中，输电铁塔基础设施建设时还有一种常用的做法，就是砂石置换地基，即把软土地基利用砂石填充进行置换，从而起到增强带区域地质稳定性的作用。该种方法特别适用于池塘等横竖深度较为明显的区域，而且跟灌注桩技术相比较，该技术的施工成本相对较低，并且可以在指定范围的地基中稳定提升该区域土壤的性能，其操作步骤为如下：

对需要进行开发的软土地基进行挖掘工作，并清除该区域中多余的淤泥等杂质，并把该片区域中的软性土质全部挖走。然后针对留下的空地，把密度较高、硬度较大的砂石材料放进坑中，并以此进行夯实填埋，在进行填埋的过程中，需要针对砂石的不同性质进行不同层次的掩埋。并将相同种类的砂石每层的厚度控制在25cm左右。在砂石铺设完成之后在其上部使用原有的软质土质进行覆盖，让其与路面之间相互融合，在这些工作进行完毕之后，用500kg的蛙式夯夯实基础。

1.3 粉喷桩基础

我国处理软土地基的过程之中，除了上述的两种方法之外，最为常用的施工方式是粉喷桩技术。它的工作原理是利用空压机把粉末状的固化剂喷进软土地基当中，然后在对该片地基区域进行针对性的搅拌，让这些固化剂同软性土质产生相关的化学反应，将地基的硬度与强度强化。在对软土地基进行粉喷桩处理时，需要先将水泥、石灰和河沙作为最重要的固化剂，并且按照软土地基不同的土质状况增添其他固化剂，将软地基硬化，增强地基的承受耐性。

2 铁塔基础在岩石地基条件下的造型设定

2.1 岩石桩基础

岩石桩基础主要适用于岩石地基中的地表露出，且尚未形成严重风化的硬度较大的岩石上面，其操作步骤为使用冲击钻对岩石进行开孔处理，钻提并进，保证在进行打孔工作开展时，岩石中的粉质可以被有效清除。之后把螺栓注入岩石孔当中，地脚螺栓建议采用240mm×240mm的钢制构架开展支撑工作，并且把混凝土砂浆导入地基之中，以保障地脚螺栓可以同岩石之间紧密相连。最后在工程最上部开始对输电铁塔的平台进行建设，以便开展接下来的输电铁塔搭建工作。一般情况下，岩石桩地基有着承载能力的差别，所以可将岩石桩的类型分为群铺式和直铺式两个类型。群铺式地基就是把很多地脚螺栓倒进岩石当中，以得到最大程度的铁塔支撑力。通常这种方式都是用在大型输电铁塔的构造当中，譬如转角塔等。而直铺式则是只在地基的中心线位置埋进地脚螺栓，通常在小型输电铁塔的建设中会运用到这种方式[2]。

2.2 岩石嵌固基础

针对那些风化程度较为严重，并且很好开展挖掘工作的岩层上，可以使用岩石嵌固基础，该技术充分利用了这些岩石因高强度的风化作用而产生的较为锋利的棱角，以此来增强输电铁塔的稳固程度和重量承载能力。它的操作步骤可以分为两个环节，首先是挖掘地基，地基的挖掘一般是先使用少量的乳化炸药进行定向爆破工作。之后再采用人工开挖的办法，为了增强铁塔基础的稳固程度，采取的常规办法是将地基挖成倒“Y”的形状，之后再进行铁塔的钢筋立柱搭建，在构建好铁塔的造型以后，开始往基础坑中灌注混凝土，开始使用相关设备对坑中的混凝土浆进行均匀搅拌，以保证混凝土充分到达各个部位之中。岩石镶嵌技术因为其成本低廉基础扎实等一系列优点，在岩石地基当中的铁塔建设上发挥了重要的作用。

3 铁塔的抗颠覆性研究

3.1 输电铁塔基础的自身特点

目前，通常依照铁塔建设时材料自身的强度不同，把它分类成柔性、半刚性、刚性，其中柔性与半刚性的铁塔基础构建可以统称为弹性。因为受到外力作用，输电铁塔会因为自己的刚性表现存在差异，也会对地基表现出不同的反应。当输电铁塔表现为刚性时，铁塔受到外界作用力影响时将会绕着该作用力点产生刚性转动。当输电铁塔是柔性构建时，基础立柱可能会根据自身的柔性程度与基地土质状况决定自身的抗颠覆性。

3.2 铁塔的地基土质与周边地基土质的特点

地基土质的特点会对输电铁塔的竖向稳定性产生影响，同时还可以左右输电铁塔地基的变形因素。输电铁塔在外力的作用之下，铁塔的立柱周边的体积会受到压迫，导致输电铁塔立柱产生水平方向的位移与转角。同时，因为力的作用有相互性，地基就会对输电铁塔立柱产生反作用力，导致输电铁塔立柱产生形变。

3.3 不同施工技术对输电铁塔的影响

在铁塔建设过程当中，回填土的质量会对输电铁塔的地基产生极大影响，相关施工人员应加强针对措施。输电铁塔在外荷的影响之下，基础建设的工作性能和地基的土质之间产生的互相作用力有很大的关系。若铁塔受到外荷的影响不断增加，变形的程度同样也会逐渐增大，造成铁塔的总体稳定性受到破坏。

4 结束语

在输电的过程当中，输电铁塔对于输电过程产生了举足轻重的影响，一旦输电铁塔的地基发生了沉降，将会造成无法估量的严重灾难。所以，在铁塔的早期基础建设的过程中，相关的施工人员需要根据不同的地基状况选择适合该地质状况的基础设计方式。这样不但可以最大程度降低施工方的投资，而且还能有效缩短铁塔的建设时间，同时适合铁塔的基础设计，还能有效增强铁塔本身的稳定性。从而让电力运输工作可以更加安全平稳流畅的运行，为我国的社会主义建设作出最大的贡献。

[1]彭艺全.110kV输电线路设计关键点探讨[J].科技与创新，2015（05）：150～151.

[2]张子富，杨文智，朱海涛.特高压输电线路杆塔基础承载力可靠度分析[J].天津大学学报（自然科学与工程技术版），2015（S1）：142～146.

TM753

A

1004-7344（2016）05-0109-02

2015-2-5

李永（1988-），男，江西赣州人，大专，从事电力线路110kV及以上电压等级输电线路的运行维护、检修、工程质量管理工作。