10kV线路电杆混凝土基础重复再利用研究

2016-11-19黄练栋温健锋

中国新技术新产品 2016年4期

黄练栋　温健锋

摘要：广东沿海地区海岸线较长，易受台风、雷暴等极端天气影响。配网线路常有砼杆倾斜或者倒下的事故发生，威胁供电安全。因此本文研究可重复利用的套筒混凝土基础的模块式，可减少现场施工作业量，缩短基础施工与立杆架设的等待时间，快速更换电杆，提高复电的速度。

关键词：电杆基础；10kV架空线路；重复利用

中图分类号：TM75 文献标识码：A

广东沿海地区现有10kV架空线路结构薄弱，抗风能力较低，随着社会的发展，社会对电网安全供电的可靠性要求越来越高，配网抗风加固任务十分繁重。针对沿海地区配电网电杆占比重比较大、档距较大、电杆埋深不够、自然土基础占比重比较大的现状，在基础的设计上探索解决措施。考虑到配电网面广量大、点多零散的特点，在短时间内提高配电网抗风能力必须进行经济成本分析，同时还得保证其抗风能力得到较大的提升。

过去为了增强电线杆的防风能力，往往是为砼杆加装防风拉线，但装设拉线的占地面积大，如在田间妨碍耕作，在城镇则妨碍交通，所以不是所有现场均具备装设拉线条件。同时在电杆受到外力破坏（如强台风、车辆破坏等）出现断裂情况，必须重新浇注混凝土，从而影响复电速度。

因此，针对沿海地区配电网基础抗倾覆能力不足的普遍问题，有必要开展专题研究，用最佳的经济成本效益在短时间内提高电杆的抗倾覆能力，并且能快速更换断杆。

1 10kV线路水泥电杆基础的现状

现时台山沿海地区10kV线路水泥杆普遍使用砼杆套筒现浇式基础。砼杆套筒基础，包括砼杆以及埋设于地面的砼杆基础，砼杆基础部分位于地面上。砼杆基础包括外套筒和内套筒，外套筒和内套筒之间为混凝土层，砼杆放置在内套筒中，砼杆与内套筒之间在地面以下的空隙为级配细砂层，砼杆与内套筒之间在地面以上的空隙为细石混凝土层。本混凝土砼杆基础由内、外套筒组成，中间浇筑混凝土，使用外套筒是在开挖基础时防止淤泥塌方，同时也利于保持混凝土原状，提高抗倾覆弯矩；内套筒是预留立杆用的中间孔洞，立杆时将砼杆放入内套筒中，并将中间的空隙全部用级配砂石和混凝土填充，其中地面以下砼杆与基础杯口之间的空隙用级配细砂淋水振捣密实，地面以上砼杆与基础杯口之间的空隙用细石混凝土二次浇灌。采用该结构可便于以后的维护，当需要更换砼杆时，将表层的细石混凝土砂浆凿开就可将砼杆拔出更换。其结构如图1所示。

砼杆套筒现浇式基础的优缺点：

1.1 砼杆套筒现浇式基础的优点

砼杆套筒现浇式基础的优点很明显，跟自然土、底盘式等传统旧基础相比，基础承载力及抗倾覆能力要强，可以大大提高10kV线路的抗风及抗震能力。同时砼杆基础由内、外套筒组成，可防止基础开挖时淤泥塌方，同时也有利于保持混凝土原状，提高砼杆的抗倾覆弯矩。

1.2 砼杆套筒现浇式基础的缺陷

砼杆套筒现浇式基础的缺陷也很明显，主要包括以下几方面：

1.2.1 施工不便利

砼杆套筒现浇式基础需运输材料及机械到达现场才能施工，耗费大量的人力物力以及材料运输的时间。

1.2.2 混凝土养护期较长

砼杆套筒现浇式基础通常需要14天的养护期，之后才能立杆及架线，从而大大增加施工的周期。

1.2.3 造价较高

根据地质情况的不同，砼杆套筒现浇式基础的造价在4000元左右一基，与传统的线路基础相比，造价较高。

1.2.4 更换电杆耗时长

拔出电杆后，清理基础的细沙耗时长。

2 新型可重复利用套筒基础的结构

针对以上问题，开展套筒混凝土基础的模块式组装研究，通过模块小型化、轻便化，组装简易化，减少现场施工作业量，缩短基础施工与立杆架设的等待时间。尝试不同的材质、模件组合式基础施工工艺的研究，通过对比及经实践检验、校算，评估最佳经济效益的施工工艺流程及基础组装组合，最终形成套筒混凝土模块式组装基础方案。

主要部分如下：（1）预制式底盘；（2）预制式套筒；（3）直径16的圆钢。（4）底层沙筒。具体如图2所示。

2.1 套筒混凝土基础模块各部分功能简介

套筒混凝土基础模块主要分为预制式底盘、预制式套筒及4根直径16的圆钢，下面对三者的功能进行简要介绍。

2.1.1 预制式底盘

预制式底盘参照典型设计进行了改良，通过预埋4根直径50PVC管，管在底盘中的长度50mm，以便直径16圆钢的伸入锚固。预制式底盘的作用是提高电杆的基础承载力及抗倾覆力矩。

2.1.2 预制式套筒

预制式套筒每节长度250mm，外径700mm，内径400mm，同样预埋4根直径50PVC管。预制式套筒的作用一是防止基础开挖时淤泥塌方，同时也有利于保持混凝土原状；二是保护电杆，可以有效地避免杆身的倾斜。

2.1.3 直径16的圆钢

直径16的圆钢的长度，对于15m电杆是2900mm，对于12m电杆是2400mm。在基础内配置圆钢的目的是防止预制式套筒的侧向移动，有效地避免杆身的倾斜。

2.1.4 底层沙筒

电杆套管根据不同电杆选用合适大小沙筒，并与基础一同施工，沙筒底部开针孔，透水不透沙。沙筒应配套相应的拉环，以便更方便将电杆拨出更换。沙筒作用是使电杆与基础不直接接触，达到不破坏基础就可以更换电杆的作用。使用时，将电杆套入已在基础中的沙筒，并浇注混凝土。内套筒的最顶面约5cm处用混凝土砂浆密封。当需要更换电杆时，将沙筒拉环的密封混凝土凿开，就可以将沙筒及电杆拨出。

2.2 套筒混凝土基础模块与砼杆套筒现浇式基础的比较

套筒混凝土基础模块与砼杆套筒现浇式基础相比，具有如下的优点：

2.2.1 施工方便

套筒混凝土基础模块可以在仓库内预制好，再运输往现场，基础开挖的同时一节一節地套装，大大减少了基础施工的时间；同时基础本身的重量不高，底盘的重量约为380kg，套筒的重量约为150kg，施工现场完全可以人力操作。

2.2.2 不存在基础养护期的问题

套筒混凝土基础模块是先预制好，本身有足够的养护期时间，因此在基础施工时就不存在基础养护期的问题。基础一旦施工完成就可以立杆架线，这样就大大减少了施工的周期。

2.2.3 减少造价

砼杆套筒现浇式基础的造价在4000元左右一基，而套筒混凝土基础模块的造价在2300元左右一基，较前者减少40%。

2.2.4 抗倾覆能力

套筒混凝土基础模块与砼杆套筒现浇式基础相比，自身重量减轻的同时，可以达到一样的抗倾覆能力。

2.2.5 快速更换电杆

更换电杆，只需凿开表面的混凝土后，即可用吊车吊起沙筒拉环，将电杆，细沙一并取出。