输电线路设计中铁塔基础改造及特殊地基处理探讨

李亚彬?刘丹丹

摘 要 随着我国电网建设的不断迅速发展，电网输送能力大大提高，但建设输电线路的内外部环境逐渐变小，部分地区存在建设用地难以协调，缺乏工程建设资金等问题，本文从输电线路铁塔基础角度在降低造价、方便施工等方面提出了一些有益建议。

关键词 输电线路;铁塔基础;电网建设

输电线路塔杆基础是输电线路的重要部分，其直接关系到整条输电线路的安全運行，但因塔杆基础问题造成倒塔事故仍时有发生。输电铁塔基础存在于不同地质条件下，地基种类繁多，铁塔基础所处地质条件在勘测设计中的失误，自然灾害及运行中发生的事件等原因，都可能导致铁塔倾斜或倒塌。受多种因素影响导致输电线路的运行条件发生变化，使得输电线路安全稳定运行留下了隐患，开展铁塔基础加固，基础位移等改造处理方法的研究，对避免上述情况的发生具有重要的现实意义。

1铁塔基础工程现状

1.1 我国地基分布及铁塔基础形式

我国各地区地质条件差异很大，各类工程地基分布面广，采用的铁塔基础形式灵活多样。软土地基主要分布在我国华东地区等地，主要采用的基础形式为大开挖式基础与掏挖式基础等，部分软基采用钻孔灌注桩基础或螺旋锚式基础。软基进行基础设计时需要考虑杆塔总承载等因素。软土地基的处理在基础造价及处理费用方面更高。

黄土地基主要分布在我国西北地区，通常主要采用插入式基础或斜柱钢筋混凝土板式基础。黄土地基的湿陷性特点易造成地基变形，目前主要采用强夯法等技术处理[1]。

冻土地基主要分布在我国高纬度地带，通常采用插入式与掏挖式基础，冻胀与融沉是冻土区铁塔基础施工中常遇到的问题，通常采用埋设保温层等方法结合地基预处理施工。

岩石地基主要分布在山区地带，基础工程施工中所用的基础形式主要是直锚式基础，嵌固式基础与斜锚式基础。岩石类基础对岩石的物理特性要求较高，设计时需要详细的岩体勘察，但目前岩体变形等物理特性有待加强研究。此外，我国内蒙古，甘肃等地分布风积沙等地基形式，基础工程设计中必须依据不同的地基条件进行基础选型和设计。

1.2 铁塔基础改造处理现状

目前国内外专家在基础改造处理方面的研究，大多研究集中于普通建筑物基础建设，铁塔基础具有其自身的特殊性，其与普通建筑物的不同主要体现在铁塔的设计控制条件，基础勘测精度等方面。目前铁塔基础的设计控制条件是基础的抗倾覆稳定性，铁塔基础改造处理中很多情况下要求不停电作业。由于铁塔基础的特点与普遍建筑物的不同，在实际工程中借鉴普通建筑物的经验方面受到了限制。

随着铁塔基础工程建设的发展，目前铁塔基础改造处理中的成功经验不断增多，但在实际工程中，安全控制方面多过于依赖于人为经验，技术应用相关文献较少，从事铁塔基础的研究人才较为匮乏。因此，有必要开展铁塔基础改造处理相关研究，为铁塔基础改造处理提供技术支持。

目前我国地基及铁塔基础形式的研究，设计施工等方面存在许多的问题。主要体现在以下几点，第一，对软土地基与冻土地基等地基的研究较为薄弱，主要表现在基础尺寸过大，钢筋用量过多等。第二，现行的设计方法仍采用安全系数法，难以解决一些特殊地基的铁塔基础面临的问题，设计技术规定有待标准化[2]。第三，地质勘探工作较为粗浅，不够细致全面，难以提供翔实的工程地质参数，不利于制定科学的工程施工方案。因线路走廊的特殊性，铁塔基础通常分布于山区等地形，施工现场易受到限制，难以开展机械化施工，施工质量难以控制。

2铁塔基础改造处理方法

2.1 铁塔基础加固

目前对铁塔基础加固通过在填土夯实等方法提高地基的承载能力，以及换填土法，强夯法，震冲法等方法常用于基础加固施工中。考虑到铁塔基础的特殊性，铁塔基础加固施工中通常采用高压喷射灌浆法等。

震冲法主要通过在地基中形成密实桩体与挤密作用，达到提高地基承载力减少沉降的作用，其特点是技术可靠，操作技术易于掌握，可加快施工速度，节省施工材料。

高压喷射灌浆法通过钻入土层中的灌浆管，从钻杆下端特殊喷嘴喷射的地基处理方法。钻杆旋转逐渐提升，高压射流使四周的土体结构遭到破坏，凝固成具有特殊结构的圆柱体。地锚固法通过在原基础下放埋设地锚，通过连接装置将原有基础与地锚连接。

2.2 基础纠偏施工

建筑物纠偏迫降法是在建筑物沉降小的一侧，扰动迫使基础下沉，顶升法在建筑物沉降大的一侧采用托梁柱等措施顶升基础使建筑物恢复水平，目前主要采用锚杆静压桩托换加固与顶升法结合的方案。

首先在原位设置平面框架梁植筋与原基础连接，采用顶升机构将原基础与框架梁同步恢复水平位置，采用高压强度混凝土封桩头完成纠偏。该方案在施工中无冲击荷载，对铁塔影响较小，可实现带电纠偏。铁塔纠偏率达24.35%情况下实现原位带电纠偏。

2.3 塔杆整体移位

传统的铁塔移位方法通过重新组立新塔代替旧塔，此方法存在耗材多，费用高等缺点。整体移位方法是直接将旧塔整体平移，此方法免去加工新塔的环节，缩短了工期，节约了成本。整体移位方法中，通常采用轮番收紧设置铁塔前后侧拉线，通过牵引机构与导轨平面实现铁塔整体移位。铁塔重心几乎不变，采用此方法进行铁塔整体移位安全。

2.4 铁塔基础改造处理技术发展

铁塔基础改造处理方法在实际工程中积累了很多成功经验，不同程度地实现了缩短工期，降低耗材的优点，但仍存在一些问题。目前大多改造工程中，从方案的制定到施工中安全控制，过多依赖人为经验判断，缺乏科学的评价与仿真研究。

针对目前存在的问题，铁塔基础处理应系统的开展新基础形式实验，与分析研究，建立相关的输电线路模型，开展铁塔的模块化设计，为基础改造方法提供科学的评价。开展新的铁塔结构形式的研究，减少铁塔基础面临改造处理的概率。

3结束语

我国铁塔基础改造处理方法中积累了很多成功的经验，但仍存在缺少自动控制技术的支持，开展铁塔基础改造处理方法的相关研究具有重要的意义。近年来的输电建设工程各有其特点，设计中脱离实际无法保证设计质量，只有因地制宜通过优化方案，不断探索创新，才能满足建设电网的需求。

参考文献

[1] 刘刚.输电线路铁塔基础设计施工技术分析[J].建材与装饰，2018， （45）：222-223.

[2] 卢海，刘婷.架空输电线路铁塔基础问题及改进对策分析[J].电工技术，2018，（20）：36-37，116.