电力架空输电线路杆塔基础设计与施工技术研究

山东炫和供电有限公司 宋玉萍 青岛电气工程安装有限公司 田震

青岛电气工程安装有限公司送变电分公司 何海勇 刘倩

1 引言

随着我国经济建设水平的不断提升，对电力发展需求也日益迫切，电力架空输电线路是我国电力发展的重要组成部分，运行效率的高低与质量直接关系人们的生产和生活，为了能够确保人们在实际生活中可以安全、可靠地使用电力，应重视对电力架空输电线路杆塔基础的设计与施工技术研究工作。根据相关资料显示，在实际设计和施工时，将环境保护、经济技术以及安全生产等方面作为考量因素，并保证架空输电线路杆塔基础的设计能够符合现代社会对电网建设发展以及供电需求［1］。在针对架空输电线路进行设计的过程中，一方面要保证整个铁塔的安全和稳定，另外一方面还要保证铁塔投入过程中产生的经济效益。但是目前架空输电线路在设计的过程中还存在着诸多问题，进而会导致各种类型事故的发生。因此需要结合当前架空输电线路建设的实际情况找出输电线路设计中的不合理之处，以便更好地提高整个架空输电线路的安全性和稳定性，所以在设计电力架空输电线路杆塔时不断优化设计方案。

2 架空输电线路杆塔基础设计要点

电力架空输电线路杆塔基础的设计与施工技术研究是整个电力架空输电系统的重要组成部分，同时也是一项非常复杂的工作，需要作好相应的分析与设计工作，确保在实际使用过程中不会出现问题。根据相关资料显示，架空输电线路杆塔基础的设计主要分为几个方面：一是必须对输电线路杆塔基础的地形、地质等方面研究分析，将所收集到的数据进行整理、汇总。二是根据不同地区电网发展对供电需求情况进行研究分析，并在此基础上进行杆塔基础设计与施工。三是还需要明确设计原则与具体要求[2]。

3 施工技术的选择与控制

在电力架空输电线路杆塔基础施工过程中，应注意选择与实际相匹配的施工技术。在电力架空输电线路杆塔基础施工阶段，需要根据具体的实际情况不断优化设计方案。例如，在实际施工过程中要想确保设计方案的可行性和实用性，则需要从具体的工程条件出发来进行设计与操作。应重视对实际杆塔基础图纸绘制工作进行完善。例如，要想确保电力架空输电线路杆塔基础的设计图纸中需要将各个部分的施工步骤、施工顺序以及所需材料进行明确、详细地绘制出来。应该严格控制好施工作业时间。例如，要想保证电力架空输电线路杆塔基础的建设效率和质量，则可以考虑对具体的工作时间进行严格控制。还应该保证所选择工艺在实际使用过程中可以发挥出应有作用。例如，可以考虑将工艺应用于不同类型与等级、不同环境下的电力架空输电线路杆塔基础建设中加以运用等。还需要不断优化杆塔基础设计方案，保证能满足实际使用要求。例如，要想保证该项目工程能够顺利开展下去时，应注意避免出现对其他施工单位和设计单位产生不利影响等方面问题。在电力架空输电线路杆塔基础施工过程中应当重视对工程质量和安全生产的管理工作。需要合理地进行规划与管理相关工作，并采取有效措施确保电力架空输电线路杆塔基础在实际建设中能够顺利开展实施相关工程操作等[3]。

4 施工技术的选择与应用

4.1 工程概况

某电力线路工程位于甘肃省的中部地区，线路全长为155.668km，铁塔基础总数为462 基。该线路工程是由甘肃电网公司投资建设的，属于送变电工程项目，该工程共分为两期建设。第一期输电线路为110kV 单回路，线路长约73.5km，铁塔数为319 基。第二期输电系统为110kV 线路，杆塔基础数量为462 基。在输电杆塔基础设计方面应用钢筋混凝土管桩施工技术是非常必要的，这样能够有效地提高施工效率和质量，减少不必要的损失和浪费。该电力工程所处地区为黄土高原丘陵地带的一个环境比较恶劣的地区，施工现场存在着一定程度的水土流失问题，所以为了确保施工作业质量及安全生产要求，需要加强对场地内进行处理和改良工程建设，减少土壤流失问题。

4.2 管桩施工

管桩的制作和安装。根据相关规定，对于直径大于或等于200mm 的钢筋混凝土管桩必须采用专用机械进行加工制作。在制作管桩之前，需要对管桩进行测量，结果要与设计图纸保持一致，然后根据设计图纸将管桩进行加工。在施工前，需要对钢筋笼、钢板进行检查和检验工作，确保施工材料的质量符合要求。按照设计图纸对管子的轴线和定位问题进行处理。将钢筋笼放置到相应位置上，并用卡具将固定在适当的位置上。在安装过程中需要注意，如果钢筋笼内不小心产生了气泡，需要及时进行更换和修理。在管子安装过程中，必须确保安装顺序准确无误，以免造成材料的浪费。在制作管桩之前需要确定地基土中是否存在较大的砂层（一般为60cm 左右），将其去除干净（如有）以保证施工质量。对钢筋笼的位置进行调整时要注意钢筋笼高度和重量是否符合设计要求，如果不符合要求可以及时与施工单位沟通解决问题。

4.3 基础桩的设计

基础桩包括是承台基础、挡土墙或护坡基础。在电力架空输电线路的杆塔基础设计中，如果是承台基础，则需要满足承载力和变形的要求。承台基础必须满足最大桩高、桩长。对于独立基础，要求桩径与桩长需要满足承载力及变形的要求。桩的长径比为1∶2，并且不能小于1∶4；如果桩的长径比小于1∶4 时，则要求保证桩的强度和刚度。如果是独立基础，由于桩孔位置有多个，因此要求保证各孔之间相互独立。独立基础与承台部分的设计，需要考虑承台位置、墩长、承面尺寸及位置、墩身尺寸等。如果不满足上述内容，则需要考虑桩径与桩长以及桩长与桩高等方面要求。

承台基础应设置在地基承载力和变形最大的地段。对于独立墩来说，设计时需要考虑墩宽及墩高等相关方面内容，并且应确保满足实际工作要求。如果不满足要求时则应考虑增加墩宽或适当降低墩高；如果不满足要求则需要增加柱下钢筋数量。在实际施工中必须采用钢筋混凝土结构形式。对于承台结构而言，设计重点是要保证桩周土体的强度和刚度。对于挡土墙来说，设计重点是要确保其满足抗滑移能力和变形能力等方面的需求，如果不能满足此标准，则需要重新进行设计[4]。

4.4 基础桩沉降观测

基础桩沉降观测内容包括沉降、侧移、倾斜。观测时间与要求是每月至少1 次，并根据季节变化情况及时调整，一般情况下，至少每月进行2 次，并且要作好记录。桩位观测与定位方法是采用全站仪（GPS）定位法，将测点设置在地面以下的土层中，然后安装水准尺（GPS测得的水准数据），用全站仪（GPS 测得的桩位数据）进行定位。基础桩测量控制点选择是在对基础桩进行沉降观测点的设置时，要充分考虑到建筑物等因素对基础桩位沉降控制的影响。计算方法是在对地基加固施工过程中，计算应采用相对沉降法和绝对位移法。当采用相对沉降法时，其精度不能超过±5mm。在采用全站仪定位和全站仪测量的工作中，误差应该控制在±3mm 以内。使用方法是根据相应规定采取相应措施。

观测结果分析是通过观察和分析沉降量是否达到规范要求，来确定桩的沉降情况。观测记录及结果分析是在对基础桩进行观测时，要严格按照规定进行观测记录和上报数据处理。注意事项是不同工程情况差异较大，具体操作时需要根据具体情况调整。成果分析及评价是通过对所得到的数据进行汇总后进行资料分析与总结及评价，确保其符合规范要求。

4.5 检测验收

一是基础验收。主要内容包括为地基的强度等级、沉降值，表面不均匀性、地基是否有开裂现象、基坑支护的厚度、基坑的平面位置是否合理，基础和上部结构之间的连接处强度等级是否达到要求等。二是构件和连接质量。主要内容包括为构件的尺寸、焊接质量、尺寸误差、连接长度以及螺栓紧固力等。三是外观质量标准要求。主要内容包括为杆塔表面光滑整洁，塔基表面均匀一致，无漏涂现象，塔身和基础间连接紧密。四是材料试验。主要内容包括为混凝土配合比，砂浆和钢材等材料试验，水泥质量检验，砂浆抗压强度试验，钢筋工程检查，电渣压力焊工艺检查等。五是竣工决算审计内容。主要内容包括为工程量审核，工程结算审核，审计范围涉及的各专业工程项目费用的汇总与结算，对竣工结算资料等进行审核等。在输电线路杆塔基础竣工验收过程中还需要注意做好资料保存工作，尤其是对地基加固方法和强度等级进行检查时要特别注意保存好原始测量数据。

4.6 施工注意事项

在桩基施工过程中，需要根据实际情况制定科学合理的工程计划，并做好基础施工方案及技术交底工作。在基础施工过程中，应根据现场情况及时制定桩基方案。由于桩顶的混凝土强度很低，因此必须进行特殊的养护措施。桩基施工中应注意事项是在桩基施工时，应对桩基周围进行仔细观察，以便了解周围土壤的变化情况。还应该采用人工钻孔法进行钻孔，并结合设计桩基础设计方案确定钻孔的位置和深度，桩孔布置在桩顶中心线上时，桩间距为1.2m，桩孔深度小于0.3m 时，桩间距为1.2～1.5m。当桩间距大于2m时，一般采用1～1.5m的桩距。桩基础必须严格按照设计方案进行施工，并及时做好监测工作。在施工过程中应特别注意桩基质量检查工作，根据设计方案及实际情况进行桩基施工，并做好后期养护工作，在基础混凝土浇筑完成后要及时进行混凝土养护工作。混凝土搅拌站应当每3d对其进行一次检验并及时调整混凝土搅拌质量。

桩基工程竣工后要按照设计要求进行检测工作，首先是检查桩身的完整性和稳定性、桩基础上桩头位移量及沉降情况；其次检查其表面是否有松动和漏浆现象；再次检查其基础是否存在不均匀沉降情况；最后检查其表面是否存在裂缝和蜂窝等缺陷。桩基础设计时，要充分考虑到地基土的特性和变形趋势。保证桩基础设计时有足够的长度和直径，根据经验数据，在进行桩基工程设计时，通常采用直径为6～8m 的钢筋混凝土管桩确保满足桩身长度的要求。此外需要注意的是桩顶标高必须严格控制，在施工过程中需要注意桩顶与地面的距离以及桩基下可能存在的地下水分布情况。

5 结语

本文通过对案例进行分析，得出结论：一是在实际设计和施工过程中，应将环境保护、经济技术以及安全生产等作为重要考量因素，并合理运用到实际设计和施工过程中。二是在实际设计时应该根据架空输电线路杆塔基础的不同形式、不同类型以及不同高度对其进行合理选型。三是在实际操作的过程中要充分考虑到电力架空输电线路杆塔基础的结构稳定性影响因素，并确保能够满足供电需求。四是发现目前有关架空输电线路杆塔基础的设计与施工工作仍然存在很多不足之处，因此还需要继续深入研究，不断优化电力架空输电线路杆塔基础设计与施工技术。