钢套筒围堰技术在输电线路基础工程施工中的应用

邓红军 DENG Hong-jun

（鄂州电力集团有限公司电网建设分公司，鄂州 436000）

1 110kV 线路工程概况

110kV 梧桐湖输变电工程为新建工程，由110kV 梧桐湖变电站工程和110kV 线路工程等工程组成。其中，110kV 梧桐湖变电站位于鄂州市梁子湖区东沟镇鲊州村孙家塆正北方向约300 米，红莲大道与规划的和平大街交叉口东北角。110kV 线路工程分别为110kV 蒲莲线T 接线路工程、110kV 蒲沟线T 接线路工程。

2 现场调查、存在的问题

2.1 沿线自然环境

工程全线地形起伏较小，主要为平地和河网。大部分地段有鱼塘、藕塘、沟渠、老湖区等。因此，此段线路属于平地地形。地形比例为：蒲团—红莲湖T 接梧桐湖变110kV线路：平地60%，河网10%，泥沼30%；蒲团—东沟T 接梧桐湖变110kV 线路：平地50%，河网20%，泥沼30%；地质比例为：普通土60%，流砂坑10%，泥水坑30%。

根据现场踏勘，蒲团—红莲湖T 接梧桐湖变110kV线路跨越河流1 次，鱼塘5 次，；蒲团—东沟T 接梧桐湖变110kV 线路跨越河流2 次，鱼塘6 次。

2.2 存在的问题

蒲团—红莲湖T 接梧桐湖变110kV 线路位于鄂州市梁子湖区梧桐湖开发区和华容区；蒲团—东沟T 接梧桐湖变110kV 线路位于鄂州市鄂城区长港镇、梁子湖区梧桐湖开发区。地处车湾港、新港、乍州湖流域，地势平坦开阔,水网密布，沟渠纵横，全线大部分地段都是渔塘、藕塘、沟渠、老湖区。虽在工程前期可行性研究及初设工程勘察阶段，进行了多次基础选型、优化，确保耐张塔和大部分直线杆塔基础建在陆地上，但仍有110kV 蒲莲线T 接线路工程N6、N7# 和110kV 蒲沟线T 接线路工程G16、G17、G18# 5 基杆塔基础需在渔塘中施工。

3 解决方案及可行性分析

3.1 杆塔基础参数

110kV 蒲莲线T 接线路工程N6、N7# 杆塔灌注桩基础，基础根开5.268 米，由4 根直径1.0 米，长度8 米灌注桩组成；110kV 蒲沟线T 接线路工程G16、G17、G18#杆塔灌注桩基础，基础根开为4.413 米，由4 根直径1.0 米，长度8 米灌注桩组成。

3.2 渔塘水深、河床类型等地质、水文情况现场勘察

我们组织相关人员到N6、N7、G16、G17、G18#杆塔基础具体位置，对水域类型、平均水深、河床类型及深度、水流速等情况进行了实地勘测，具体数据见表1。

表1 基础参数及现场情况表

3.3 水中基础施工难度及解决思路

水中基础施工有别于陆地上施工，施工前必须先解决如何隔绝水的问题，否则基础土方开挖等没法施工。根据鄂州电力集团有限公司电网建设分公司多年的线路工程施工、现场实际情况和协调经验，解决水中基础施工的思路是在水中基础周围采取适当的围堰措施，进行挡水，确保必要的基础施工操作作业面，再进行后续土方开挖等施工。这个方案好处是不用抽干水塘，不影响鱼苗生长，不涉及鱼苗赔偿，只需花费少量施工协调费和围堰临时设施费用，且进度可控。

3.4 目前，国内各类工程通常采用的围堰类型见表2

表2 围堰类型表

3.5 拟在本工程应用的围堰措施方案

经现场勘察，N6、N7、G16、G17、G18#5 基杆塔基础所在水域均为渔塘，平均水深（米）不超过1.5 米；河床类型为黏性土淤泥，深度不超过0.5 米；静水，水流流速基本为0 米/秒。

根据围堰适用范围、基础参数及基础所在渔塘水域的地理、气候、水文等现场实际情况，因地制宜，统筹考虑，拟采用单壁钢套筒围堰方案。

3.6 单壁钢套筒围堰

适用于水深为4－10 米，水流流速不大，围堰直径较小，覆盖层较浅，平坦的岩石河床，埋置不深的水中基础。我们要施工的灌注桩基础所在渔塘水深不足1.5 米，底面直径1.0 米，埋深8 米，水下基础长度为7－8 米，现场情况和单壁钢套筒围堰适用范围比较吻合。

单壁钢套筒围堰设计：我们先以110kV 蒲沟线T 接线路工程G16#杆塔灌注桩基础为试验对象，验证单壁钢套筒围堰方案可行性。

基础及水深参数：G16# 杆塔4 根灌注桩底面直径：1.0 米，埋深8 米，露头高0.5 米；基础所在渔塘水深1.4米，水中淤泥深0.3 米。

单壁钢套筒围堰设计：单壁钢套筒围堰根据灌注桩直径，设计4 个直径1.0－1.4 米的单体单壁钢套筒围堰，围堰顶高+0.5 米，底标高-1.7 米，总高2.2 米；围堰底部均不封底，直接插入淤泥中。

单壁钢套筒围堰结构：为单壁圆形钢套筒形结构，无顶和底，围堰底直接插入淤泥中。见图1。

图1 单壁钢套筒围堰设计图和施工示意图

单壁钢套筒围堰直径：如按灌注桩底面直径1.0 米设计，土方掏挖操作面有点小，施工不方便。考虑施工操作方便，直径加大0.2 米，为1.2 米。

单壁钢套筒围堰高度＝水深+淤泥深+露头高＝1.4+0.3+0.5＝2.2 米

单壁钢套筒围堰钢板厚度：为保证单壁钢套筒围堰刚度及抗水土压力，确保施工安全，我们选择5mm 厚的钢板。

单壁钢套筒围堰加强箍筋：因为单壁钢套筒直径不大，钢套筒内加支撑会影响施工操作，为确保施工安全，只好在钢套筒外侧面（迎水面）沿垂直方向从上至下，平均焊接4 道Φ12 圆钢箍筋，加强单壁钢套筒围堰刚度及抗水土压力。

单壁钢套筒围堰加工焊接要求：为了加强单壁钢套筒围堰自身防渗漏水能力，严格要求单壁钢套筒在卷筒加工时必须用一整张完好，无沙眼、洞、裂纹的钢板卷筒加工而成，不能拼接，中间只能有一条焊缝，且焊缝必须按规范焊接，焊缝平整、光滑，无虚焊、沙眼，并经煤油检漏无渗漏，避免因焊接工艺不良而在使用中渗漏水。

单壁钢套筒围堰设计完后，委托外单位按设计和要求定制加工。

4 实际应用

4.1 施工部署

①由于采用了单壁钢套筒围堰基础施工新工艺，根据工程内容和特点，为实现合同工期，保证工程质量，优化了工程施工组织，选派了具有丰富施工管理经验的项目经理和责任心强、经验丰富、精通线路基础工程施工的专业人员组成施工项目部。②施工前完成了临时设施的建设，主要材料、设备的选择，为以后展开大规模施工创造了条件。

4.2 制定严格科学的单壁钢套筒围堰基础施工方案

按照采用单壁钢套筒围堰施工安全、技术规范、要求，结合施工区域水流，土质、环境气候、水深、风力等综合环境因素，编制了严格科学的单壁钢套筒围堰基础施工方案，并确定施工程序，在此方案的保证下，严格执行各项施工标准，严谨施工。

4.3 加强单壁钢套筒围堰基础施工技术培训

单壁钢套筒围堰基础施工是第一次应用。为顺利按要求完成单壁钢套筒围堰基础施工，积累单壁钢套筒围堰施工经验，进行了单壁钢套筒围堰基础施工技术培训，让每个参与施工的人员，熟练掌握单壁钢套筒围堰基础施工操作工艺和流程。

4.4 单壁钢套筒围堰基础现场施工

①施工流程见图2。

图2 单壁钢套筒围堰基础施工流程图

②主要工序、施工方法。

1）便道施工。110kV蒲沟线T 接线路工程G16#杆塔基础在渔塘中间，需搭设施工便道。便道施工，主要使用竹跳板和木桩。先在渔塘中打入两排木桩，用木檩条将每排木桩纵横连接起来，再在连接好的木檩条上铺满竹跳板，并用铁丝将每块竹跳板与木檩条扎牢，防止施工人员走动时，竹跳板松动和滑脱。

2）测量放线定测灌注桩位置。利用监理工程师批准使用的测量网、水准点，用全站仪（经纬仪或GPS 定位仪）按照设计图纸上标明的数据，精确放出桩位（同时也是单壁钢套筒围堰位置）。

3）围堰施工。首先，在测量好的灌注桩基础位置，将预先定制好的单壁钢套筒垂直放入水中，并确保单壁钢套筒垂直轴线中心与灌注桩基础垂直轴线中心位置一致；其次，待单壁钢套筒放置好后，利用单壁钢套筒自重及重锤垂直敲击钢套筒上檐口，使筒底深插入淤泥中，防止筒底渗漏水。最后，为防止单壁钢套筒倾倒，在单壁钢套筒底部外侧四周码放0.5-1.0 米土袋加固。从定测单壁钢套筒围堰位置，到完成4 个单壁钢套筒围堰施工，用时不到8工时。

4）堰内抽排水。用水泵向外抽出堰内积水，待堰内积水全部抽完后，静置1-3 小时，并查看单壁钢套筒围堰是否渗漏水。围堰现场施工中，由于严格采取上述措施，没有发现单壁钢套筒围堰渗漏水。

5）土方开挖及土方倒运。单个灌注桩基础土方开挖施工安排3 人轮流施工，因单壁钢套筒围堰直径只有1.2米，施工操作面不大，只能安排1 人挖土，2 人土方倒运。土方开挖时，先掏挖围堰内浮层淤泥，特别注意掏挖到单壁钢套筒围堰底时，不能超出围堰直径向外挖，最好保留0.10-0.20 米距离，否则会渗漏水，再根据灌注桩基础直径向下开挖。开挖过程中要严格控制桩径保持在1.0 米，不能随意扩大和缩小。因基础埋深设计8 米，需向水下开挖7-8 米，为防止桩井坍塌，采取了混凝土护壁；同时为防止桩井施工中人员缺氧，采用了鼓风机和通风管道不断向桩井下送风，加强桩井内空气流通。

6）钢筋施工。待灌注桩基础桩井土方开挖深度达到设计要求，经监理工程师检测无误后，将事先准备好的钢筋吊装到基础桩井中，加以绑扎固定，并确保钢筋笼垂直轴线中心与灌注桩基础垂直轴线中心位置一致。

7）地螺预埋。将事先焊接好的地脚螺栓按设计要求固定在钢筋笼中，并确保地脚螺栓垂直轴线中心、钢筋笼垂直轴线中心、灌注桩基础垂直轴线中心位置一致。为防止施工中损伤外露的地脚螺栓及丝扣，影响铁塔组立塔脚固定，用钢管制作了地脚螺栓保护帽，并在地脚螺栓丝扣上涂黄油防锈。

8）尺寸复核。待地脚螺栓、钢筋笼全部安装固定好后，再次根据设计图复核确认灌注桩基础位置定位和地脚螺栓垂直轴线中心、钢筋笼垂直轴线中心、灌注桩基础垂直轴线中心位置。

9）基础现浇施工。基础现浇过程中，严格按照规范进行操作；基础现浇前，用水泵抽干桩井底积水；现浇时中，避免触碰单壁钢套筒围堰、地脚螺栓和钢筋笼，以免基础、地脚螺栓偏位；并确保整根灌注桩混凝土浇筑在规定时间之内一次完成；基础现浇完成后加强了基础保养和成品保护。

4.5 单壁钢套筒围堰优、缺点、改进措施

优点：安全性高；防水性强；根据灌注桩直径设计4 个直径1.0－1.4 米的单体单壁钢套筒围堰，直径小，选择5mm 厚壁的钢套筒，整体刚度大，可不要筒内支撑，就能承受较大的水土压力；制作、加工方便灵活；工序简化，施工简便，施工周期短；作业方便，人力就可施工，无需大型机械施工。重量较轻，方便现场人力搬运。施工中还兼作基础钢模板，节约木模板及木模板制作工序。缺点：因是根据灌注桩直径定制的直径1.0－1.4 米的单体单壁钢套筒围堰，基础施工时，操作作业面较小，施工较不方便；同时兼作灌注桩基础钢模板，基础现浇后，钢套筒围堰不能拆除，不能重复利用。改进措施：当灌注桩基础直径不大时，适当加大单壁钢套筒围堰直径，增大钢套筒围堰内施工操作面。在后续的110kV 蒲沟线T 接线路工程G18#杆塔灌注桩基础施工中，通过加大单壁钢套筒围堰直径至1.4 米，施工人员反映比G16#基础单壁钢套筒围堰内施工操作更方便。

5 结论

通过单壁钢套筒围堰在输电线路基础工程施工中的应用，不仅顺利解决了困扰多年的渔塘、港、河中基础施工难题，而且也完成了单壁钢套筒围堰方案可行性验证，证明在渔塘、港、河中进行灌注桩基础施工采用单壁钢套筒围堰技术性切实可行、安全可靠、省时、省工、省费用、施工进度更有保障。