高壓架空輸電線路大跨越鐵塔承臺(tái)基礎(chǔ)施工

張俊平

1 輸電線路鐵塔基礎(chǔ)概況

輸電線路桿塔地下部分的總體統(tǒng)稱為基礎(chǔ)。它承受輸電線路桿塔的各種荷重，將桿塔的各種荷重傳遞給周圍的地基，以達(dá)到穩(wěn)固輸電線路桿塔的目的。目前輸電線路中常見的基礎(chǔ)形式有:板式基礎(chǔ)、角鋼插入式基礎(chǔ)、人工挖孔樁基礎(chǔ)、灌注樁基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，不同的基礎(chǔ)形式在施工過(guò)程中需要具有不同的技術(shù)要求，特別是大體積、大方量的承臺(tái)基礎(chǔ)，為了有效地控制基礎(chǔ)施工的質(zhì)量和后期的養(yǎng)護(hù)，需要制定相應(yīng)的施工技術(shù)措施。

2 大承臺(tái)基礎(chǔ)的施工特點(diǎn)

在輸電線路施工過(guò)程中，大體積承臺(tái)基礎(chǔ)給施工人員帶來(lái)兩個(gè)不利的因素:1)混凝土澆灌后無(wú)法進(jìn)行外觀檢查;2)如果有缺陷無(wú)法進(jìn)行修補(bǔ)。

具體工程實(shí)例為500 kV臺(tái)山電廠二期大跨越工程是南方電網(wǎng)公司重點(diǎn)工程，本工程全線采用雙回路同塔設(shè)計(jì)。本工程兩基跨江高塔采用 SKT1025-160/170，SKT1025-170型鋼管塔，全高205 m。共四基雙回路鐵塔，混凝土方量約1.2萬(wàn)m3，其中K2跨江塔基礎(chǔ)單腿承臺(tái)混凝土方量約470 m3，尺寸為13 m×13 m×2.6 m，K3跨江塔單腿承臺(tái)混凝土方量約724 m3，尺寸為20.4 m×13.2 m×2.6 m，屬大體積混凝土工程，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度均為C25。本工程兩基大跨越基礎(chǔ)地基持力層較深，且基礎(chǔ)作用力較大，兩基高塔底端分別采用挖孔樁和灌注樁，上端采用大體積承臺(tái)，它主要靠樁底端、樁端面承載力和大體積承臺(tái)周邊與土的摩擦力承擔(dān)基礎(chǔ)上拔力和下壓力。輸電線路桿塔所受的各種荷重力作用于基礎(chǔ)，并通過(guò)基礎(chǔ)傳遞給周圍的地基，特別是跨江高塔大體積承臺(tái)基礎(chǔ)的施工直接影響輸電線路工程的造價(jià)、質(zhì)量、工期、安全運(yùn)行等。在各種鐵塔基礎(chǔ)承臺(tái)施工過(guò)程中，大體積承臺(tái)對(duì)輸電線路的影響是最明顯的，稍不注意往往造成基礎(chǔ)漏筋、蜂窩、狗洞、桿塔傾斜甚至基礎(chǔ)開裂等事故。因此在大體積承臺(tái)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須高度重施工技術(shù)的問(wèn)題。

3 大體積承臺(tái)基礎(chǔ)施工技術(shù)方法

大體積承臺(tái)基礎(chǔ)混凝土在施工過(guò)程中，澆筑必須采用分層連續(xù)施工法對(duì)承臺(tái)進(jìn)行澆筑施工，采用保溫保濕法對(duì)承臺(tái)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。為了嚴(yán)格控制承臺(tái)的施工質(zhì)量，防止有害裂縫出現(xiàn)，必須從混凝土的水化升溫，延緩降溫速度，減少混凝土的收縮變形等方面來(lái)進(jìn)行有效控制。為保證混凝土澆筑的安全、穩(wěn)定，我們?cè)谑┕ぶ邪凑請(qǐng)D紙要求需分別鋪設(shè)大量石方和30 cm的C10混凝土墊層進(jìn)行承臺(tái)下方的防護(hù)，采用砌筑240磚模及支撐模板保證混凝土的側(cè)面穩(wěn)固。

施工前原材料采用商品混凝土，其7 d的水化熱不宜大于270 kJ/kg，要求7 d抗壓強(qiáng)度不小于19.3 MPa，28 d抗壓強(qiáng)度不小于20 MPa。水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、包裝或散裝倉(cāng)號(hào)、出廠日期等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間、水化熱及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)檢，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 175-2007硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥的規(guī)定。細(xì)骨料采用中砂，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.3，含泥量不大于3%，當(dāng)含泥量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)在攪拌前進(jìn)行水洗，檢測(cè)合格后方可使用。粗骨料宜選用粒徑5 mm～31.5 mm，級(jí)配良好，含泥量不大于1%，非堿活性的粗骨料。作為礦物摻合料的粉煤灰或礦渣粉，粉煤灰的摻量不宜超過(guò)水泥用量的40%;礦渣粉的摻量不宜超過(guò)水泥用量的50%;兩種摻合料的總量不宜大于混凝土中水泥重量的50%。

根據(jù)JGJ 55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程，配合比選用優(yōu)質(zhì)和級(jí)配良好的原材料，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡量減少水泥用量以降低水泥水化熱，為縮短澆制時(shí)間要求混凝土進(jìn)行泵送。為保證施工質(zhì)量，拌合水用量不宜大于190 kg/m3;水膠比不宜大于0.55;初凝時(shí)間不小于6 h。

商品混凝土泵送入模，商品混凝土的質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 14902預(yù)拌混凝土的規(guī)定。攪拌運(yùn)輸車單程運(yùn)送時(shí)間，當(dāng)氣溫小于25℃時(shí)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不大于120 min;當(dāng)氣溫大于25℃時(shí)，運(yùn)輸持續(xù)時(shí)間應(yīng)小于90 min。本工程混凝土運(yùn)輸及澆筑持續(xù)時(shí)間不超過(guò)90 min，滿足施工要求。

在大體積承臺(tái)澆筑過(guò)程中必須采用分層連續(xù)澆筑法，混凝土的攤鋪厚度控制在520 mm，澆筑路線沿長(zhǎng)向平行布置，采用“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，分層澆筑，循序漸進(jìn)，一次到頂”的斜面澆筑方法。順長(zhǎng)方向，由遠(yuǎn)而近，向后退澆。分層連續(xù)澆筑，其層間的間隔時(shí)間應(yīng)盡量縮短，必須在前層混凝土初凝之前，將其次層混凝土澆筑完畢。層間最長(zhǎng)的時(shí)間間隔應(yīng)不大于混凝土的初凝時(shí)間。澆筑應(yīng)根據(jù)泵送量計(jì)算好澆筑時(shí)間，而混凝土的初凝時(shí)間應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。在混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)采取措施防止受力鋼筋、定位筋、預(yù)埋件等移位和變形。混凝土澆筑面應(yīng)及時(shí)進(jìn)行二次抹壓處理。混凝土找平后應(yīng)用木抹子抹壓一遍;混凝土初凝前再進(jìn)行一次抹壓，可臨時(shí)用塑料薄膜覆蓋。泵送混凝土的表面水泥漿較厚，且有較多游離水分，在澆筑后應(yīng)按標(biāo)高用長(zhǎng)刮尺刮平，趕除游離水分，在面上撒少量粗砂或細(xì)石，并加上鐵絲網(wǎng)，在初凝前用木蟹打磨壓實(shí)，防止出現(xiàn)表面裂縫。

4 內(nèi)部溫度檢查及控制

大體積承臺(tái)基礎(chǔ)必須在混凝土承臺(tái)內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管(鋼管φ50)，層間距為0.6 m，每層水管相鄰管距為2 m，在承臺(tái)外側(cè)設(shè)置進(jìn)出水循環(huán)系統(tǒng)，施工完成后，需在冷卻水管內(nèi)高壓噴射注滿水泥漿。

大體積承臺(tái)混凝土的溫控指標(biāo):混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的絕熱溫升值最大值為45℃;混凝土澆筑塊體的里表溫差不大于25℃;混凝土澆筑體的降溫速率為2.0℃/d。

因水泥水化熱引起混凝土的絕熱溫升值可按下式計(jì)算:

其中，T(t)為混凝土齡期為t時(shí)的絕熱溫升，℃;W為每立方米混凝土的膠凝材料用量，kg;Q為膠凝材料水化熱總量，kJ/kg;C為混凝土的比熱，一般為0.92 kJ/(kg·℃)～1.0 kJ/(kg·℃);ρ為混凝土的重力密度，取2400 kg/m3～2500 kg/m3;m為與水泥品種、澆筑溫度等有關(guān)的系數(shù);t為混凝土齡期，d。

溫控檢測(cè)設(shè)備及布置:在大體積承臺(tái)內(nèi)垂直埋入兩組6根φ20 mm的測(cè)溫鋼管，下端封閉不漏水。測(cè)底層溫度管、測(cè)內(nèi)部溫度管及測(cè)表面溫度的管長(zhǎng)需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制定，各管內(nèi)裝200 mm高水，用溫度計(jì)測(cè)水溫來(lái)確定混凝土內(nèi)外溫度。

施工完成后必須加強(qiáng)對(duì)混凝土內(nèi)外溫差的控制，監(jiān)測(cè)工作在混凝土澆筑完成后立即進(jìn)行，連續(xù)不斷。3 d～5 d后混凝土內(nèi)部溫度會(huì)出現(xiàn)峰值，在峰值出現(xiàn)以前，每2 h監(jiān)測(cè)一次，峰值出現(xiàn)以后，每4 h監(jiān)測(cè)一次，隨著混凝土溫度變化逐漸減小，轉(zhuǎn)入每天測(cè)1次，測(cè)溫時(shí)間為15 d。測(cè)溫時(shí)間需安排合理，天氣突變后必須進(jìn)行測(cè)溫。采用100℃紅色水銀溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫，方便讀數(shù)。應(yīng)及時(shí)掌握混凝土的內(nèi)部溫度變化，并做好記錄，便于調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施，控制內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)，使混凝土的溫度梯度不至過(guò)大。若溫差超過(guò)25℃，應(yīng)立即采取進(jìn)行循環(huán)水冷卻降溫、承臺(tái)表面蓄水降溫等措施，使其溫差控制在允許范圍之內(nèi)，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

高壓輸電線路大跨越鐵塔承臺(tái)基礎(chǔ)是輸電線路基礎(chǔ)施工的難點(diǎn)，為滿足高標(biāo)準(zhǔn)的施工要求，在施工中，為避免水泥水化熱、溫度應(yīng)力和混凝土的收縮變形產(chǎn)生有害裂縫，我們制定了詳細(xì)的技術(shù)措施和施工方案，采取不設(shè)施工縫、一次性澆筑成形的方案。在原材料選用與配合比設(shè)計(jì)、混凝土供應(yīng)與澆筑等方面采取了非常好的施工技術(shù)，使得施工進(jìn)度得到控制，質(zhì)量得到保證，并能安全可靠運(yùn)行。高壓輸電線路大跨越鐵塔承臺(tái)基礎(chǔ)施工技術(shù)已在高壓、超高壓和特高壓輸電線路工程中得到了廣泛的應(yīng)用，很好的解決了大跨越大承臺(tái)基礎(chǔ)施工的難點(diǎn)，在輸電線路大體積承臺(tái)的施工中具有很高的推廣價(jià)值。