談青藏直流輸電工程錐柱基礎(chǔ)施工

吳孝平

(中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司，天津 300000)

1 錐柱基礎(chǔ)產(chǎn)生的背景

青海～西藏±400 kV直流聯(lián)網(wǎng)工程線路全長約1 140 km。線路所經(jīng)區(qū)域平均海拔4 500 m以上，穿越長約546 km連續(xù)分布的多年凍土區(qū)。沱沱河～雁石坪段多年凍土區(qū)與融區(qū)相間分布，含冰量較高，地質(zhì)情況復(fù)雜。地下水位埋深均在1 m～2 m之間，流砂、泥沼等普遍存在，在這種地質(zhì)情況下，基礎(chǔ)施工變得十分困難。本工程大部分基礎(chǔ)采取的是錐柱基礎(chǔ)形式，它適合于凍土地區(qū)，可有效地控制凍土引起的凍脹危害。然而豐富的地下水、流砂、泥沼、凍脹丘、冰錐、熱融滑塌、熱融湖塘、熱融沉陷、濕地等復(fù)雜的地質(zhì)情況，提高了基礎(chǔ)施工難度。由于青藏高原高寒、缺氧，有效施工期短，工期緊，任務(wù)重，安全質(zhì)量要求高，這就要求有較高的施工工藝。該項(xiàng)目要針對工期緊，復(fù)雜的施工環(huán)境，需研究制定科學(xué)合理的施工方案，使安全質(zhì)量有保障。

2 錐柱式基礎(chǔ)施工中存在的問題

2.1 基礎(chǔ)工程的技術(shù)特點(diǎn)、難點(diǎn)

1)本工程錐柱基礎(chǔ)是影響整個(gè)基礎(chǔ)工程施工進(jìn)度及施工質(zhì)量的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)根據(jù)地質(zhì)及水文條件有26基礎(chǔ)采取了玻璃鋼模板進(jìn)行防凍處理，其余24基礎(chǔ)采用鋼模板進(jìn)行支模。基礎(chǔ)方量大，平均每基達(dá)到90 m3左右，最小的基坑尺寸為4 200 mm×4 200 mm×4 900 mm(長×寬×高)，這就給支模帶來很大困難。2)我管段基礎(chǔ)處于開心嶺～雁石坪段，沿線地形比較平坦，植被稀疏，除個(gè)別地勢較高的地段地下水埋深較大外，其余地段地下水埋深均在1.0 m～2.0 m之間，流砂大、塌方嚴(yán)重，施工困難極大。3)本工程起點(diǎn)高，國網(wǎng)公司要求爭創(chuàng)“整體工程國家優(yōu)質(zhì)工程”“國家科技進(jìn)步一等獎”，對本次基礎(chǔ)施工精度要求高:在優(yōu)良1.6‰的基礎(chǔ)上再提高80%，即1.28‰。4)我管段屬于融凍區(qū)，大部分基礎(chǔ)既屬于流砂水坑又屬于凍土基坑，給基礎(chǔ)質(zhì)量的控制帶來了一定難度。

2.2 項(xiàng)目部采取的措施處理

1)在進(jìn)行首基基礎(chǔ)(3994號)澆筑時(shí)，我們采取了用鋼管搭設(shè)鋼管架，然后采用導(dǎo)鏈葫蘆和花籃螺絲調(diào)節(jié)后用撐木夾緊的方法(如圖1所示)，然而在控制工程中我們發(fā)現(xiàn)由于鋼模板太高、太重，容易發(fā)生跑模，而且不容易調(diào)節(jié)過來，因此這種方法在澆筑如此大方量的基礎(chǔ)上有著很大的弊病。

經(jīng)過多次商量、反復(fù)論證，我們提出采用油炸桿(黑木桿)作為吊木橫在基坑邊上，然后在吊木上制作4個(gè)鋼絲套環(huán)，用4個(gè)2 t葫蘆分別從四個(gè)角吊立鋼模，同時(shí)調(diào)節(jié)高差，調(diào)整好后，再用“井”字撐木將鋼模夾死在吊木上，如圖2所示。

同樣的我們在施工玻璃鋼基礎(chǔ)時(shí)，效仿這種方法，將導(dǎo)鏈葫蘆改成花籃螺絲，調(diào)節(jié)玻璃鋼模板高差，同時(shí)為了避免玻璃鋼模板在澆筑過程中出現(xiàn)上拔現(xiàn)象，在玻璃鋼底部用鐵絲將4個(gè)腳固定在底板筋上。采取這種方法可隨時(shí)通過導(dǎo)鏈葫蘆或花籃螺絲來調(diào)節(jié)鋼模或玻璃鋼模的高差，有效的控制了鋼模的水平和垂直度，同時(shí)縮短了支模時(shí)間，大大提高了基礎(chǔ)澆筑效率。

圖1 鋼管架支模法

圖2 “井”字支模法

2)在開挖3971號時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)此基礎(chǔ)地質(zhì)松軟，主要是砂土，在4 m左右出現(xiàn)流砂，且水很大，基坑成型相當(dāng)困難。鑒于此種情況，我們確定了如下方案:a.認(rèn)真審核設(shè)計(jì)院下發(fā)的《地質(zhì)勘查報(bào)告》，對流砂、水坑為保證安全開挖、避免大方量塌方，我們對此種基坑進(jìn)行了0.3的放坡，即4 m×4 m×5 m(長×寬×高)的基坑按照7m×7m×5m(長×寬×高)進(jìn)行開挖，對塌方嚴(yán)重的，及時(shí)采用砂袋、擋板、槽鋼進(jìn)行防護(hù)。b.在基坑外進(jìn)行鋼筋籠加工，形成流水作業(yè)，一旦基坑開挖至設(shè)計(jì)深度時(shí)，對坑底操平后及時(shí)打墊層、吊鋼筋籠，當(dāng)調(diào)整對位完畢后，立即澆筑底板混凝土，同時(shí)進(jìn)行模板吊立及校正。

圖3 “角鋼樁”基礎(chǔ)示意圖

圖4 現(xiàn)場連接實(shí)物圖

2.3 施工方案

根據(jù)以前110 kV的施工經(jīng)驗(yàn)，針對青藏高原復(fù)雜的地質(zhì)條件，為了保證基礎(chǔ)各技術(shù)參數(shù)精確，達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，我們召開了專題會議，提出了以下幾個(gè)方案:

圖5 沉井實(shí)物圖

圖6 成型后的基礎(chǔ)采用棉被裹地角螺栓

1)對水坑、流砂坑，采取對基礎(chǔ)地基進(jìn)行換填砂石，并加厚基礎(chǔ)墊層。2)加工1.2 m長的75×75×5的角鋼，將角鋼打入基礎(chǔ)底板內(nèi)部，角鋼上端與基礎(chǔ)上底板筋平齊，用混凝土將角鋼與基礎(chǔ)澆筑成一體，每條腿打8根角鋼(相當(dāng)于制作了角鋼樁基礎(chǔ)，加大基礎(chǔ)與地面的連接力、粘合力)，如圖3所示。3)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)連接板，將已澆筑完成的基礎(chǔ)用連接板連接起來，加大基礎(chǔ)內(nèi)部各條腿的相互連接、制約強(qiáng)度。圖4為現(xiàn)場連接實(shí)物圖。4)為了解決本工程中出現(xiàn)的流砂、塌方等問題，經(jīng)過多方論證，我們采用“沉井法”及擋板(如圖5所示)。5)由于青藏高原氣候惡劣，氣溫異常低下，為了防止基礎(chǔ)凍脹，我們采取鋪設(shè)棉被，回填基礎(chǔ)的方法(見圖6)。

3 結(jié)語

在青藏直流±400 kV輸電線路工程中，根據(jù)地理氣候，地質(zhì)條件不同，對基礎(chǔ)采取不同的施工方案，并不斷的改進(jìn)方案，利用了短短60 d的時(shí)間，順利完成所有錐柱基礎(chǔ)。我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為以后在高寒缺氧情況下的施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］ DL 50092-2004，電力建設(shè)安全工作規(guī)程［S］.

［2］ 110 kV～500 kV架空電力線路施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］ 李博之.高壓架空輸電線路架線施工計(jì)算原理［M］.北京:中國電力出版社，2008.