山區斜坡送電線路基礎設計優化

【摘要】目前鐵塔全方位長短腿設計日益成熟對山區塔位基礎優化提供了良好的前提條件及堅實的基礎，山區塔位基礎設計與鐵塔全方位長短腿設計互為依存、互相促進，兩者設計水平的提高及緊密結合對山區線路的優化設計具有重要的意義。

【關鍵詞】傳統施工；斜坡；電路

概述

隨著環保、水保設計意識的加強，送電線路結構設計對山區線路塔位基礎的優化設計顯得日益重要，這不但是設計水平高低的體現， 同時也是環保的需要、也是保證塔基穩定維持線路安全運行的需要，山區線路塔位優化設計在基礎本體優化的前提下以減少土石方量、少改變塔位處的自然地形、地貌，少破壞原有植被，施工余土的合理堆放，塔位環境破壞將直接影響塔基的穩定維持塔位上下邊坡及基礎自身的穩定性。目前鐵塔全方位長短腿設計日益成熟對山區塔位基礎優化提供了良好的前提條件及堅實的基礎，山區塔位基礎設計與鐵塔全方位長短腿設計互為依存、互相促進，兩者設計水平的提高及緊密結合對山區線路的優化設計具有重要的意義。

2、傳統基礎施工方法

山區、丘陵輸電線路工程，塔位大多位于斜坡上。傳統的開挖施工基面或開挖小平臺施工基面的設計理念對塔基安全穩定是一個非常突出的問題。另外，隨著人們環保意識的增強，綜合考慮線路建設與自然環境的和諧發展，如何因地制宜地做好鐵塔和基礎設計優化是擺在設計人員面前的一個重要課題。

鑒于多數山區、丘陵線路工程地形一般較差，高差較大，一基塔的四個塔腿都可能處在不同高程，在基礎施工過程中將整個塔基范圍挖成一個大平臺（即降基面），既浪費勞力，又較大范圍破壞了塔基周邊的自然地貌，不利于塔基穩定。在工程中采用鐵塔長短腿與不等高基礎配合使用，能較好地解決場地土開挖問題，做到少開挖或不開挖，以維持塔位原有地形地貌，既保持了水土，保護了自然環境，又維護了塔基安全穩定。

開挖基面存在以下問題：

2.1 高邊坡問題。基面上土石方大量開挖（塔基越寬、山坡坡度越大，土石方量越大），不但破壞了塔位原有的天然地貌，使原穩定土體受到擾動，且易在塔位處形成幾米甚至10多米高的高邊坡，容易造成塌方和滑坡，因此降基后還要對后邊坡進行處理，一般采用漿砌護坡，嚴重的還需設擋土墻，不但增加了工程量，還給線路長期安全運行留下一定的隱患。

2.2 下坡穩定問題。降基面形成的大量棄土堆積在山坡下側，嚴重沖刷了塔位下方的植被，當暴雨降臨時下坡側的棄土易產生滑動，造成塔基下邊坡的不穩定。

3、近年來工程處理辦法

3.1 鐵塔長短腿的采用。近年來隨著送電線路設計優化結構水平的提高及環保意識的提高，在鐵塔設計上廣泛采用了全方位鐵塔長短腿，鐵塔長短腿最大級差一般在6.0～9.0m之間，對一般山區地形的塔位很好地解決了大開挖施工基面帶來的土石方及上下邊坡的穩定性問題。大壩～中衛330kV送電線路、寧安～青銅峽II回330kV送電線路∏接石空變工程位于衛寧北山南麓，多為丘陵地貌，部分為低中山，全線均采用自立式鐵塔架設。鐵塔采用330KV典型設計塔型3F 3B、系列；根據塔位塔基斷面鐵塔長短腿高差在1～4m。大壩～中衛330kV送電線路∏接石空變共用鐵塔14基其中長短腿塔用6基，占43%；寧安～青銅峽II回330kV送電線路∏接石空變共用鐵塔14基其中長短腿塔用5基，占36%。

在山區線路設計中采用全方位長短腿，對大幅減少基面土石方量取得了良好的效果，保護了塔基自然環境及塔位的穩定。

3.2 原狀土掏挖基礎特性。一般山區線路塔位的地質大部分都是基巖，承載力較高，原狀土基礎型式采用掏挖基礎及人工挖孔樁基礎，在鐵塔采用最大級差的長短腿仍然不能滿足地形高差時采用其基礎的露出高度進行調節，達到不降施工基面保護塔基穩定和環境的目的，保證了基礎的邊坡距離。

掏挖基礎及人工挖孔樁基礎由于發揮了原狀土的粘聚力及側向土抗力，露出地面高度可根據塔位地形其出能與鐵塔長短腿自由配合，做到不開施工基面直接進行基坑開挖，在施工中避免了大開挖及支模板，經濟效益及對環境的保護方面具有明顯的優勢。

我區以往工程所用掏挖基礎多用于平地，地質要求為易成孔的黃土狀粉土、粉質粘土；大壩～中衛330kV送電線路∏接石空變、寧安～青銅峽II回330kV送電線路∏接石空變共用鐵塔28基，掏挖基礎用了16基，在占全部基礎的60%；其中塔位基礎位于較陡的斜坡上的掏挖基礎有4基。這兩個工程已竣工投用，證明了在較陡的山地斜坡上做掏挖基礎的可行性，雖然掏挖基礎與大開挖基礎相比混凝土指標稍高，但大幅減少了基面土石方量，保護了塔基自然環境及塔位的穩定，從綜合效應來看，具有明顯的優勢。

4、不等高基礎設計的特點

靈活地配合鐵塔長短腿使用。由于山區、丘陵線路地基承載能力較好，加之與塔位地質、地形相匹配的基礎型式的應用，一般情況下基礎下壓強度不是基礎設計的制約因素，故可以做到在材料耗量增加不多的情況下，采用同類型而不同主柱高度的基礎，以達到調整高差的作用。

采用上述措施后，同一基鐵塔基礎配置會出現1～4種不同的主柱高度，可靈活地配合鐵塔長短腿的使用，從而達到用基礎抬高微調鐵塔長短腿與自然地形、地貌間高差的目的，對減少土石方開挖量起到積極作用。基礎加高也可采用不同的基礎型號來解決。基礎主柱抬高方法靈活多樣，更易達到調整高度的目的。

5、鐵塔長短腿配合不等高基礎使用后工程量比較

土石方工程量比較。根據塔位塔基斷面鐵塔長短腿高差在1～4m，采用鐵塔長短腿和不等高基礎配合使用時，可大大減小土石方工程量，一般山區、丘陵線路工程采用鐵塔長短腿和不等高原狀土掏挖基礎、原狀土挖孔樁基礎，可大量減小土石方工程量，對盡量的保護自然環境，對山區水土保持，山區線路塔位基礎的優化設計經濟效益和社會效益都十分顯著。說明設計采用鐵塔長短腿和不等高基礎是很有必要的。在工程中大量使用鐵塔長短腿和不等高基礎，從而有效地減少基面開挖量和邊坡保坎量，同時也節省了塔高，解決了山區、丘陵線路地形復雜的矛盾，使處在不同地形條件的鐵塔都可以配上合適的接腿和基礎。