10kV線路電桿混凝土基礎重復再利用研究

黃練棟　溫健鋒

摘 要：廣東沿海地區海岸線較長，易受臺風、雷暴等極端天氣影響。配網線路常有砼桿傾斜或者倒下的事故發生，威脅供電安全。因此本文研究可重復利用的套筒混凝土基礎的模塊式，可減少現場施工作業量，縮短基礎施工與立桿架設的等待時間，快速更換電桿，提高復電的速度。

關鍵詞：電桿基礎；10kV架空線路；重復利用

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A

廣東沿海地區現有10kV架空線路結構薄弱，抗風能力較低，隨著社會的發展，社會對電網安全供電的可靠性要求越來越高，配網抗風加固任務十分繁重。針對沿海地區配電網電桿占比重比較大、檔距較大、電桿埋深不夠、自然土基礎占比重比較大的現狀，在基礎的設計上探索解決措施。考慮到配電網面廣量大、點多零散的特點，在短時間內提高配電網抗風能力必須進行經濟成本分析，同時還得保證其抗風能力得到較大的提升。

過去為了增強電線桿的防風能力，往往是為砼桿加裝防風拉線，但裝設拉線的占地面積大，如在田間妨礙耕作，在城鎮則妨礙交通，所以不是所有現場均具備裝設拉線條件。同時在電桿受到外力破壞（如強臺風、車輛破壞等）出現斷裂情況，必須重新澆注混凝土，從而影響復電速度。

因此，針對沿海地區配電網基礎抗傾覆能力不足的普遍問題，有必要開展專題研究，用最佳的經濟成本效益在短時間內提高電桿的抗傾覆能力，并且能快速更換斷桿。

1 10kV線路水泥電桿基礎的現狀

現時臺山沿海地區10kV線路水泥桿普遍使用砼桿套筒現澆式基礎。砼桿套筒基礎，包括砼桿以及埋設于地面的砼桿基礎，砼桿基礎部分位于地面上。砼桿基礎包括外套筒和內套筒，外套筒和內套筒之間為混凝土層，砼桿放置在內套筒中，砼桿與內套筒之間在地面以下的空隙為級配細砂層，砼桿與內套筒之間在地面以上的空隙為細石混凝土層。本混凝土砼桿基礎由內、外套筒組成，中間澆筑混凝土，使用外套筒是在開挖基礎時防止淤泥塌方，同時也利于保持混凝土原狀，提高抗傾覆彎矩；內套筒是預留立桿用的中間孔洞，立桿時將砼桿放入內套筒中，并將中間的空隙全部用級配砂石和混凝土填充，其中地面以下砼桿與基礎杯口之間的空隙用級配細砂淋水振搗密實，地面以上砼桿與基礎杯口之間的空隙用細石混凝土二次澆灌。采用該結構可便于以后的維護，當需要更換砼桿時，將表層的細石混凝土砂漿鑿開就可將砼桿拔出更換。其結構如圖1所示。

砼桿套筒現澆式基礎的優缺點：

1.1 砼桿套筒現澆式基礎的優點

砼桿套筒現澆式基礎的優點很明顯，跟自然土、底盤式等傳統舊基礎相比，基礎承載力及抗傾覆能力要強，可以大大提高10kV線路的抗風及抗震能力。同時砼桿基礎由內、外套筒組成，可防止基礎開挖時淤泥塌方，同時也有利于保持混凝土原狀，提高砼桿的抗傾覆彎矩。

1.2 砼桿套筒現澆式基礎的缺陷

砼桿套筒現澆式基礎的缺陷也很明顯，主要包括以下幾方面：

1.2.1 施工不便利

砼桿套筒現澆式基礎需運輸材料及機械到達現場才能施工，耗費大量的人力物力以及材料運輸的時間。

1.2.2 混凝土養護期較長

砼桿套筒現澆式基礎通常需要14天的養護期，之后才能立桿及架線，從而大大增加施工的周期。

1.2.3 造價較高

根據地質情況的不同，砼桿套筒現澆式基礎的造價在4000元左右一基，與傳統的線路基礎相比，造價較高。

1.2.4 更換電桿耗時長

拔出電桿后，清理基礎的細沙耗時長。

2 新型可重復利用套筒基礎的結構

針對以上問題，開展套筒混凝土基礎的模塊式組裝研究，通過模塊小型化、輕便化，組裝簡易化，減少現場施工作業量，縮短基礎施工與立桿架設的等待時間。嘗試不同的材質、模件組合式基礎施工工藝的研究，通過對比及經實踐檢驗、校算，評估最佳經濟效益的施工工藝流程及基礎組裝組合，最終形成套筒混凝土模塊式組裝基礎方案。

主要部分如下：（1）預制式底盤；（2）預制式套筒；（3）直徑16的圓鋼。（4）底層沙筒。具體如圖2所示。

2.1 套筒混凝土基礎模塊各部分功能簡介

套筒混凝土基礎模塊主要分為預制式底盤、預制式套筒及4根直徑16的圓鋼，下面對三者的功能進行簡要介紹。

2.1.1 預制式底盤

預制式底盤參照典型設計進行了改良，通過預埋4根直徑50PVC管，管在底盤中的長度50mm，以便直徑16圓鋼的伸入錨固。預制式底盤的作用是提高電桿的基礎承載力及抗傾覆力矩。

2.1.2 預制式套筒

預制式套筒每節長度250mm，外徑700mm，內徑400mm，同樣預埋4根直徑50PVC管。預制式套筒的作用一是防止基礎開挖時淤泥塌方，同時也有利于保持混凝土原狀；二是保護電桿，可以有效地避免桿身的傾斜。

2.1.3 直徑16的圓鋼

直徑16的圓鋼的長度，對于15m電桿是2900mm，對于12m電桿是2400mm。在基礎內配置圓鋼的目的是防止預制式套筒的側向移動，有效地避免桿身的傾斜。

2.1.4 底層沙筒

電桿套管根據不同電桿選用合適大小沙筒，并與基礎一同施工，沙筒底部開針孔，透水不透沙。沙筒應配套相應的拉環，以便更方便將電桿撥出更換。沙筒作用是使電桿與基礎不直接接觸，達到不破壞基礎就可以更換電桿的作用。使用時，將電桿套入已在基礎中的沙筒，并澆注混凝土。內套筒的最頂面約5cm處用混凝土砂漿密封。當需要更換電桿時，將沙筒拉環的密封混凝土鑿開，就可以將沙筒及電桿撥出。

2.2 套筒混凝土基礎模塊與砼桿套筒現澆式基礎的比較

套筒混凝土基礎模塊與砼桿套筒現澆式基礎相比，具有如下的優點：

2.2.1 施工方便

套筒混凝土基礎模塊可以在倉庫內預制好，再運輸往現場，基礎開挖的同時一節一節地套裝，大大減少了基礎施工的時間；同時基礎本身的重量不高，底盤的重量約為380kg，套筒的重量約為150kg，施工現場完全可以人力操作。

2.2.2 不存在基礎養護期的問題

套筒混凝土基礎模塊是先預制好，本身有足夠的養護期時間，因此在基礎施工時就不存在基礎養護期的問題。基礎一旦施工完成就可以立桿架線，這樣就大大減少了施工的周期。

2.2.3 減少造價

砼桿套筒現澆式基礎的造價在4000元左右一基，而套筒混凝土基礎模塊的造價在2300元左右一基，較前者減少40%。

2.2.4 抗傾覆能力

套筒混凝土基礎模塊與砼桿套筒現澆式基礎相比，自身重量減輕的同時，可以達到一樣的抗傾覆能力。

2.2.5 快速更換電桿

更換電桿，只需鑿開表面的混凝土后，即可用吊車吊起沙筒拉環，將電桿，細沙一并取出。

2.3 套筒混凝土基礎模塊的施工技術要點

套筒混凝土基礎模塊的施工技術要點如下：

（1）基礎開挖時如遇淤泥、流砂質土層必須做好基礎防塌方措施。

（2）基坑必須清理平整，基礎底盤必須采用輕擺輕放的形式，不得隨意任意擺置。

（3）底盤跟套筒的孔洞必須校核準確，整齊合一。

（4）回填土時必須分層回填，不得一次性回填，防止基礎因受力不均而偏斜。

結語

可重復利用套筒混凝土基礎模塊是在傳統底盤式基礎上作了改良，其抗傾覆能力要比傳統底盤式基礎要高；達到砼桿套筒現澆式基礎同樣的承壓及抗傾覆能力。同時減少了投資和施工周期。也可以有效的縮短因基礎施工原因所造成了停電時間。在小范圍內進行試用，取得實際的運行經驗后，可進一步進行推廣。

參考文獻

[1]陳永秋，農少安，楊璽，馬承志，徐平.沿海地區低壓架空線路防風加固技術措施探討[J].電網與清潔能源，2014（05）.

[2]范亞洲.沿海架空輸電線路防風加固措施探討及應用[J].中國電業·技術，2012（04）.