巴西特高壓輸電線路拉線塔施工中鋼制螺旋樁的應(yīng)用

沈 周 黃志陽

(中國電建集團(tuán)福建工程有限公司,福建 福州350000)

巴西美麗山水電±800 千伏特高壓直流送出二期項(xiàng)目（以下簡稱“美麗山二期”）是“一帶一路”戰(zhàn)略的重要實(shí)踐，是我國在境外第一個獨(dú)立投資建設(shè)運(yùn)營的特高壓工程。本工程送端是位于亞馬遜平原的欣古換流站，受端是位于里約州的里約換流站，直線線路2518km，輸電能力400 萬千瓦。[1]美麗山二期線路中采用的鋼制螺旋樁施工有效的加快了施工工效，同時保護(hù)了當(dāng)?shù)丨h(huán)境。

1 技術(shù)原理

拉線塔中心樁采用全預(yù)制裝配式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，拉線樁基礎(chǔ)采用全鋼螺旋樁基礎(chǔ)。[2]拉線塔拉盤螺旋樁由螺旋鉆頭、中間延長桿、桿頭連接而成，將焊有受力盤的螺旋鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆入地下，通過高強(qiáng)螺栓對接螺旋樁延長節(jié)，不斷將延長桿鉆入地下，直至到達(dá)設(shè)計深度，然后通過拉力試驗(yàn)測試滿足設(shè)計拉力要求，最后安裝桿頭而形成拉線的拉盤。拉線塔中心基礎(chǔ)螺旋樁由螺旋鉆頭、中間延長桿連接而成，將焊有受力盤的螺旋鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆入地下，通過高強(qiáng)螺栓對接螺旋樁延長節(jié)，不斷將延長桿鉆入地下，直至到達(dá)設(shè)計深度，然后通過拉力試驗(yàn)測試滿足設(shè)計拉力要求后，承臺混凝土澆筑，最后形成中心基礎(chǔ)，見圖1。

圖1 拉線塔中心基礎(chǔ)示意圖

2 施工工藝關(guān)鍵流程

2.1 施工準(zhǔn)備。施工前做好施工人員的配備，做好安全、質(zhì)量培訓(xùn)工作及操作員的操作證的復(fù)評工作。做好施工器具的配備工作，施工工器具的數(shù)量及安全應(yīng)滿足施工需求且在檢測有效期內(nèi)。螺旋樁使用前應(yīng)對材料進(jìn)行各項(xiàng)檢查，螺旋樁出廠質(zhì)量證明、尺寸、孔位、葉片等是否符合設(shè)計要求，特別是檢查螺旋樁鋼管與葉片焊接是否牢固，若符合要求則依據(jù)檢驗(yàn)批進(jìn)行報驗(yàn)，然后施工。在施工現(xiàn)場，應(yīng)按規(guī)格進(jìn)行分類擺放，方便使用和防止誤用。

2.2 定位放樣。根據(jù)設(shè)計圖紙，計算出拉盤、中心基礎(chǔ)螺旋樁的定位尺寸，用小旗、木樁等易發(fā)現(xiàn)的 物件做標(biāo)記；測量員要對軸線樁位進(jìn)行復(fù)核，確保每根樁位置都符合設(shè)計要求，樁位正確。拉線塔基礎(chǔ)分坑放樣

2.3 設(shè)備就位、調(diào)整與角度矯正。螺旋鉆機(jī)就位后，將鉆機(jī)前后左右進(jìn)行調(diào)整，打好四個支腿，初步調(diào)整好后，將螺旋樁的液壓驅(qū)動器安裝到曲臂上，然后將第一段的螺旋樁的鉆頭安裝在液壓驅(qū)動器上，進(jìn)行調(diào)整角度，要求樁位偏差符合設(shè)計要求，螺旋樁的對地面的角度為a±1°，調(diào)整的時候用全站儀架在坑角或拉線控制樁上，對螺旋樁左右方向進(jìn)行控制，各項(xiàng)工作準(zhǔn)備完畢后，再次核對樁位及鉆進(jìn)角度，符合設(shè)計要求后開始鉆進(jìn)。螺旋調(diào)整就位后，開始螺旋鉆頭鉆進(jìn)操作，啟動驅(qū)動器，緩慢均勻旋轉(zhuǎn)，先螺旋鉆頭鉆進(jìn)1/3 深度，暫停鉆進(jìn)，通過量角器測量螺旋樁的對地角度是否有偏差，若有偏差，進(jìn)行調(diào)整校正后，繼續(xù)鉆進(jìn)至1/2 的時候再通過量角器復(fù)核測量，確認(rèn)無誤后將整根螺旋鉆頭鉆進(jìn)至土壤里層，鉆頭的頭部留出300mm，用于中間延長桿對接。在鉆進(jìn)過程中，測量員用全站儀架在坑角或拉線控制樁上，對螺旋樁左右方向進(jìn)行跟蹤觀測，讓螺旋樁的鉆桿與塔位中心樁或拉線的拉線掛點(diǎn)始終保持處于一條直線上。

2.4 螺旋樁施工與測試。當(dāng)?shù)谝欢蔚穆菪龢兜男D(zhuǎn)頭鉆進(jìn)至與地面平后，松開驅(qū)動器與螺旋樁旋轉(zhuǎn)頭的連接螺栓，利用鉆機(jī)的曲臂，提升螺旋驅(qū)動器，然后安裝中間段延長桿，將延長桿的一頭與螺旋驅(qū)動器螺栓連接緊固，另一頭與地面的螺旋樁的旋轉(zhuǎn)頭進(jìn)行螺栓連接緊固，延長桿鉆進(jìn)前上述調(diào)整辦法重新調(diào)整校正角度方向，確認(rèn)無誤后，開始將延長桿鉆進(jìn)，直至將延長桿鉆進(jìn)的桿頭到地面后，重復(fù)上述延長桿連接操作方法，不斷增長延長節(jié)鉆進(jìn)至設(shè)計深度，螺旋樁延長桿通過高強(qiáng)螺栓與拉棒（桿頭）連接緊固，最后形成拉線塔的拉盤。施工完畢后，應(yīng)進(jìn)行螺旋樁拉力試驗(yàn)，若不合格，則根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行加深深度，直至拉力滿足設(shè)計要求。

2.5 中心基礎(chǔ)承臺制作。按照設(shè)計要求，對承臺基坑進(jìn)行開挖，在承臺鋼筋綁扎之前，應(yīng)對承臺進(jìn)行混凝土墊層處理，清除雜物，排出積水。若基礎(chǔ)立柱外露較高，基礎(chǔ)模板側(cè)壁與坑壁間需加以多點(diǎn)支撐，支模桿必須牢固不易彎曲，以防脹模。模板與鋼筋、鋼筋交叉點(diǎn)要形成穩(wěn)固的整體，所綁扎的鋼筋數(shù)量及規(guī)格必須符合設(shè)計要求，不得出現(xiàn)少綁或漏綁。澆筑前應(yīng)按要求搭設(shè)澆筑平臺，用鋼管在澆筑平臺上設(shè)擋車橫欄，且澆筑平臺應(yīng)搭設(shè)牢固、可靠。拉線塔底座桅桿安裝誤差要符合設(shè)計要求，澆筑過程中要再次進(jìn)行校準(zhǔn)。澆筑平臺面應(yīng)平整，不得有過高的棱坎或其他障礙物，防止作業(yè)人員意外摔倒調(diào)入坑內(nèi)。攪拌時嚴(yán)格控制配合比和塌落度，確保基礎(chǔ)強(qiáng)度。承臺基礎(chǔ)采用機(jī)械振搗，振搗是振動棒與混凝土面垂直，采用快插慢拔的振搗方式，連續(xù)性澆筑保證混凝土質(zhì)量。保證每個振點(diǎn)半徑互相銜接，振搗是振動棒不得碰撞螺旋樁，并不宜緊靠模板振動，振搗不宜過久，防止出現(xiàn)漏漿、離析現(xiàn)象。嚴(yán)禁將振動棒插入混凝土中停留或休息，基礎(chǔ)立柱搗固好后，不得再搗固底盤。承臺基礎(chǔ)需一次成型，杜絕二次抹面，承臺基礎(chǔ)澆制完成后，12 小時內(nèi)開始澆水養(yǎng)護(hù)，日平均溫度低于5℃時，不得澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時需使用苫布材料對基礎(chǔ)進(jìn)行保溫。拆模時間應(yīng)在常規(guī)拆模時間的基礎(chǔ)上，對倒角部分的拆模一定要輕，動作要慢，自上而下進(jìn)行，敲擊要得當(dāng)，保證混凝土表面及棱角不受損壞。拆除的模板應(yīng)立即進(jìn)行清理，整理備用，拆模后澆水養(yǎng)護(hù)不得少于7 晝夜。

3 經(jīng)濟(jì)效益及節(jié)能減排

3.1 經(jīng)濟(jì)效益。對比同樣地勘條件下螺旋樁施工和常規(guī)的掏挖式施工的經(jīng)濟(jì)效益和工期效益進(jìn)行簡要分析（十基基礎(chǔ)平均費(fèi)用及天數(shù)），見表1。通過比較發(fā)現(xiàn)，采用螺旋樁施工技術(shù)，施工進(jìn)度比原來快了近3 倍，施工綜合費(fèi)用降低了15%，若掏挖式基礎(chǔ)方量更大，則經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。

表1 效益對比表

3.2 節(jié)能減排。螺旋樁施工將常規(guī)傳統(tǒng)板式、階梯式和掏挖式基礎(chǔ)施工需要開挖深坑轉(zhuǎn)為螺旋樁無需深基坑開挖的做法，極大地減少了作業(yè)安全風(fēng)險，消除了諸多安全隱患，特別是在深度較大的掏挖式基礎(chǔ)安全風(fēng)險明顯降低。同時，具有人員活動范圍小及開挖方量小的的優(yōu)點(diǎn)，大大減少了對環(huán)境的破壞。

結(jié)束語

先進(jìn)的、合理的、有效的輸電線路施工技術(shù)的運(yùn)用，能夠使得工程的社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益得到很大程度的提高，同時還能促進(jìn)輸電線路工程建設(shè)的順利實(shí)施。[3]通過分析可以看出，鋼制螺旋樁基礎(chǔ)安全高效，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，既可以節(jié)省大量設(shè)備工器具和人員投入，又可減少安全風(fēng)險，提高施工效率，加快施工進(jìn)度，同時又有利于施工生產(chǎn)進(jìn)度安排，顯著提高社會和經(jīng)濟(jì)效益，具有較大的推廣使用價值。