淺談輸電線路巖石嵌固基礎選型及施工工藝

尹峰 國網江西省電力有限公司九江供電分公司

現階段，我國還并未明確巖石嵌固基礎選型和施工工藝，通過對大荷載條件下山區巖石嵌固基礎的研究，能夠為今后特高壓工程的實際應用提供基本參考。

一、定義與類型

近些年來，特高壓工程建設數量越來越多，輸電線路所要承載的桿塔荷載也在相繼增大，在此情況下，如果繼續應用既往方式，基于自身重量完成上部桿塔荷載的承載，不管是在施工材料選擇，還是在材料運輸方面都具有一定不足之處，難以緊跟時代發展要求，更好地推動工程建設。當處于大荷載環境下，巖石基礎能夠借助本身的巖石結構，進一步推進巖土工程勘測，切實減少土石方開挖量。與傳統方式相比，無論是在經濟性，還是在環保性方面都具有顯著優勢。

巖土基礎本身主要包含兩個部分，第一種則為巖石錨桿基礎，第二種則為巖石嵌固基礎。如果是在特高壓工程中，當施工作業人員檢測發現為微風化軟巖，抑或強度高硬巖的情況下，則可以選擇應用承臺嵌入式的巖石錨桿群錨基礎[1]。當施工作業人員檢測發現為強風化—中等風化軟巖的情況，則可以選擇應用巖石嵌固基礎，必要時還可以通過應用旋挖鉆施工的方式，并能夠確保施工尺寸符合旋挖鉆機的基本應用性能。

巖石嵌固基礎主要是按照機械作業的方式抑或采用人工作業的方式完成，施工作業人員能夠在巖石地基中直接進行施工作業，從而采用機械設備鉆進或者人工挖掘，形成基坑，從而直接進行混凝土澆筑作業，在巖石基坑構建形成巖石基礎。當處于低電壓登記等級的情況下，通常而言，巖石嵌固基礎能夠廣泛應用于強風化巖石條件下，施工作業人員通過直接將地腳螺栓進行澆筑作業，本身的埋深較淺、承載性能較弱，能夠廣泛應用于電壓處于 220 kV以下的自立式桿塔基礎上[2]。當處于特高壓工程施工過程中，大荷載的施工作業對于施工作業人員提出了更高的技術要求，施工作業人員需要將基礎上部進行截面，并將其截面形成圓形，并于底部開始不斷擴頭。

二、基礎選型原則

當對輸電線路展開基礎選型時，則需要結合地質環境，從平原軟土地區、丘陵山區兩個方面進行研究。

一方面，對于平原軟土地區，當荷載較小的情況下，可以選用板式直柱基礎；當施工條件受到限制的情況下，可以選用臺階式基礎。在平原軟土地屈，如果樁基選型受到泥漿池排污受限等影響，則可以選用臺階式基礎完成施工，在施工作業時，通過臺階式基礎本身的重力作用，能夠切實維護桿塔的穩定性和可靠性。另一方面，對于丘陵地區，當施工場地土體覆蓋層較厚的情況，可以選用掏挖基礎。而對于巖性較好的情況，則可以選擇應用巖石錨桿基礎，在具體施工作業時，需要結合施工場地條件，合理選擇施工團隊和施工設備，從而完成空壓機等機械設備的搬運工作，整個施工作業需要保證應用的連續性。通常而言，巖石嵌固基礎較為廣泛地應用于強風化硬質巖、風化軟巖層中。

三、經濟性研究

本文則以某工程實驗為例進行分析發現，當處于強風化—中等風化泥質砂巖地質條件時，對于埋深相同的情況，采用壇子型基礎和掏挖型基礎，二者無論是在上部直徑，還是在下部直徑方面都保持相同狀態。通過對混凝土承載性能和混凝土承載力的分析發現，對于埋深較淺的情況，無論是采用壇子型基礎，還是直柱型基礎，二者在單位混凝土自身的承載能力方面始終保持基本相同的情況，只是壇子型基礎本身能夠承載能力略微高壓直柱型基礎。并能夠透過試驗發現，處于相同埋深的壇子型基礎、掏挖型巖石嵌固基礎，二者本身的承載性能基本處于相同狀態，只有掏挖型巖石嵌固基礎與壇子型基礎相比，本體混凝土量相對較少，在此情況下，單位體積混凝土承載性能更好一些，隨著基礎深度的不斷增加，承載性能也就越發提高。

四、施工工藝分析

（一）基坑開挖方式

一般來講，輸電線路巖石嵌固基礎可以直接采用就地開挖的方式，施工作業人員通過運用鐵塔長短腿，并能夠靈活調節主柱高度，從而促使塔腳平面能夠始終處于穩定和平衡狀態。采用此方法，與一般的應用方法相比，能夠切實減少開挖量，本身的棄渣量也會有效減少。當施工作業人員展開混凝土澆筑作業時，并不需要應模板和二次回填的方式，就能夠完成直接進行坑壁和混凝土的結合應用，切實帶動巖體本身粘合力的提升。因此，通過應用巖石嵌固基礎無論是在施工工藝上，還是在技術應用成本上，都具有安全可靠、節能環保的效用，是一種應用較為簡單廣泛、施工成本較低的基礎型式。

基坑開挖方式主要有兩種，第一種則為人工開鑿的方式，第二種則為應用機械設備完成開挖的方式，需要注意的是，在基坑開挖時，應當盡可能避免使用炸藥。當施工作業人員采用人工開鑿的方式時，將會應用到多種工具，其中主要包括鐵鍬、鋼釬、十字鎬等，在實際操作時，施工作業人員需要進行反復清理，確保施工作業環境規范且安全。采用人工開鑿的方式，施工操作速度較慢、對于施工作業人員的技術要求較高，需要施工作業人員嚴格按照操作規范進行，整個開鑿過程也需要相對較高的成本支出。例如，在某次輸電線路工程施工中，當施工作業人員采用人工開鑿的方式進行巖石嵌固試驗基礎開挖時，對于基坑埋深處于3米且混凝土體積處于3.5立方米，則可以應用人工開鑿的方式完成，整個巖石嵌固基礎開挖時長為 15 d，施工效率較低。

采用風鎬掏挖也是一種較為常見的施工方式，施工作業人員借助空壓機的力量，能夠將整個風鎬帶動起來，并能夠通過應用尖狀鉆頭完成打擊效用，一旦出現很難進行挖動的巖石條件，則可以采用調高空壓機功率的方式，促使風鎬掏挖的適用性相對提高。原則上應當盡可能避免運用炸藥完成爆破作用，但是在必要條件下，也可以應用少量炸藥完成松動爆破的效果，采用此方法能夠起到打悶炮的效用，進而能夠靈活調動底部巖石，促使基礎巖石處于松動狀態，之后安排相應的施工作業人員完成清潔作業。采用此方法相比于人工開鑿的方式具有一定的應用優勢，爆破速度較快、施工成本較少，但是整個施工作業很容易滋生各種安全隱患，甚至造成人員傷亡。而且炸藥采買非常困難，如果施工作業人員操作不當，很容易造成坑壁松動的情況。

需要注意的是，整個施工作業應當加強安全管控，盡可能提高施工安全。對于已經風化嚴重的巖石基礎，則需要安排施工作業人員設置好護壁裝置，從而提高巖石基礎穩定性。

人工開鑿本身的施工效率較低，為了有效帶動施工效率低提高，各個部門也開始逐漸加大研究力度，并研發出旋轉鉆機，從而進一步提高巖石基坑開挖效率，切實減少人工開鑿的安全隱患，保證整個施工作業的安全性和規范性。如果是在掏挖型巖石嵌固基礎進行工程施工，可以優先選擇應用履帶式旋挖鉆機機械，從而完成基坑開挖作業，切實保證開挖效果和開挖效率。

（二）施工質量要求

輸電線路巖石嵌固基礎施工的質量要求較高，需要施工作業人員能夠加強施工技術研究，從而切實保障施工基礎上拔的穩定效果。尤其是當施工作業人員展開基坑掏挖成孔時，需要確保整個施工作業的安全性和穩定性，避免由于掏挖對輸電線路巖體結構造成破壞，從而確保整個巖體結構的穩定性和可靠性，從而確保巖體性能穩定。

需要明確的是，無論采用哪種基坑開挖方式，都需要對坑壁進行保護，避免任意開挖造成坑壁破壞。當施工作業人員對整個巖石嵌固基礎開挖到底部時，需要嚴格遵循施工規范完成開挖，確保擴頭本身抗沖切強度性能強，避免出現超挖的情況。而混凝土澆筑需要保證澆筑成型，而對于塔基位置，則需要相應做好散水坡、排水溝，避免在雨水作用下，對基坑施工場地環境造成破壞。

在輸電線路中，巖石嵌固基礎主要應用于兩種巖層結構，第一種則為全風化硬巖，第二種則為強風化—中等風化軟巖，基于開挖形狀和成本因素進行考量，對于埋深處于2米以下的情況，則可以運用壇子型巖石嵌固基礎，對于埋深處于2到5米范圍內的情況，則可以運用掏挖型巖石嵌固基礎，對于埋深超過5米的情況，則可以運用掏挖型巖石基礎[3]。

五、結論

綜上所述，對輸電線路巖石嵌固基礎選型及施工工藝展開分析具有十分重要的意義。對于巖石嵌固基礎，基坑開挖應當采用人工開鑿、風鎬掏挖相結合的方式，盡可能避免應用炸藥完成松動爆破。并能夠對技術、成本等因素進行充分考量，從而進一步明確輸電線路基礎選型和施工工藝。