某特高壓輸電線路基礎選型設計研究

摘要：在架空輸電線路基礎設計中，最重要的工作就是為每基桿塔選擇合適的基礎型式。因此，在設計過程中首先需要對輸電線路沿線現場進行系統勘察，確保基礎資料的準確性。而±800kV酒湖線全線貫穿中國西北及華中第區，全線地質情況差異較大，因此有必要對全線桿塔的基礎選型做出研究。

關鍵詞：特高壓 基礎選型 設計

1 工程概況

某特高壓直流輸電線路工程起點位于甘肅省某市，終點位于湖南省某市。線路航空距離2062.5km，路徑全長約2381.93km（1%裕度）;線路曲折系數1.155。線路途經甘肅 、陜西、重慶、湖北、湖南4省1直轄市，其中甘肅境內長度1260.1km，陜西境內長度458.9km，重慶境內長度103.3km，湖北境內長度203.5km，湖南境內長度356.13km。沿線海拔在0～3100m之間。

該工程沿線地形比例為：平地16.0%，泥沼河網4.1%，沙丘及沙漠地形為2.0%，丘陵21.8%，一般山地35.6%，高山大嶺17.9%，峻嶺2.5%。

2 工程地質及水文條件

（1） 沿線地貌類型多，甘肅段主要為沙漠和戈壁灘鹽沼、中低山、山間凹地、沖洪積平原、黃土梁峁塬、丘陵和河流階地等;陜西段主要為黃土梁峁塬、高山大嶺、山地、丘陵和階地等;重慶段主要為峻嶺和高山大嶺;湖北段主要為高山大嶺、中低山、丘陵崗地和山間盆地;湖南段主要為丘陵、沖洪積平原，其次為低山和山間凹地等。

（2） 沿線地質條件復雜。甘肅段主要為粘性土、沉積土層及沙層，卵石、礫石及砂類土、碎石土、泥巖、砂礫巖、花崗巖、角閃巖，局部有小型沙丘;陜西段主要為黃土、黃土狀粉土、粘土、粉質粘土或殘積土、砂巖、片巖、灰巖、千枚巖等;重慶段主要為碎石土、粉土及粘性土、砂巖、頁巖、花崗巖等;湖北段主要為粉質粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖、灰巖等;湖南段主要為殘坡積粘性土和沖洪積粘性土及少量砂土、硬質巖石和軟質巖石等。

不良地質條件主要有沙漠風積沙、鹽漬土、濕陷性黃土、巖溶地質和液化土等。鹽漬土主要分布于甘肅段戈壁地區鹽沼地貌;濕陷性黃土主要分布于甘陜境內黃土梁峁塬地貌，濕陷等級多為Ⅱ～Ⅳ級，屬自重濕陷性黃土場地，濕陷性敏感;巖溶地質主要分布于湖北、湖南境內的高山、中低山地貌;液化土主要分布于河流階地及沅江跨越段。

（3） 沿線大部分地段地下水埋藏較深（大于10m）。在河流階地、鹽沼、沖洪積平原及山間溝谷地段地下水埋藏淺，地下水位埋深一般1～5m，地下水類型為孔隙潛水。除甘肅段地基土、地下水對混凝土和鋼筋存在強、中、弱腐蝕外，其余地段一般情況下對混凝土和基礎鋼筋具有微腐蝕性。

3 一般地質條件下基礎型式選擇

根據工程的地形、地質特點和安全、經濟、環保的原則，分別按本工程一般地質條件，如粘性土地基、上覆土巖石地基、巖石地基和軟土地基等，對鐵塔擬采用的基礎型式進行了詳盡的工程量分析及技術經濟比較。

通過對適合上述地形、地質的多種型式進行選型比較，推薦本工程一般地質條件下所采用的基礎型式如下：

（1）粘性土地基

對于地下水埋藏較深的硬塑粘土地質，推薦采用掏挖基礎。其他地質條件采用斜柱擴展基礎，對于不適宜采用斜柱基礎的塔位，采用直柱擴展基礎，并考慮立柱偏心布置或地螺偏心布置。

（2）上覆土小于2m巖石地基

對于微風化或中風化巖石塔基，優先推薦采用巖石錨桿基礎;

對于強風化的巖石，因地制宜地采用巖石錨桿或巖石嵌固基礎。

（3）上覆土2m～4m巖石地基

根據基礎作用力的大小采用掏挖基礎或挖孔基礎。

（4）軟土地基

對于懸垂塔，優先推薦采用機械鉆孔單樁基礎，當交通條件較差時，可采用直柱板式擴展基礎，并對立柱偏心布置或地螺偏心布置。

對于耐張塔，交通條件較好時，推薦采用機械鉆孔單樁或多樁承臺基礎。當交通條件較差時推薦采用直柱板式擴展基礎，并對立柱偏心布置或地螺偏心布置。當塔位遠離居民區，施工噪音不會對居民生活產生影響，交通條件較好且相對集中時，可采用PHC管樁基礎。

4 不良地質條件下基礎型式選擇

工程沿線所經不良地質地段主要有沙漠風積沙地質、戈壁地區、濕陷性黃土地區和巖溶地質等。

通過對上述不良地質地段工程特點的了解和掌握，推薦適用于不良地質地段的基礎型式。

（1）沙漠風積沙地質

推薦采用斜柱擴展基礎，對于不適宜采用斜柱基礎的塔位，采用直柱擴展基礎，并考慮地螺偏心布置或立柱偏心布置。

（2）戈壁地區

盡量因地制宜采用原狀土基礎，如掏挖基礎和挖孔樁基礎，并采取必要的安全防護措施，對于采用原狀土基礎不便于掏挖成孔時，推薦采用斜柱板式擴展基礎。

（3）濕陷性黃土地質

1） 對于基礎作用力較小的懸垂塔位、或者位于非濕陷性黃土地基的塔位、或者位于非自重濕陷性黃土的輕微濕陷性場地的塔位均可采用直柱掏挖基礎;

2） 當塔位所處地段濕陷性黃土覆蓋層較厚且樁基礎不宜穿透時，且塔位地形容易匯水時，建議采用開挖類基礎，如直柱柔性擴展基礎，并對地基進行處理措施;當塔位地形不易匯水時，也可采用直柱掏挖基礎或挖孔樁基礎;

3） 對塔位位于坡度較大的濕陷性黃土地段采取淺基礎無法滿足地形要求時，或者基礎作用力較大的塔位處，且濕陷性土層覆蓋厚度較小、地下水埋藏更深的場地，可以充分利用土體的直立特性，采用挖孔樁基礎。

（4）巖溶地質

1） 當土洞、溶洞埋藏較深時，即存在于基礎基底附加應力影響范圍以外的土洞、溶洞，可考慮采用天然地基的淺基礎型式，同時可考慮增加基礎底板尺寸，減小基礎埋深的方式來降低基礎荷載對土洞、溶洞的影響。必要時可采用整體聯合基礎，增大基礎的剛度和整體性;

2） 對于淺層土洞，指的是存在于基礎基底附加應力影響范圍內的土洞、溶洞，不適合采用淺基礎型式，推薦采用穿過土洞、溶洞所在土層的深基礎，如樁基礎等。

參考文獻

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[3]賈建民 田文斌 獨立式鐵塔基礎的優化設計.電力學報 2001（16）：178～182.

[4]架空輸電線路基礎設計技術規程.（DL/T 5219 – 2014）

作者簡介：路建輝（1987-），男，碩士研究生，工程師，從事高壓輸電線路設計工作。