132 kV輸電線路鐵塔樁式基礎施工技術研究

閆寶磊

中國水利水電第十一工程局有限公司（450000）

輸電線路鐵塔樁式基礎施工技術研究對我企業同類項目降低施工成本、增加行業競爭力、提高中標率都有較大的參考意義，也將為本企業對未來同類項目的建設定值提供數據幫助。其次，通過在本項目上對線路樁式基礎技術的研究和實踐，探索并熟練掌握出一套樁式基礎的施工工藝流程和技術要領，攻克技術難關，優化施工組織，從而降低施工成本，提高工作效率，并培養出一批熟練掌握此施工工藝的施工和技術骨干。

1 研究方法和技術路線

1.1 研究方法

本課題依托贊比亞CLC132輸電線路在建項目，首先通過研究相關文獻與借鑒其他灌注樁與鐵塔基礎施工的先進工藝，創造出一套適用于本項目基礎施工的技術方案。然后在施工生產中，對于每基鐵塔基礎出現的各種問題進行個案分析，逐步提出解決方案與改進措施，使施工質量與效率得到提升。因此本課題以采用經驗總結法為主，文獻研究法、個案研究法、其他研究方法為輔的研究方式[1]。

1.2 技術路線

具體的研究思路與技術路線則如下所述:①為保證現有132 kV輸電線路在建工程能按時順利履約，并考慮到增加公司未來在輸電項目領域的競爭力，確定了“132 kV輸電線路鐵塔樁式基礎施工技術研究”的研究課題。②查閱相關工程施工的文獻資料，確立本項目樁式基礎的初步施工方案。③選取3基鐵塔基礎進行樣板施工，對樣板施工期間即暴露出來的問題進行收集整理，逐條分析解決，增強現場管理并改進施工工藝。④在施工生產全面進行的同時，對每一基鐵塔基礎的施工過程進行研究，細致分析各施工環節，探索能夠提質增效，優化工藝的方法，同時解決新出現的問題。⑤總結經驗，分析歸納，將已經優化改進的施工工藝與管理模式整理匯總，形成理論成果。

2 鐵塔樁式基礎施工主要創新點及成果

2.1 主要創新點

使用樁式基礎代替大開挖板式基礎，可直接減少土方開挖量與混凝土澆筑方量，并且沒有土方回填工程，能夠節約施工成本，提高施工速度。在養護階段，灌注樁基礎因為主要部位已經埋入土壤之中，相對于主體結構暴露在空氣中的板式立柱，養護工作量更小并且混凝土強度質量風險更低。設計專業調節插入式懸浮角鋼的模具，使其能同時滿足角鋼頂部根開，傾斜角度，高程控制，扭轉控制等功能，施工技術人員不用再將大量時間耗費在微調角鋼的工作上。

2.2 主要研究成果

課題研究成果為:鐵塔樁式基礎施工的整個施工工序得到優化，并且相對于板式基礎，在施工效率上有顯著提升，在成本消耗上有顯著下降。專門設計的懸浮角鋼調節模具使用效果好，精度控制高，同時線路上適宜鉆孔施工的塔位全部設置為灌注樁式基礎進行施工。

2.3 技術經濟效益

項目的主線路全長為305 km，共937基鐵塔，本課題實施后，預計設置并完成790基樁式基礎，節約原材料60%，施工效率較于板式基礎施工提升60%。

3 樁式基礎施工研究內容及成果

3.1 樁式基礎施工類型得到確認

結合項目合同規范，本項目將土質類型分為了5種情況，各項參數見表1。

表1 土質分類情況

表中，1類土代表巖石類，5類土代表基礎將會處于水面之下。經過詳細的地質勘探試驗與計算分析，2、3、4類土質是本線路工程中最常遇到的類型，而1類與5類土質因為不利于施工，在桿塔排位定桿設計時通常將其避過。在鉆孔施工方式中，常見的有干作業和濕作業兩種成孔方式。干作業一般需要采用旋挖鉆機施工，利用螺旋鉆頭切削土壤，使被切除的土塊隨鉆頭旋轉，臨時儲存在螺旋葉片上，然后通過提升鉆頭，將土塊帶出孔外。此方式采用的鉆機結構簡單，作業效率高，成孔質量好，清孔方便，適用于土質較好的黏性土。

濕作業法主要用于土質較差，易坍塌，地下水位較高的土質中，一般在鉆孔前需要制備泥漿池，鉆孔施工的同時往孔內注入泥漿進行護壁防止坍塌，逐步鉆進，并利用泵給壓力使泥漿裹挾鉆渣排出孔外，所用設備與工器具較多，耗時長，工序較為復雜。

本線路工程鐵塔設計共有4種型式，A型懸浮直線塔830基，B型耐張塔81基，9成以上塔位地基為第2、3類土質，第4種土質類型塔數不及總量的1/10。綜合考慮鐵塔安全，成孔質量、速度以及鉆進設備的使用率，因此主要將A型塔2、3類土，B型塔2類土的鐵塔基礎設計為樁式基礎，采用旋挖鉆機并使用干作業法成孔施工。在結合兩種土類的各項試驗參數與鐵塔基礎受力情況之后，通過設計計算，最終成功確定了3種主要的鐵塔樁式基礎型式。

3.2 加工完成角鋼調節模具

在本線路工程中，按照塔型與土質可將所有樁式基礎型式分為3類，其分坑放樣與鉆孔施工工藝流程完全相同。但若按照鐵塔呼高則能從塔腿的根開距離上將其分為39類，不同類別的基礎在數量上相差較大。按照項目使用的規范要求，主角鋼尺寸偏差允許值見表2。

表2 基礎尺寸施工允許偏差

由表中數值可以看出，角鋼尺寸精度的控制要求很高，為了滿足精度要求，專門加工制作了用于調節懸浮角鋼的模具。模具主要分為兩種，一種是不可改變根開距離的固定桁架，只可用于呼高、塔型全部一致的塔位；另外一種是各塔腿相對位置沒有被固定的活動桁架，可用于同類塔型不同呼高的所有鐵塔。固定桁架主材采用80 mm×80 mm×6 mm的角鋼制作，分為上下兩層，中間用鋼管或短角鋼焊接固定，下層靠近四個塔腿的部位各設置一根頂托。插入式角鋼通過M16或M20的螺栓與桁架連接，使根開與斜率固定，旋轉底部頂托的調節螺栓可進行頂部操平。 活動桁架加工制作工藝與固定桁架基本一致，唯獨四個塔腿是相互分離開來的，雖然活動桁架在角鋼調節時所費工時大量增加，但可進行單腿分別調節澆筑，能夠在地形復雜的地區使用。

3.3 樁式基礎施工工藝得到優化

整個樁式基礎的施工流程主要包括:分坑放樣、鉆孔施工、鋼筋籠綁扎、插入式角鋼調節、混凝土澆筑以及成品養護。中心樁放樣時，傳統的作業方法是使用全站儀或經緯儀逐樁向前引設中心樁，植被茂盛或山區地形多變不能通視的地方作業困難，而且需要沿線密集布置控制點，工作量非常之大，工作順序受到固定。現使用RTK測量技術配合經緯儀測量，只需要少量控制點位即可滿足精度要求，無視地形與天氣影響。點位放樣的準確度更加有保障，并且可隨時從多個方向開始測設，將施工作業面徹底鋪開。項目采用兩臺KR125A履帶式旋挖鉆機進行鉆孔施工，移動方便，并且聘請專業人員對鉆機操作手進行了機械性能與操作使用的培訓。鉆機帶有偏斜調整顯示系統，操作人員在熟練掌握之后，可將成孔的平面精度控制在2 cm，垂直度控制在1/100以內，成孔速度也遠遠滿足施工要求。插入式角鋼與鋼筋籠都通過連接在桁架上，然后參照十字方向樁的位置來布置安放，使各尺寸數值滿足精度要求。桁架在使用中又經過多次優化改造，抗形變能力、操平調節速度與精度都有顯著提升，占用空間越來越小，更加易于轉移運輸。部分樁式基礎澆筑完成后，作業隊伍因施工安排原因整體轉移，成品混凝土養護齡期不足，存在強度不足的風險。企業根據現場實際情況，準備了滴水養護和涂刷養護劑兩種混凝土養護方式，在實際運用中節省出大量人力與交通車輛。

4 結語

鐵塔基礎施工之前應該對所有塔位進行詳細的地質勘探。均勻、黏結性好、地下水位低的土質宜設置樁式基礎。采用效率更高的干作業式成孔工藝進行鉆孔施工，能夠有效減少施工周期，節省項目成本。