輸電線路基礎(chǔ)工程施工中的鋼套筒圍堰技術(shù)

易江

（廣西送變電建設(shè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530031）

0 引言

鋼套筒圍堰技術(shù)是一種通過嵌入鋼套筒并注入水泥漿來(lái)固定地下土壤的方法。它的主要作用是在施工過程中防止土壤坍塌，保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全。這種技術(shù)不僅能夠保證施工人員的安全，還能夠提高施工效率。相比于傳統(tǒng)的施工方法，鋼套筒圍堰技術(shù)不僅施工周期短，而且施工質(zhì)量更加可靠，有效地減少了工程的風(fēng)險(xiǎn)。此外，鋼套筒圍堰技術(shù)還能夠解決施工過程中遇到的土層松軟、穩(wěn)定性差等問題。通過在施工現(xiàn)場(chǎng)嵌入鋼套筒，能夠有效地加固土壤，提高地基的穩(wěn)定性，從而保證輸電線路的安全性。而且，鋼套筒圍堰技術(shù)不受地質(zhì)條件的限制，適用性廣泛，可以在不同的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行施工。

1 工程概況

梧桐湖變電站位于鄂州市梁子湖區(qū)東溝鎮(zhèn)鲊州村孫家塆正北方向約300m 處，位于紅蓮大道與規(guī)劃的和平大街交叉口東北角。這是一個(gè)新建的變電站工程，其主要任務(wù)是將來(lái)自輸電線路的110kV 電壓級(jí)別的電能轉(zhuǎn)換為其他電壓級(jí)別，并進(jìn)行配電和輸送。110kV 線路工程包括110kV 蒲蓮線T 接線路工程和110kV 蒲溝線T 接線路工程，它們將從梧桐湖變電站出發(fā)，向不同方向傳輸110kV 電能。具體的線路走向和技術(shù)參數(shù)可能會(huì)根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)確定。

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查存在的問題

2.1 沿線自然環(huán)境

地形特征：全線地形起伏較小，主要為平地和河網(wǎng)大部分地段有魚塘、藕塘、溝渠、老湖區(qū)等，因此屬于平地地形。在兩條線路中，平地地形占比較大。

地形比例：①蒲團(tuán)—紅蓮湖T 接梧桐湖變110kV 線路。平地60%，河網(wǎng)10%，泥沼30%。②蒲團(tuán)—東溝T 接梧桐湖變110kV 線路。平地50%，河網(wǎng)20%，泥沼30%。

地質(zhì)比例：普通土60%，流沙坑10%，泥水坑30%。

跨越特征：蒲團(tuán)—紅蓮湖T 接梧桐湖變110kV 線路跨越河流1 次，魚塘5 次。蒲團(tuán)—東溝T 接梧桐湖變110kV 線路跨越河流2 次，魚塘6 次。

2.2 存在的問題

魚塘地區(qū)的土質(zhì)通常比較松散，可能需要采取特殊的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，如鉆孔灌注樁或鋼管樁等。這些方法需要高超的技術(shù)水平和嚴(yán)格的施工要求，否則可能會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)不牢固，甚至導(dǎo)致桿塔傾斜或垮塌。在魚塘等水域進(jìn)行施工，可能會(huì)對(duì)周圍的自然環(huán)境和漁業(yè)資源造成影響。施工單位需要嚴(yán)格遵守環(huán)境保護(hù)法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)周圍的湖泊和水系，防止水體污染和生態(tài)破壞[1]。

3 解決方案及可行性分析

3.1 桿塔基礎(chǔ)參數(shù)

鋼套筒圍堰技術(shù)可以有效地解決在魚塘等水域進(jìn)行基礎(chǔ)施工的問題。蒲蓮線T 接線路工程N(yùn)6、N7#桿塔灌注樁基礎(chǔ)的基礎(chǔ)根開為5.268m，由4 根直徑1.0m，長(zhǎng)度8m 的灌注樁組成；蒲溝線T 接線路工程G16、G17、G18#桿塔灌注樁基礎(chǔ)的基礎(chǔ)根開為4.413m，由4 根直徑1.0m，長(zhǎng)度8m 的灌注樁組成。鋼套筒圍堰技術(shù)的施工步驟通常包括以下階段。①鋼套筒安裝。首先需要在施工現(xiàn)場(chǎng)將鋼套筒逐節(jié)安裝到預(yù)定的深度，并通過連接件將其連接在一起，形成一個(gè)完整的圍堰結(jié)構(gòu)。鋼套筒的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)根開的要求進(jìn)行選擇。②圍堰封閉。在鋼套筒安裝完成后，需要對(duì)圍堰進(jìn)行封閉，防止水流進(jìn)入施工區(qū)域?？梢圆捎锰畛渫练交蚱渌浪牧蠈?duì)圍堰進(jìn)行封閉，確保施工區(qū)域干燥。③挖掘基礎(chǔ)根開。在圍堰封閉后，可以進(jìn)行基礎(chǔ)根開的挖掘工作。根據(jù)提供的數(shù)據(jù)，需要挖掘出符合基礎(chǔ)根開尺寸要求的空間。④灌注樁施工。在基根開挖完畢后，可以進(jìn)行灌注樁的施工。灌注樁是通過將混凝土逐層灌入基礎(chǔ)根開中，形成堅(jiān)固的基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)。

3.2 水中基礎(chǔ)施工難度及解決思路

在施工區(qū)域周圍安裝鋼套筒，形成一個(gè)密封的圍堰，在施工區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)造一個(gè)干燥的工作空間。這種方法可以阻止水流進(jìn)入施工區(qū)域，使施工人員能夠在相對(duì)干燥的環(huán)境中進(jìn)行土方開挖和其他施工操作。沉箱是一種具有密封性的結(jié)構(gòu)，可以在水中進(jìn)行沉箱圍堰，將施工區(qū)域隔離出來(lái)。沉箱可以通過泵或排水管道將水排出施工區(qū)域，創(chuàng)造一個(gè)干燥的工作環(huán)境。在施工區(qū)域周圍設(shè)置擋水墻，可以是臨時(shí)的擋水板、防水膜等，以阻止水的滲透。這種方法需要選擇合適的材料和結(jié)構(gòu)，確保擋水效果。在施工區(qū)域的底部構(gòu)建土工防水層，如采用細(xì)砂、黏土等材料，形成一層防水層，隔絕水的滲透[2]。在選擇適當(dāng)?shù)慕鉀Q方法時(shí)，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行評(píng)估和設(shè)計(jì)，考慮水流速度、水位變化、施工條件以及環(huán)境影響等因素。此外，在進(jìn)行水中基礎(chǔ)施工前，還需要與相關(guān)管理部門進(jìn)行溝通，獲得必要的許可和審批。目前，國(guó)內(nèi)各類工程通常采用的圍堰類型如表1所示。

表1 圍堰類型

3.3 擬在本工程應(yīng)用的圍堰措施方案

經(jīng)過對(duì)N6、N7、G16、G17、G18#5 基桿塔基礎(chǔ)所在水域的現(xiàn)場(chǎng)勘查，發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域均為魚塘，具有特定的水文地理特征。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合圍堰適用范圍和基礎(chǔ)參數(shù)，擬定了采用單壁鋼套筒圍堰方案的決策。考慮到水域平均水深不超過1.5m，且河床類型為黏性土淤，深度不超過0.5m，這些特征決定了圍堰方案需要具備良好的適應(yīng)性和密封性。鋼套筒圍堰作為一種靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的圍堰方案，能夠有效應(yīng)對(duì)這些特定條件。此外，由于水流流速基本為0m/s，選擇單壁鋼套筒圍堰方案也符合當(dāng)前靜水環(huán)境下的施工要求。在確定鋼套筒圍堰方案時(shí)，充分考慮當(dāng)?shù)氐牡乩?、氣候和水文等因素，因地制宜，統(tǒng)籌考慮各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和環(huán)境特點(diǎn)。同時(shí)將確保設(shè)計(jì)合理，施工安全，環(huán)境保護(hù)和施工監(jiān)測(cè)等方面的考量得到充分重視，以確保方案的可行性和有效性。

4 單壁鋼套筒圍堰

4.1 基坑布置

針對(duì)不同的地質(zhì)條件和建設(shè)環(huán)境，應(yīng)根據(jù)鋼套筒圍堰基坑的深度和直徑，選用合適的施工方法和材料。例如，在軟土層中施工時(shí)，需要采用加固措施，如挖孔灌注樁等，以增強(qiáng)圍堰的穩(wěn)定性。在硬質(zhì)地層中，可以采用打孔法或者爆破法開挖基坑。要對(duì)基坑周邊的環(huán)境和設(shè)施進(jìn)行綜合考慮。如基坑周圍地下管線、電纜、管道等應(yīng)進(jìn)行清理，并做好相應(yīng)的保護(hù)工作，以避免在施工過程中對(duì)周邊環(huán)境造成損害或影響。鋼套筒圍堰基坑布置需要考慮到排水問題。在開挖基坑后，應(yīng)及時(shí)將積水排出，以保證基坑內(nèi)部處于干燥狀態(tài)。同時(shí)，應(yīng)設(shè)置好排水管道，以便于將基坑內(nèi)的水排出[3]。施工過程中需要加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的監(jiān)控和管理。如在鋼套筒圍堰基坑布置后，應(yīng)對(duì)圍堰進(jìn)行檢查，確保鋼套筒的垂直度和位置準(zhǔn)確無(wú)誤，以免影響后續(xù)施工進(jìn)展。

4.2 鋼套筒制作安裝

鋼套筒通常采用優(yōu)質(zhì)低合金結(jié)構(gòu)鋼板制作，其材料應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且有質(zhì)量保證書。根據(jù)輸電線路的需要確定鋼套筒的尺寸和長(zhǎng)度，然后將鋼板進(jìn)行切割、折彎和焊接等加工工藝，加工完成后進(jìn)行壓力試驗(yàn)和質(zhì)量檢測(cè)，確保鋼套筒的質(zhì)量符合要求。根據(jù)設(shè)計(jì)的深度和直徑，在施工地點(diǎn)開挖孔洞，孔洞的直徑應(yīng)比鋼套筒的直徑大100～200m。將制作好的鋼套筒通過鋼絲繩或吊具等設(shè)備運(yùn)輸?shù)娇锥刺?，然后進(jìn)行垂直放置，在放置過程中應(yīng)注意控制垂直度和深度。在鋼套筒周圍進(jìn)行灌注混凝土，灌注混凝土的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且應(yīng)保證灌注的均勻性。在灌注混凝土之后，對(duì)鋼套筒進(jìn)行固定，可以采用錨桿或者鋼筋等方式進(jìn)行固定。圖1 為單壁鋼套筒圍堰設(shè)計(jì)和施工。

圖1 單壁鋼套筒圍堰設(shè)計(jì)和施工

4.3 圍堰加固

圍堰加固的具體技術(shù)措施包括以下方面。①地基加固。在圍堰建設(shè)前，需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行勘測(cè)，了解地質(zhì)條件，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行地基加固。例如，在軟土地區(qū)可以采取加筋深層加固、振動(dòng)加固等措施，以增加地基的承載能力和穩(wěn)定性。②圍堰結(jié)構(gòu)加固。鋼套筒圍堰通常由多段鋼板或鋼筒拼接而成，為了提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要進(jìn)行加固處理。常見的加固措施包括設(shè)置加強(qiáng)筋、橫隔板、加大鋼板厚度等措施。③支撐加固。在圍堰施工過程中，需要設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)來(lái)保證圍堰的穩(wěn)定性。這些支撐結(jié)構(gòu)可以是鋼管撐或樁撐等，使圍堰在地下施工過程中不會(huì)發(fā)生傾覆或變形。④防水防漏加固。在圍堰建設(shè)中，為了防止地下水涌入、污水滲漏等問題，需要對(duì)圍堰進(jìn)行防水防漏處理。這些加固措施可以是設(shè)置防水帷幕、封閉斷面、封堵孔洞等方法，有效防止水的侵入。

4.4 排水處理

針對(duì)鋼套筒圍堰施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌情況，需要進(jìn)行詳細(xì)的水文地質(zhì)勘察，全面了解地下水位、地下水流動(dòng)方向和滲透性等信息。這有助于科學(xué)確定排水設(shè)施的位置和布置方式，并且為后續(xù)的排水處理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在實(shí)際施工中，應(yīng)根據(jù)勘察結(jié)果合理設(shè)置排水設(shè)施，例如挖掘排水溝、設(shè)置排水管道等，以便及時(shí)有效地將地下水排除出工程區(qū)域。同時(shí)，還應(yīng)考慮采用排水泵站等設(shè)備，以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的大量地下水涌入情況，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的干燥和安全。除此之外，針對(duì)可能存在的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)，還需采取相應(yīng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與處理措施。

4.5 壁鋼套筒圍堰優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、改進(jìn)措施

壁鋼套筒圍堰具有高安全性、強(qiáng)防水性、施工方便等。然而，也存在一些缺點(diǎn)，如操作作業(yè)面較小、不能重復(fù)利用等。為了改進(jìn)這些問題，可以采取以下措施。根據(jù)實(shí)際情況和施工要求，適當(dāng)加大單壁鋼套筒圍堰的直徑，以增加操作作業(yè)面，提高施工的便利性和效率。在設(shè)計(jì)單壁鋼套筒圍堰時(shí)，可以考慮采用可拆卸結(jié)構(gòu)，使其能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行拆除，以便后續(xù)重復(fù)利用。這樣可以節(jié)約資源，并減少對(duì)環(huán)境的影響。在選擇鋼套筒的厚度和材質(zhì)時(shí)，可以做更詳細(xì)的技術(shù)分析和優(yōu)化，以提高其整體剛度和承載能力，從而更好地承受水土壓力。盡可能引入適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備，如吊臂、起重機(jī)等，以減輕人力勞動(dòng)，提高施工效率和安全性。對(duì)單壁鋼套筒圍堰進(jìn)行定期維護(hù)和檢查，確保其完好無(wú)損，延長(zhǎng)使用壽命。

4.6 鋼套筒圍堰技術(shù)質(zhì)量控制措施

（1）需要對(duì)鋼套筒圍堰的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分論證和審查，確保其符合國(guó)家和地方相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮到實(shí)際工程情況和地質(zhì)條件等因素，制定出合理可行的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)特別注意樁位間距、樁深、鋼套筒尺寸等關(guān)鍵參數(shù)的控制，以確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

（2）在材料的選用上要做到嚴(yán)格把控。鋼套筒圍堰的質(zhì)量受到材料的影響較大，如選擇的鋼板質(zhì)量差、厚度不足等都會(huì)導(dǎo)致鋼套筒圍堰在使用中出現(xiàn)裂縫、變形等問題。因此，在選用材料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行嚴(yán)格控制，選用有保證的優(yōu)質(zhì)鋼材。

（3）在施工現(xiàn)場(chǎng)要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理和監(jiān)控。例如，對(duì)鋼套筒圍堰的垂直度、平面度、方位等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并采取嚴(yán)密的記錄和反饋機(jī)制，及時(shí)調(diào)整施工方案，以確保鋼套筒圍堰的精度和穩(wěn)定性。

（4）需要進(jìn)行定期的質(zhì)量檢查和評(píng)估。定期對(duì)鋼套筒圍堰的質(zhì)量進(jìn)行檢查和評(píng)估，了解其使用情況和存在的問題，及時(shí)采取措施加以解決，以保障輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行[4-5]。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，鋼套筒圍堰技術(shù)在輸電線路基礎(chǔ)工程施工中扮演著重要的角色，它能夠解決地下水位高、土質(zhì)松軟等問題，提高施工效率和質(zhì)量。然而，鋼套筒圍堰技術(shù)在應(yīng)用中也面臨一些挑戰(zhàn)和難題，需要合理的設(shè)計(jì)和施工方案選擇，以及專業(yè)的施工技能和經(jīng)驗(yàn)。在未來(lái)需要進(jìn)一步研究和發(fā)展鋼套筒圍堰技術(shù)，以滿足電力行業(yè)不斷增長(zhǎng)的需求，并提高電力輸送的安全性和可靠性。