输电线路输电线路不等高基础设计分析

摘要：针对山区地段地理环境特征，为降低输电线路工程建设难度、提高工程建设的经济性，使其可维持在最佳运行状态，则可以选择应用不等高基础设计方法，结合应用广泛的铁塔全方位长短腿，能有效提高对塔位周围自然地形的利用率，在完成输电线路建设以外，还可以减少对周边环境的影响，同时还能够减少建设成本。本文主要针对翰电线路不等高基础没计要点进行简单分析。

我国输电线路建设不断完善，电网覆盖的面积持续扩大，但是面对不同地理环境时，所适用的设计以及施工方法不同，需要结合现场实际情况来规划。其中，对于山区输电线路来讲，因为相对高差较大、地势较险、交通不便等原因，决定了塔位条件比较恶劣，怎样才能确保基础设计的稳定性、可靠性与经济性，已经成为设计研究要点。不等高基础设计方法，可以有效减少干扰地基结构不平衡沉陷以及坍塌等问题的发生，可确保输电线路可靠供电。

一、不等高基础设计特点

山区环境下输电线路杆塔多设置在险峻地貌、山丘顶部以及半山坡体等位置，对杆塔基础设计与施工技术有着十分严格的要求，避免杆塔地基结构出现不平衡沉陷走势问题。现在将不等高基础设计理念应用到输电线路设计中，主要就是利用高低主柱基础，通过特殊陡峭的自然地形以及高基础主柱的基础形式，来提高杆塔设置的稳定性，避免因地理环境以及气候因素干扰初选塌陷等问题。就我国输电线路建设现状来看，华北地区山区输电线路工程基本上均为铁塔配置了全方位长短腿，其级差基本上均为6m，但是在遇到丘陵地区不同标高、山腰梯田与斜坡地形等比较陡峭的山区地形，为避免和减少降基面对环境带来的影响，减低对地基产生的扰动，并减少塔位基面的开方量，就需要将每个基塔的4个塔腿设置成不同高度。这样情况下，如果无法达到不同高度要求，便可根据现场地理情况来应用不等高基础形式，增加基础露出地面部分的主柱高，一般多为圆柱形或正方形，设计成1-3m左右，来提高基础的稳定性，并降低对周边环境的影响。

对于输电线路不等高基础形式来讲，可以说其为山区以及丘陵地区的环保型基础形式，可更大程度上利用塔位周围的自然地形，可有效减少塔腿大方量的降基面，人工开凿以及爆破作业量减少，因此对周边林木植被的保护度更高，同时减少了废弃渣土的运输量，在降低作业难度的同时，减少了成本投入，具有更高经济效益。

二、输电线路不等高基础设计要点

1.工程概述

不等高基础形式主要针对山区线路特点，与广泛应用的铁塔全方位长短腿相结合，基于塔位周围地形情况，通过主柱加高方式来对塔腿高度进行调节，以此种方式来对塔腿高度进行调节，不仅可以减少水土流失，降低塔位基面开方，对保护植被林木有着重要意义，同时因为施工作业难度的降低，还可以减少造价。以华北地区某段输电线路工程为例，应用具有代表性的山区不同岩石地质条件以及可能应用典型不等高基础型式，进行了基础形式的真型试验，验证并确定不等高基础设计计算理论，提高设计方案的合理性与可行性，确保塔基的高稳定性，良好适应丘陵地区地理特征。

2、基础试验设计

2.1地质条件

输电线路基础所设区城岩土类别包括粉土混合、碎石土、花岗岩以及砾岩，其中0.5-1.5m左石的花岗岩存在强风化问题，1.5-60m为中等风化状态。同时存在0.8-2.2m左右的强风化砾岩层，以及2.2m以下的中等风化砾岩层，且岩体完整。

2.2基础试验

进行基础试验点的确定，需要由设计、施工以及试验等技术人员全程参与，组成现场勘测专业小组，结合此输电线路工程要求，对华北地区山区线路工程地形地貌以及地质岩性等进行综合分析，并确定基础试验条件。最终选定3种典型地质条件进行试验，即强风化砾岩、强风化花岗岩以及碎石土地质层，对不同地质条件进行2组共6个基础不等高基础真型试验。

2.3基础型式

对华北地区山区和丘陵地区自然地形和地质条件进行综合分析，对原有的500kV输电线路工程基础设计经验进行总结，明确此输电线路工程特点，确定适应性强的基础型式，然后来开展不等高基础真型试验。以现场自然地形与塔腿实际情况，来对基础主柱进行适当的增高处理，并将主柱断面设计成正方形与圆柱形，而悬臂则设计成2m与3m，进行不同的真型试验。

2.4基础参数

为降低基础设计难度，在进行基础设计时，对于3种不同基础型式真型试验，均采用相同的基础作用力来设计计算，便于统一以及计算分析。最终输电线路工程选择应用CZ52C直线塔基础，根据刚性短桩基础、钢筋混凝土板式基础以及直柱式掏挖基础来计算作用力值，并选择设计值为基础作用力。结合3个典型基础试验点对应的地质岩性参数，以及基础作用力，来完成基础设计，确保各项参数均可满足基础设计规范要求。

3、真型基础施工

设计的3组6个试验基础，以及9个反力基础，均按照相关技术标准以及试验要求进行施工，以自然养护的方法做好基础养护，应持续作用28d，且要求在养护阶段与基础相距5m内环境内不得进行任何作业，以免对基础产生扰动，且30m内严禁进行爆破作业。整个施工过程中不得随意调换工序，应按照土石方、开挖基坑、钢筋绑扎、模板组立、混凝土浇筑、定位安放地脚螺栓、混凝土养护、拆模以及试验设备安装流程施工。

4、真型基础试验

4.1加载系统试验

应用模拟基础外荷载作用工况作为试验加载系统，分为竖向上拔与水平两个子系统，且在加载时对基础顶部荷载、基础钢筋应变、位移以及基础-土接触面压力等进行测定。一方面，竖向上拔加载。其主要是利用2个反力基础、千斤顶以及反力钢梁来对试验基础进行竖向上拔加载处理，由2个反力混凝土基础以及钢梁来为基础提供反力，而千斤顶则主要提供竖直向上推力。其中，对于悬臂高度不同的基础，可以将枕木垫高调整到相应高度。另一方面，水平加载。主要是通过钢丝绳、手拉葫芦、滑轮组以及连接件组合来实现基础顶部与反力地锚的可靠连接，并通过手拉葫芦来控制试验基础所添加或者卸除的水平荷载。

4.2基础破坏状态

真型基础试验加载方式确定为竖向上拔荷载以及水平力组合加载的方式，对6个真型试验基础进行同时加载，直至其被破坏。其中，基础破坏型式为竖向上拔破坏以及水平受拉破坏两种，大部分为基础周边土体地表产生较大裂缝，以及部分基础局部形成裂纹。

5、基础试验结果

对6个真型试验进行加载试验，对所有基础主柱的不同位置均匀布置测试主筋，确定其面对不同深度的承载性能以及变化规律，可确定主筋应力与荷载变化有着密切关系。对于深度相同的主筋，随着荷载的增大其拉应力也不断增大，且在地脚螺栓深度范围内，基础不同的地脚螺栓均需要承担一定荷载作用。基础在水平力反向主筋加载时受拉，对于未设置地脚螺栓的立柱部分，随着深度的增加主筋受拉应力逐渐增大，悬臂3m与2m部位增大速度加快，可确定主柱悬臂高度对钢筋混凝土板式基础主筋受力有着较大的影响。

结束语：

不等高基础设计理念在输电线路建设中的应用，可以更好的应对山区地形环境，在降低设计与施工难度的同时，减少造价成本，不仅可以维持基础的稳定性，同时还具有较强的经济效益，需要进一步加强对此内容的研究。

(黄晓东 广东天联电力设计有限公司510670) 

参考文献：

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