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【摘 要】 随着电网工程的不断发展,近年来山区工程不断增多,所以在山区线路设计中,为保证线路安全运行及保护塔基环境,需配合地质专业,避开对线路运行存在颠覆性隐患的区域。在塔位设计时需根据塔位实际地形、地质情况因地制宜采用不同的基础形式。
【关键词】 输电线路;山区工程选型
一、山区工程地理条件特点
多数山区、丘陵线路工程地形一般较差,高差较大,塔位大多位于斜坡上。突出特点表现为:地势险峻,崩塌、冲沟、泥石流、滑坡、边坡失稳等不良地质现象十分发育,高山大岭、山地、丘陵在输电线路工程中所占比例很大,多数输电线路工程山坡坡度在15~25度之间,个别地带大于35度,甚至45度,地质条件、地形条件十分复杂。
二、山区的自然环境对输电线路设计的影响
山区一直是工程施工的难点,其地理环境因素,也是许多基础设施建设缓慢的主要原因之一,独特、险恶的地质、地形等都是输电线路建设要首先面对和解决的问题。地质勘探是所有的工程在设计、施工之前的重点工作,山区是地质灾害频发的地区,对于输电线路的施工安全和运行非常不利。
在我国西南地区,降水比较充沛,再加上地质构造的特点,以及地下水汇集,使得这些地区的可溶性岩石分布比较普遍,甚至产生岩溶洞穴,地质不稳定,对于工程施工的地基选址有很大的影响。因此,输电线路在建设时,要尽量避开有岩溶发育的地段,以保证塔位的塔基稳定。这就需要设计、施工人员,对当地的地质环境有充分的了解,要多进行走访,勤于向当地的居民询问当地的岩石特点,也可以通过查询相关的地质资料,并进行严谨的地质调查,保证施工地段的选取安全稳定。但是,如果塔基地点的选择无法避开这些可溶性岩石地段,设计人员就需根据调查的情况,包括岩溶洞穴的规模、洞穴发育状况等,采取相应的措施,对岩溶地基进行技术处理。
对岩溶洞穴的处理方法有很多,如通过填埋将洞穴填充起来,但这只是对规模小或者较浅的洞穴而言的;处理较大洞穴时,一般都是用建设混凝土横梁的方式,在洞穴之上架起横梁等。这些都是减小岩溶地形对输电线路建设影响的有效措施。因此,在修建之前,要对塔基的脚进行勘测,充分了解塔基脚下的岩溶发育的深度及宽度范围,在深入调查的基础上,作出输电线路的设计方案。防止设计方案因施工过程中发现地址问题,而不得不放弃重做,浪费大量的资金、时间和精力。
此外,由于山区地形条件影响,输电线路的塔基一般建在斜坡上,而斜坡是泥石流、滑坡等灾害多发地区,这对于输电线路的稳定性影响很大。因此在选择斜坡建设塔基时,要多对斜坡的地质情况进行勘测,选择地质良好、地基稳定的地区,防止斜坡大,而且土质松散的地段。而对于一些滑坡、泥石流频发的地区,设计人员要加以治理,增加植被覆盖,减少水土流失;设置拦石网,减少山体崩塌;实施排水设施,及时减小地下水对山体滑动面的影响;及时清除之前滑坡、泥石流导致的山体上的堆积物资,从而减少地理灾害的物质等。通过这些治理,不仅有利于保证输电线路的安全和可靠,更有效地减少当地的水土流失,保护自然环境。
三、分析输电线路基础工程存在的主要问题
由于架空输电线路工程具有点多、线长、面广的特点,因此在勘测设计施工方面,架空输电线路基础工程存在一些问题。
1.勘测问题。路径选择和勘测是整个线路设计中的关键,在偏远山区,由于勘测点较多,勘测人员业务水平参差不齐,勘测较粗;有时,对塔位的地质情况的了解不是很准确,如某些地段处于高斜坡,水土流失严重,易滑坡。因此岩土鉴定的方法、手段等需要改进。根据塔基地形特点,对原有的地形地貌,缺少相应的防护措施。
2.设计问题。在软土质地带,杆塔基础设计不仅要满足一般杆塔基础的设计要求,还应满足塔基沉降量、倾斜度等要求,由于以往研究存在许多不足之处,导致软土质地带杆塔基础设计水平较低。在软弱地基中不论使用灌注桩或者大板式基础都会带来较多的问题,且造价很高,质量不易控制,施工复杂,钢筋用量多。
四、山区工程中基础型式的分析
目前我国输电线路杆塔基础大致可分为利用原状土和非利用原状土两大类,利用原状土基础材料量省,承载能力高。签于山地和丘陵地区地基承载力较高,但覆盖层厚度各区域不尽相同,因此,基础型式考虑尽量利用原状土,对地基覆盖土层较厚及非岩石地基,推荐使用斜插式板式基础和掏挖式基础;对岩石裸露或覆盖地很薄的塔位可采用岩石锚杆式基础和嵌固式基础,根据山区特有的地质条件进行优化设计,以进一步节省基础工程的投资,减少基坑的开挖和植被的破坏。
1.板式基础(大开挖基础)
一般在平地输电线路中,钢筋混凝土现浇板式基础应用较多也较为成熟,其优点是充分利用钢筋混凝土薄底板的受湾性能,可以节省混凝土用量,降低基础造价。但施工过程中的基础根开控制和插入角钢的就位要求较高,若设计考虑不周或施工不当极易引起基础外侧边坡不够或基础根开不准,因此山地和丘陵地带较平缓场地的板式基础(不易掏挖成形的)可以采用斜柱式,但是板式基础基坑土方量较大,回填土质量较难保证,支模不易,钢筋绑扎较麻烦,施工工序繁琐。
2. 原状土基础
原状土基础一般为掏挖基础及人工挖孔桩基础,主要用于山区地形坡度较陡的塔位,在铁塔采用最大级差的长短腿仍然不能满足地形高差时采用其基础的露出高度进行调节,达到不开施工基面保护塔基稳定和环境的目的,保证了基础的边坡距离。但如地基土的特性满足原状土基础的要求的话,应优先采用原状土基础。常用原状土基础形式见图2。
对土质较好的地基,将先采用原状土基础,可提高基础抗拔和抗倾覆稳定性,对原有地形、地貌的影响降到最低,达到环保的要求。该类与斜柱基础相比虽然混凝土指标稍高,但由于发挥了原状土的粘聚力及侧向土抗力,露出地面高度可根据塔位地形其出能与铁塔长短腿自由配合,做到不开施工基面直接进行基坑开挖,在施工中避免了大开挖及支模板,保护了塔基自然环境及塔位的稳定,从综合效应来看,具有明显的优势。
3.岩石基础
对覆盖层较薄的塔位,可采用岩石基础,能充分发挥原状岩体的力学性能,从而大大降低基础材料耗量,其混凝土量及耗钢量均是所有基础型式中最低的,而且也是最环保的一种基础型式。岩石基础在施工时把岩基挖成一定形状,将斜插角钢或地脚螺栓用砼直接浇入岩石中,使其形成一体。常用的岩石基础形式见图3。
岩石基础不但具有原状土基础的优点,而且充分利用了岩石的力学性能,很大程度的节省了石方开挖量,混凝土的使用量,在山区使用较合理,又方便施工,具有显著的经济效益。但规范上要求此种基础型式必须逐基鉴定岩体的稳定性、覆盖层的厚度、岩石的坚固性及岩石风化程度等情况,所以工作量巨大,同时对地质工作人员的专业水平及施工单位的作业水平有着更高的要求。
4.施工后期余土的處理
余土问题的处理,一直是山区工程需要考虑解决的问题。以往工程中开挖基坑回填过后产生的余土都是直接推下山坡,不但对环境影响很大,并且破坏了山区的整体景观和环境。由于余土非常松散,如遇到运输条件差,余土无法外运,且堆放点离塔位过近,一旦遇到集中的降雨,下坡侧的余土易产生滑动,造成塔基下边坡的不稳定。虽然余土问题主要是施工单位考虑,但是在设计时应考虑对余土处理的说明和设计交底。例如要求施工单位在塔位下方用麻袋装土垒简易的土墙,降低开挖时余土影响的范围,对于运输方便的地区,要求将余土外运,在安全的地方妥善处理等。
结语:
综上所述,在山区施工时,受到地理环境、气候条件、经济状况的影响,以及所采用的设备,不同于一般的平地施工。结合山区实际情况,以及输电线路工程的需要,制定合理的设计和施工方案,是山区输电线路建设的前提和基础。而减少对自然环境的破坏,保证施工的质量,维护输电线路的安全稳定,则是施工的目的。山区输电线路设计要充分明确其任务和目标,采用最合理的技术手段,保证输电线路建设的顺利进行。
参考文献:
[1]王信.浅谈输电线路山区工程基础的选型[J].城市建设理论研究
[2]输电线路塔基存在问题的原因分析.中小企业管理与科技
[3]地基基础工程的处理分析.中小企业管理与科技
【关键词】 输电线路;山区工程选型
一、山区工程地理条件特点
多数山区、丘陵线路工程地形一般较差,高差较大,塔位大多位于斜坡上。突出特点表现为:地势险峻,崩塌、冲沟、泥石流、滑坡、边坡失稳等不良地质现象十分发育,高山大岭、山地、丘陵在输电线路工程中所占比例很大,多数输电线路工程山坡坡度在15~25度之间,个别地带大于35度,甚至45度,地质条件、地形条件十分复杂。
二、山区的自然环境对输电线路设计的影响
山区一直是工程施工的难点,其地理环境因素,也是许多基础设施建设缓慢的主要原因之一,独特、险恶的地质、地形等都是输电线路建设要首先面对和解决的问题。地质勘探是所有的工程在设计、施工之前的重点工作,山区是地质灾害频发的地区,对于输电线路的施工安全和运行非常不利。
在我国西南地区,降水比较充沛,再加上地质构造的特点,以及地下水汇集,使得这些地区的可溶性岩石分布比较普遍,甚至产生岩溶洞穴,地质不稳定,对于工程施工的地基选址有很大的影响。因此,输电线路在建设时,要尽量避开有岩溶发育的地段,以保证塔位的塔基稳定。这就需要设计、施工人员,对当地的地质环境有充分的了解,要多进行走访,勤于向当地的居民询问当地的岩石特点,也可以通过查询相关的地质资料,并进行严谨的地质调查,保证施工地段的选取安全稳定。但是,如果塔基地点的选择无法避开这些可溶性岩石地段,设计人员就需根据调查的情况,包括岩溶洞穴的规模、洞穴发育状况等,采取相应的措施,对岩溶地基进行技术处理。
对岩溶洞穴的处理方法有很多,如通过填埋将洞穴填充起来,但这只是对规模小或者较浅的洞穴而言的;处理较大洞穴时,一般都是用建设混凝土横梁的方式,在洞穴之上架起横梁等。这些都是减小岩溶地形对输电线路建设影响的有效措施。因此,在修建之前,要对塔基的脚进行勘测,充分了解塔基脚下的岩溶发育的深度及宽度范围,在深入调查的基础上,作出输电线路的设计方案。防止设计方案因施工过程中发现地址问题,而不得不放弃重做,浪费大量的资金、时间和精力。
此外,由于山区地形条件影响,输电线路的塔基一般建在斜坡上,而斜坡是泥石流、滑坡等灾害多发地区,这对于输电线路的稳定性影响很大。因此在选择斜坡建设塔基时,要多对斜坡的地质情况进行勘测,选择地质良好、地基稳定的地区,防止斜坡大,而且土质松散的地段。而对于一些滑坡、泥石流频发的地区,设计人员要加以治理,增加植被覆盖,减少水土流失;设置拦石网,减少山体崩塌;实施排水设施,及时减小地下水对山体滑动面的影响;及时清除之前滑坡、泥石流导致的山体上的堆积物资,从而减少地理灾害的物质等。通过这些治理,不仅有利于保证输电线路的安全和可靠,更有效地减少当地的水土流失,保护自然环境。
三、分析输电线路基础工程存在的主要问题
由于架空输电线路工程具有点多、线长、面广的特点,因此在勘测设计施工方面,架空输电线路基础工程存在一些问题。
1.勘测问题。路径选择和勘测是整个线路设计中的关键,在偏远山区,由于勘测点较多,勘测人员业务水平参差不齐,勘测较粗;有时,对塔位的地质情况的了解不是很准确,如某些地段处于高斜坡,水土流失严重,易滑坡。因此岩土鉴定的方法、手段等需要改进。根据塔基地形特点,对原有的地形地貌,缺少相应的防护措施。
2.设计问题。在软土质地带,杆塔基础设计不仅要满足一般杆塔基础的设计要求,还应满足塔基沉降量、倾斜度等要求,由于以往研究存在许多不足之处,导致软土质地带杆塔基础设计水平较低。在软弱地基中不论使用灌注桩或者大板式基础都会带来较多的问题,且造价很高,质量不易控制,施工复杂,钢筋用量多。
四、山区工程中基础型式的分析
目前我国输电线路杆塔基础大致可分为利用原状土和非利用原状土两大类,利用原状土基础材料量省,承载能力高。签于山地和丘陵地区地基承载力较高,但覆盖层厚度各区域不尽相同,因此,基础型式考虑尽量利用原状土,对地基覆盖土层较厚及非岩石地基,推荐使用斜插式板式基础和掏挖式基础;对岩石裸露或覆盖地很薄的塔位可采用岩石锚杆式基础和嵌固式基础,根据山区特有的地质条件进行优化设计,以进一步节省基础工程的投资,减少基坑的开挖和植被的破坏。
1.板式基础(大开挖基础)
一般在平地输电线路中,钢筋混凝土现浇板式基础应用较多也较为成熟,其优点是充分利用钢筋混凝土薄底板的受湾性能,可以节省混凝土用量,降低基础造价。但施工过程中的基础根开控制和插入角钢的就位要求较高,若设计考虑不周或施工不当极易引起基础外侧边坡不够或基础根开不准,因此山地和丘陵地带较平缓场地的板式基础(不易掏挖成形的)可以采用斜柱式,但是板式基础基坑土方量较大,回填土质量较难保证,支模不易,钢筋绑扎较麻烦,施工工序繁琐。
2. 原状土基础
原状土基础一般为掏挖基础及人工挖孔桩基础,主要用于山区地形坡度较陡的塔位,在铁塔采用最大级差的长短腿仍然不能满足地形高差时采用其基础的露出高度进行调节,达到不开施工基面保护塔基稳定和环境的目的,保证了基础的边坡距离。但如地基土的特性满足原状土基础的要求的话,应优先采用原状土基础。常用原状土基础形式见图2。
对土质较好的地基,将先采用原状土基础,可提高基础抗拔和抗倾覆稳定性,对原有地形、地貌的影响降到最低,达到环保的要求。该类与斜柱基础相比虽然混凝土指标稍高,但由于发挥了原状土的粘聚力及侧向土抗力,露出地面高度可根据塔位地形其出能与铁塔长短腿自由配合,做到不开施工基面直接进行基坑开挖,在施工中避免了大开挖及支模板,保护了塔基自然环境及塔位的稳定,从综合效应来看,具有明显的优势。
3.岩石基础
对覆盖层较薄的塔位,可采用岩石基础,能充分发挥原状岩体的力学性能,从而大大降低基础材料耗量,其混凝土量及耗钢量均是所有基础型式中最低的,而且也是最环保的一种基础型式。岩石基础在施工时把岩基挖成一定形状,将斜插角钢或地脚螺栓用砼直接浇入岩石中,使其形成一体。常用的岩石基础形式见图3。
岩石基础不但具有原状土基础的优点,而且充分利用了岩石的力学性能,很大程度的节省了石方开挖量,混凝土的使用量,在山区使用较合理,又方便施工,具有显著的经济效益。但规范上要求此种基础型式必须逐基鉴定岩体的稳定性、覆盖层的厚度、岩石的坚固性及岩石风化程度等情况,所以工作量巨大,同时对地质工作人员的专业水平及施工单位的作业水平有着更高的要求。
4.施工后期余土的處理
余土问题的处理,一直是山区工程需要考虑解决的问题。以往工程中开挖基坑回填过后产生的余土都是直接推下山坡,不但对环境影响很大,并且破坏了山区的整体景观和环境。由于余土非常松散,如遇到运输条件差,余土无法外运,且堆放点离塔位过近,一旦遇到集中的降雨,下坡侧的余土易产生滑动,造成塔基下边坡的不稳定。虽然余土问题主要是施工单位考虑,但是在设计时应考虑对余土处理的说明和设计交底。例如要求施工单位在塔位下方用麻袋装土垒简易的土墙,降低开挖时余土影响的范围,对于运输方便的地区,要求将余土外运,在安全的地方妥善处理等。
结语:
综上所述,在山区施工时,受到地理环境、气候条件、经济状况的影响,以及所采用的设备,不同于一般的平地施工。结合山区实际情况,以及输电线路工程的需要,制定合理的设计和施工方案,是山区输电线路建设的前提和基础。而减少对自然环境的破坏,保证施工的质量,维护输电线路的安全稳定,则是施工的目的。山区输电线路设计要充分明确其任务和目标,采用最合理的技术手段,保证输电线路建设的顺利进行。
参考文献:
[1]王信.浅谈输电线路山区工程基础的选型[J].城市建设理论研究
[2]输电线路塔基存在问题的原因分析.中小企业管理与科技
[3]地基基础工程的处理分析.中小企业管理与科技