輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)在沙漠地質(zhì)施工技術(shù)探討

姜慶紅 沈志江

摘要：沙漠地區(qū)的輸電線(xiàn)路建設(shè)對(duì)于鐵塔的需求量非常大，受到沙漠自然環(huán)境和地理地質(zhì)因素影響，建設(shè)超遠(yuǎn)距離高壓輸電線(xiàn)路是最適宜于沙漠電力輸送的方法。這就對(duì)沙漠地區(qū)的輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)建設(shè)施工提出了更加嚴(yán)格的要求。所以分析研究了沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工所面臨的困難，抗拔試驗(yàn)以及具體的施工技術(shù)，還包鐵塔基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)技術(shù)，旨在為后期的沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工提供一定參考資料。

關(guān)鍵詞：沙漠地區(qū);輸電線(xiàn)路;鐵塔基礎(chǔ)

引言

隨著國(guó)家對(duì)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的進(jìn)一步加深，渝新歐鐵路和“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”的戰(zhàn)略落實(shí)發(fā)展，我國(guó)廣袤的沙漠地區(qū)被納入國(guó)家經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的版圖中，而經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)與建設(shè)就離不開(kāi)電力輸送，無(wú)論是從內(nèi)陸傳輸電力到沙漠地區(qū)，還是沙漠自產(chǎn)電力用于生產(chǎn)建設(shè)，都需要完善發(fā)達(dá)的輸電網(wǎng)線(xiàn)。由于沙漠面積廣闊，而人口卻集中在幾個(gè)主要城市，所以電力輸送的跨度較大，基于此，沙漠輸電常采用遠(yuǎn)距離超高壓輸電方式。這種輸電方式在沙漠地區(qū)建設(shè)又面臨著沙漠的風(fēng)沙和沙石流變性過(guò)大的問(wèn)題，所以必須將輸電線(xiàn)路的鐵塔基礎(chǔ)建設(shè)得足夠穩(wěn)定，才能夠抵擋沙漠風(fēng)沙的侵蝕，減少輸電線(xiàn)路中斷故障，保障沙漠地區(qū)的電力輸送。

1 沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工面臨的困難

沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路的建設(shè)施工面臨的困難主要包括兩個(gè)方面，第一是受到風(fēng)沙影響導(dǎo)致施工過(guò)程較為困難，單個(gè)輸電線(xiàn)路他鐵塔基礎(chǔ)施工的工期雖然沒(méi)有高層建筑長(zhǎng)，但是仍舊需要數(shù)天乃至數(shù)十天的施工時(shí)間，而沙漠的天氣條件較為惡劣，時(shí)常出現(xiàn)沙暴天氣，工人無(wú)法出門(mén)，也同樣無(wú)法施工。并且沙漠天氣變化極快，很可能出現(xiàn)施工到一半突然起沙塵暴的情況，這會(huì)對(duì)鐵塔基礎(chǔ)施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。第二是施工建設(shè)完成之后，沙漠沙石流動(dòng)造成已完成部分倒塌的情況。沙漠中的沙跟水流一樣，能夠在風(fēng)力作用下四處流動(dòng)，很難固定在一個(gè)地方，如果在流沙區(qū)域建設(shè)輸電線(xiàn)路鐵塔，就必須要將工程建設(shè)在穩(wěn)定牢固的地面上，否則工程建設(shè)完成之后，隨著流沙的運(yùn)動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致鐵塔基礎(chǔ)倒塌或者移動(dòng)位置，從而引起輸電線(xiàn)路故障，無(wú)法順利傳輸電流，也會(huì)對(duì)過(guò)往人群產(chǎn)生安全威脅。所以即便在沙漠地區(qū)興建輸電線(xiàn)路鐵塔，也會(huì)選擇地質(zhì)較為穩(wěn)定的區(qū)域，而很少在流沙區(qū)域施工。

2 沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工抗拔試驗(yàn)

在沙漠地區(qū)施工建設(shè)輸電線(xiàn)路，正式施工前需要對(duì)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，從目標(biāo)施工地區(qū)中選擇具有代表性的實(shí)驗(yàn)區(qū)域，然后在實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行抗拔試驗(yàn)。抗拔試驗(yàn)指的是在砼上植好的鋼筋用抗拔器械來(lái)檢測(cè)它的抗拔強(qiáng)度。輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)通常是使用鋼筋水泥混凝土澆筑制作而成，所以鐵塔基礎(chǔ)的穩(wěn)定性很大程度上取決于鋼筋的抗拔能力，沙漠地區(qū)時(shí)長(zhǎng)吹大風(fēng)沙，而輸電鐵塔的結(jié)構(gòu)會(huì)使其受到較大的吹動(dòng)力，只有依靠基礎(chǔ)將其固定在地表，不發(fā)生位移，才能保障輸電線(xiàn)路鐵塔的穩(wěn)定性。所以輸電線(xiàn)路鐵塔的抗風(fēng)沙能力，受到鋼筋抗拔能力的直接影響。

抗拔試驗(yàn)分為室內(nèi)試驗(yàn)和室外原型試驗(yàn)兩個(gè)部分，室內(nèi)試驗(yàn)通過(guò)模擬沙漠地區(qū)的環(huán)境情況，通過(guò)工程技術(shù)的要求和規(guī)范，適當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)定加以調(diào)整，用來(lái)測(cè)試?yán)硐霠顟B(tài)下的鋼筋的抗拔能力。而室外原型試驗(yàn)則是在選取的試驗(yàn)場(chǎng)地，進(jìn)行實(shí)際夯筑建設(shè)測(cè)試，完全按照施工的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)傳感器測(cè)試鋼筋的抗拔能力。兩個(gè)試驗(yàn)缺一不可，只有經(jīng)過(guò)抗拔試驗(yàn)測(cè)試合格的材料和施工方案才可以應(yīng)用到具體的輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工中。

3 沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工技術(shù)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試之后，就是實(shí)際具體的施工環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)是最主要的環(huán)節(jié)，也是控制沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工的最直接環(huán)節(jié)。在施工階段，主要的施工流程為開(kāi)挖地基，然后安裝模板，然后進(jìn)行混凝土施工，最后對(duì)建設(shè)出的基礎(chǔ)進(jìn)行觀(guān)察研究，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后即可驗(yàn)收完工。這個(gè)流程中涉及到較多的專(zhuān)業(yè)施工技術(shù)。

3.1 基坑開(kāi)挖技術(shù)

基坑開(kāi)挖是沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工的起始環(huán)節(jié)，沙漠地區(qū)的基坑開(kāi)挖施工與普通地區(qū)存在很大差別，因?yàn)樯衬貐^(qū)的地質(zhì)條件特殊，開(kāi)挖施工時(shí)容易出現(xiàn)挖掘效率低，挖開(kāi)之后又被周邊沙石立即填充的情況，所以沙漠地區(qū)的基坑開(kāi)挖施工，需要使用一些特殊的技術(shù)。

在沙丘地區(qū)風(fēng)積沙開(kāi)挖時(shí)，容易發(fā)生一定程度的坍塌。根據(jù)試驗(yàn)基礎(chǔ)坑的開(kāi)挖情況，宜采取臺(tái)階式邊坡和加擋土板（或編織袋）相結(jié)合的方式。采用臺(tái)階式開(kāi)挖的方式，每段臺(tái)階不僅有利于坑壁的自穩(wěn)，同時(shí)，它也可作為開(kāi)挖棄土的臨時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)。在開(kāi)挖過(guò)程中，要注意以下⒉點(diǎn)：①開(kāi)挖棄土需遠(yuǎn)離坑口1 m以上，可在坑口鋪設(shè)彩條布，以減少風(fēng)積沙的水分流失，減少風(fēng)積沙的吹蝕，同時(shí)，還能增強(qiáng)沙體的側(cè)向抗坍塌能力;②在搭設(shè)混凝土澆筑平臺(tái)時(shí)，要防止基礎(chǔ)坑壁坍塌，應(yīng)將平臺(tái)荷載傳至較深的土體中。由于沙丘基礎(chǔ)基坑開(kāi)挖時(shí)挖出的干沙方量大，所以，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的地形情況，提前規(guī)劃干沙堆放的位置，可以在塔位附近選擇不影響生態(tài)環(huán)境的合理位置堆放。

3.2 基礎(chǔ)地基處理技術(shù)

基坑開(kāi)挖之后，就進(jìn)入到地基處理的階段，由于沙漠地區(qū)的地基不穩(wěn)，或者不存在所謂的地基，只有流沙，所以對(duì)開(kāi)挖的基坑必須采取措施進(jìn)行處理，既避免周邊風(fēng)沙對(duì)基坑的侵蝕影響，導(dǎo)致基坑被風(fēng)沙回填，也要為后續(xù)施工打好基礎(chǔ)。具體的地基處理技術(shù)包括碎石鋪墊和混凝土鋪墊兩個(gè)技術(shù)。碎石鋪墊是最常用的技術(shù)，沒(méi)有地理?xiàng)l件要求，在所有的基坑地基中，都需要使用碎石子進(jìn)行鋪墊，并且灑水，以提高沙土的緊實(shí)度，然后再才可以選擇在碎石墊層上面進(jìn)行混凝土墊層施工與否。碎石鋪墊層能夠顯著提高基坑地基的密實(shí)度，從而為后續(xù)工程的施工建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而混凝土墊層施工則是在碎石墊層施工之后，使用混凝土澆筑而成的墊層，其目的仍舊是穩(wěn)固地基，避免后續(xù)施工出現(xiàn)問(wèn)題?；炷翂|層通常澆筑厚度為100mm，并且需要將混凝土墊層面抹平，使用水平儀校準(zhǔn)。而并非所有地基都需要鋪設(shè)混凝土墊層，對(duì)于沒(méi)有底板鋼筋的基礎(chǔ)則不需要使用混凝土澆筑墊層。

3.3 安裝基礎(chǔ)模板

安裝基礎(chǔ)模板是沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工時(shí)非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)樯衬貐^(qū)不同于其他地區(qū)，沙漠地區(qū)如果基礎(chǔ)模板安裝不到位或者安裝存在缺漏等，都會(huì)對(duì)鐵塔基礎(chǔ)施工產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因?yàn)樯车牧鲃?dòng)性，使得基礎(chǔ)模板成為保障混凝土澆筑質(zhì)量的唯一方法。安裝基礎(chǔ)模板也分為三個(gè)環(huán)節(jié)，首先，需要對(duì)模板建設(shè)墊層，因?yàn)樯衬乇磔^軟，模板直接安裝在沙表面會(huì)引起沉降，導(dǎo)致后續(xù)的混凝土澆筑施工出現(xiàn)問(wèn)題。所以需要使用木板或者加密鋼管等進(jìn)行鋪設(shè)。實(shí)際的沙漠輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工中所使用的基礎(chǔ)模板大多是提前預(yù)制的，使用膠木板制作，在施工現(xiàn)場(chǎng)將其安裝完成即可，而對(duì)于預(yù)制的基礎(chǔ)模板，需要注重三個(gè)內(nèi)容。第一，模板的類(lèi)斷面高度不能低于設(shè)計(jì)的內(nèi)斷面高度，因?yàn)閷?duì)于基礎(chǔ)腳趾施工，即便澆筑高度高于設(shè)計(jì)，但是也不能低于設(shè)計(jì)，否則就會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)的承載能力降低，無(wú)法發(fā)揮出設(shè)計(jì)的抗拔能力和支承能力。且光滑面應(yīng)當(dāng)在內(nèi)。第二，對(duì)于模板的接茬位置，由于沙漠地區(qū)的輸電線(xiàn)路鐵塔高度較高，所以會(huì)出現(xiàn)接茬，以保障基礎(chǔ)有足夠的承載能力，能夠穩(wěn)定鐵塔。模板接茬不能處于同一截面上，應(yīng)錯(cuò)開(kāi)連接，并且在支模時(shí)，不能將模板接茬布置在立柱外露部分，影響立柱的美觀(guān)度。第三，模板的制造尺寸。制作模板時(shí)，應(yīng)采用厚度不小于18 mm的板材，模板合縫應(yīng)嚴(yán)密，不得漏漿。模板連接肋木的尺寸為50 mm×50 mm。一般情況下，肋木之間的距離為300～400 mm。

3.4 基礎(chǔ)混凝土施工

基礎(chǔ)混凝土施工是沙漠輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)建設(shè)的主要施工內(nèi)容?；A(chǔ)混凝土施工包括三個(gè)主要工序。第一個(gè)工序，搭建澆筑平臺(tái)。由于沙漠地區(qū)的沙土流動(dòng)性過(guò)強(qiáng)，在基坑開(kāi)挖的時(shí)候往往會(huì)挖出過(guò)大的基坑，所以一方面需要搭建模板的鋪設(shè)平臺(tái)，放置鐵塔基礎(chǔ)的模板，另一方面還需要建設(shè)下料平臺(tái)，便于混凝土的下料，澆筑出基礎(chǔ)。

第二個(gè)工序?yàn)榛炷料铝?，即將混凝土傾倒?jié)仓谀０逯?，通常使用裝載機(jī)下料，在下料之后，需要根據(jù)下料情況人工進(jìn)行一定的調(diào)整，保障混凝土的澆筑效果。由于實(shí)際下料的時(shí)候很難將混凝土精準(zhǔn)地傾倒輸送在模板中，所以需要人工將模板中的混凝土調(diào)整合適，并且進(jìn)行簡(jiǎn)單的抹平，避免混凝土結(jié)構(gòu)超過(guò)基礎(chǔ)的范圍。

第三個(gè)工序?yàn)榛炷琉B(yǎng)護(hù)?；炷聊痰臅r(shí)候需要充足的水分以保障混凝土中的水泥充分發(fā)揮其粘合作用，而沙漠地區(qū)氣溫高，風(fēng)沙大，水分的蒸發(fā)速度快，所以需要對(duì)澆筑成形的混凝土采取一定的養(yǎng)護(hù)措施，在基礎(chǔ)澆筑三個(gè)小時(shí)之后，務(wù)必對(duì)混凝土進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。在后續(xù)的施工過(guò)程中，也需要采用棉被覆蓋澆水法對(duì)混凝土澆水，保障混凝土內(nèi)部連接的穩(wěn)定性，避免過(guò)于干燥而出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂的情況。

3.5 沉降觀(guān)察

在沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工完成之后，需要進(jìn)行至少兩個(gè)月的沉降觀(guān)察，因?yàn)樯衬匦巫兓?，形?shì)復(fù)雜多樣，盡管施工選址的時(shí)候?qū)Φ鼗屯恋氐某休d力都進(jìn)行了分析確定，但是還是需要設(shè)置沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)，觀(guān)察是否出現(xiàn)沉降問(wèn)題，如果出現(xiàn)較為明顯的沉降則需要及時(shí)反饋給上級(jí)單位，采取措施，避免引發(fā)鐵塔倒塌事故。

4 沙漠地區(qū)輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)技術(shù)

輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)施工建設(shè)完成后，在長(zhǎng)期使用中也需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，主要的養(yǎng)護(hù)內(nèi)容為混凝土的水分保持。因?yàn)樯衬貐^(qū)的水分蒸發(fā)速度過(guò)快，即便是混凝土中的水分，也會(huì)很快被蒸發(fā)掉，而蒸發(fā)之后就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂等問(wèn)題，所以需要長(zhǎng)期補(bǔ)充混凝土中的水分，采用覆蓋法或者點(diǎn)滴法對(duì)混凝土進(jìn)行補(bǔ)水。此外，還需要對(duì)基礎(chǔ)的地基進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，輸電線(xiàn)路鐵塔在沙漠長(zhǎng)期使用，必然會(huì)出現(xiàn)地基沙土被吹走，或者地基結(jié)構(gòu)破損缺失等情況，所以需要定期檢查基礎(chǔ)裸露在外的部分，發(fā)現(xiàn)缺損及時(shí)填筑。保持基礎(chǔ)的支撐能力。

5 ?小結(jié)

綜上所述，在沙漠地區(qū)進(jìn)行輸電線(xiàn)路鐵塔基礎(chǔ)的施工建設(shè)，是新時(shí)代我國(guó)沙漠地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求。采用的施工技術(shù)包括抗拔試驗(yàn)，基坑開(kāi)挖，地基處理，混凝土澆筑，混凝土養(yǎng)護(hù)和沉降觀(guān)察等，通過(guò)這些技術(shù)方法，建設(shè)出高質(zhì)量的鐵塔基礎(chǔ)，對(duì)輸電線(xiàn)路鐵塔起到足夠的支撐作用，為沙漠地區(qū)的電力輸送做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：姜慶紅，男，于1975年出生，大學(xué)本科學(xué)歷，榆林市電力建設(shè)有限公司質(zhì)量安全部安全專(zhuān)責(zé)，助理工程師。