山地输电铁塔掏挖式、岩石嵌固式与板式基础的比较分析

钟维军，庞红旗

（宁波市电力设计院有限公司，浙江宁波315021）

山地输电铁塔掏挖式、岩石嵌固式与板式基础的比较分析

钟维军，庞红旗

（宁波市电力设计院有限公司，浙江宁波315021）

目前宁波地区110 kV架空输电线路主要采用板式基础，存在开挖面积大、费用高等问题。通过对板式基础、掏挖式基础和岩石嵌固式基础的技术、经济指标的比较分析，指出掏挖式基础和岩石嵌固式基础的技术经济指标更优，在不同的施工要求、施工环境等条件下，因地制宜地使用掏挖式基础和岩石嵌固式基础可减少工程建设对环境的影响，节约工程投资。

输电线路；基础；荷载；掏挖式；岩石嵌固式

在宁波沿海地区110 kV架空输电线路中，山地线路的比重较大，且宁波沿海地区风速较大，造成沿海地区山地线路荷载较大，铁塔基础也随之增大。普通板式基础的底板相当大，对山地环境的破坏严重，在这种情况下，“环境友好型”的掏挖式基础越来越受到青睐。本文以宁波地区110 kV七姓输电线路中的铁塔荷载为设计荷载，对板式基础、掏挖式基础和岩石嵌固基础进行技术经济比较分析。

1 杆塔荷载和土质的确定

取宁波地区比较典型的地质情况作为设计的基础，具体荷载见表1。当采用板式基础时，地基承载力取250 kPa；当采用掏挖式基础时，地基承载力取250 kPa，扰动层厚度取0.5 m，土的内摩擦角取10°；当采用岩石嵌固基础时，岩石等代剪切强度取15 kPa，覆盖层厚度取3 m，地基承载力取250 kPa。

2 3种基础型式的技术指标及比较分析

在宁波地区山地上，由于山地地基承载力相对较好，一般下压很容易满足设计要求，主要是考虑各种基础的上拔工况，板式基础仍按照土重法理论来计算上拔力，而掏挖式则采用剪切法理论来计算上拔力，岩石嵌固基础主要是靠岩石的等代剪切强度来计算上拔力。

根据相应规范的计算公式，结合荷载和地质情况，可以得到同一铁塔采用不同基础型式时的技术指标（见表2），比较可得：

（1）在山地上，同一铁塔荷载采用不同的基础型式，基础的技术指标相差较大，板式基础相对较差，而岩石嵌固基础就有其优势，而且随着荷载的增大，岩石嵌固基础的优势更大。

（2）随着荷载的增大，板式基础的相关技术指标增大最快，掏挖式和岩石嵌固式基础则增大趋势较缓。

（3）同一铁塔荷载下，板式基础的占地面积明显大于掏挖式基础及岩石嵌固基础，且板式基础采用大开挖方式，对环境影响大，而掏挖式及岩石嵌固式基础对环境影响小。

（4）当采用掏挖式及岩石嵌固式基础时，埋深值一般都较大，基础施工难度也较大。

3 3种基础型式的经济指标及比较分析

3.1 经济指标比较

根据3种基础型式的技术指标，对其进行经济指标的比较，经济指标主要包括材料费用、开挖费用及基础本体施工费用，得到经济指标如表3及图1，2所示。

图1 不同基础型式施工费用比较

图2 不同基础型式费用比较

从表3及图1，2中不难看出：

（1）同一种塔型采用板式基础的费用最大，掏挖式基础次之，岩石嵌固基础最小。

（2）基础材料和基础本体施工费用也和基础费用一样，板式基础的费用最大，掏挖式基础次之，岩石嵌固基础最小。

表1 基础荷载设计值

表2 3种基础型式技术指标

表3 3种基础型式经济指标

（3）铁塔基础开挖费用则是掏挖式基础最小，岩石嵌固式基础次之，板式基础最大。这主要是当设计采用掏挖式基础时，假设岩石风化完成，成为土质状，所以开挖费用大大降低，而板式基础主要是由于开挖土方量太大造成费用也随之增大。

（4）经济指标不包括基础占地费用，由于掏挖式基础和岩石嵌固基础的占地面积小，其占地费用将大大减小，而板式基础不仅占地面积大，且开挖量大，对环境造成破坏，占用了大量土地资源。

3.2 分析和结论

根据以上技术经济比较分析可得：

（1）宁波地区山地岩石风化较严重，掏挖式基础和岩石嵌固基础都有必要存在。

（2）随着环保要求不断提高，掏挖式基础和岩石嵌固基础的应用是大势所趋，且板式基础对环境破坏严重，占地面积大，使其在山地上的使用受到了限制。

（3）山地同一荷载作用下，掏挖式基础和岩石嵌固基础的技术经济指标明显优于板式基础。

（4）在经济比较中，板式基础的各种费用都较其他2种大，但因其施工方便，在某些特别条件下，可以加快施工进度。

（5）选择掏挖式基础和岩石嵌固基础时，对塔位的地质要求较高，因此必须根据塔位现场的地质情况确定。

4 结语

综上所述，在宁波地区山地上，掏挖式基础和岩石嵌固基础有其应用的合理性，可以逐步替代传统的大开挖的板式基础，以更好地保护环境，且技术经济指标占优。相信今后掏挖式基础和岩石嵌固基础在线路塔基设计中的比重将进一步加大。

[1]郭贤松.探讨输电线路铁塔基础设计[J].广东科技，2009（4）∶138-139.

[2]刘志权.山区送电线路铁塔基础施工[J].电力建设，2008，29（4）∶98-99.

[3]牛建荣.简述铁塔基础形式的选择[J].山西建筑，2009，35（29）∶108-109.

[4]陈立闯.滨海区架空送电线路基础设计与施工[J].山西建筑，2007，33（26）∶145-146.

[5]秦锋明，杨承矩.输电线路铁塔基础设计中的环境保护问题[J].广东输电与变电技术，2006（4）∶58-60.

（本文编辑：杨勇）

Comparative Analysis on Excavated,Rock Embedded and Bed Plate Foundations of Transmission Towers in Mountainous Area

ZHONG Wei-jun，PANG Hong-qi
（Ningbo Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315021，China）

Currently Ningbo 110 kV overhead transmission line application is based primarily on plate base plate foundation excavation area，high cost.Through the base plate，digging inlay type foundation and rock solid formula-based technology，economic and other indicators of comparative analysis，a clear foundation and digging style embedded rock solid foundation of technical and economic indicators formula better future can be in different construction requirements，construction and environmental conditions using local conditions and rock digging type foundation embedment type foundation，to reduce the environmental impact of construction projects，saving project investment.

transmission line；basis；load；digging type；rock embedded in the solid type

TM754

：B

：1007-1881（2013）07-0015-03

2013-03-13

钟维军（1981-），男，浙江宁波人，高级工程师，硕士，一级注册结构工程师，从事输电线路结构设计工作。