曾斌
(国网江西省电力公司赣东北供电分公司 江西乐平 333300)
电力线路铁塔基础施工技术及质量控制
曾斌
(国网江西省电力公司赣东北供电分公司 江西乐平 333300)
随着我国电力事业的快速发展,输电线路建设的不断增多,作为支撑线路架设的重要设备,铁塔的作用更加突出,所以必须改进施工技术,并加强质量控制。本文就结合工程实例,对输电线路工程铁塔淤泥质地基基础施工技术及质量控制过程进行了阐述,供同行参考。
电力工程;输电线路;淤泥质土;基础施工;质量控制
随着社会经济的快速发展,在十一五期间,正是国网跨越式发展的黄金时期。高压输电线路施工是一项距离长,跨度大,点多、面广的工作,面临着施工环境的多样性,给输电线路施工提出了严峻的考验。高压输电线路基础施工是线路整体工程的先行工序,如遇见一些淤泥质土质基础施工而现场未能采取有效的质量控制以及解决方法,它可能1~2个月也无法施工完成,直接制约着线路的按时竣工送电。
铁塔基础是用来支撑杆塔,承受所有上部结构的荷载,一般受到下压力,上拔力、倾覆力等作用。其形式应结合线路沿线地质特点、施工条件、杆塔形式等因素综合考虑来选择。铁塔基础根据铁塔类型、地形地质、施工条件以及承受荷载的不同而不同,常见的有现浇混凝土基础、装配式基础、桩式基础、锚杆基础等,施工现场较多数是采用现浇混凝土基础。
本工程输电线路为铁塔基础,塔位桩号为J8,塔型为2SJG242,呼称高27.0m,铁塔接腿长9.0m;铁塔四腿采用钢筋混凝土基础,基底面积均为5.2×5.2m;A、B腿(为ZL5245型)埋深4.0m,块石垫层大于700,碎石砂浆垫层300厚;C、D腿(LY5223型)埋深1.8m,块石垫层大于700,碎石砂浆垫层为800厚。A、B腿单基混凝土量为35.47m3,C、D腿单基混凝土量为19.32.m3。该铁塔处在水稻田,施工现场为淤泥质土,淤泥质土地基易造成铁塔塔腿沉陷,使铁塔塔腿偏移设计值。并且淤泥质土渗有地下水,地下水含有各种化学成分,当某种成分过多时,对构成基础的混凝土和钢材都有侵蚀的危害。因此铁塔基础施工时必须考虑地下水,周围环境水和土质对基础材料腐蚀的可能性。对淤泥质土基础必须必须采用有效的防护措施。所以,铁塔基础施工前,需对基础进行排水及淤泥清运。
2.1 施工工序
总的施工工序:修筑施工便道→搭设钢管运输栈道→排水沟开挖→抽水清淤→土石方开挖→余土外运→圆钢筒沉井→垫层施工→柱基钢筋绑扎→柱基模板搭设→柱基础混凝土浇筑→混凝土养护→模板拆模→回填。
2.2 施工方法
2.2.1 施工安排
(1)将边坡堆土推平至不高于地平面1m;
(2)距垫层边缘7~8m处开始设支护,上两段台阶支护采用H型钢支护桩,支护高度不大于2m,每阶边支护边开挖,平台段宽度为2m;
(3)第三段台阶采用放坡开挖,以2~3m长的木桩及砂袋垒压进行支护。
2.2.2 水平运输
本工程位于水稻田中,弃土及材料、机械进场无法直接运抵,采用钢管架搭设施工运输通道,运输通道共设三条,两条为弃土通道,一条为砂石材料通道,弃土通道宽为1.2m,砂石料通道宽为2.0m钢管架立杆纵向间距为800,横向间距为1000,搭设高度为1.5m;立杆基础铺设30cm碎石砂垫层,再于其上铺5cm厚通长垫木。塔基施工及平面运输布置方案见图1。
2.3 基坑支护
由于地基土质含水量大,呈流塑性,基坑开挖深度较大达5.2m,给施工带来较大困难。我方采用分三段支护,上二段采用H型钢加挡板支护方法施工,第三段采用密排木桩加砂袋的支护方法施工;上段支护时考虑到上层土层多为淤泥,支护的受力大,每间隔一根H钢打一根钢丝绳作为临时拉锚,起稳固支护作用。上段支护距基础和垫层边缘约7~8m,下段支护距基础垫层边缘约2m;坑底必须设排水沟,每个基坑至少设两个集水井,随时将坑底积水用抽水机排出坑外;只有降低基坑及边坡土层的含水率才能保证边坡的稳定。边坡支护具体做法见图2。
图1 塔基施工及平面运输布置图
图2 边坡支户做法图
H型钢加挡板桩的做法:基坑开挖1~2m深时,选用5m长的112.6工字钢,打入上段台阶面以下1.5m以上,开挖时在桩间加插横板用以挡土,当逐渐向下挖时,再于桩顶焊锚环用一级14钢筋或钢丝绳锚拉。
密排木桩加砂袋的做法:下段基坑采用放坡开挖,当挖至坑底时,对坡角采用打入2~3m长的密排圆木桩,木桩间距为@500mm,并用砂袋垒压坡角,以此保证边坡稳定。
2.4 运输及B腿基础施工
本工程施工方法是借鉴桥梁桥墩的施工做法,制作两个直径7m高分别为3m、2m厚度1cm的圆钢筒,且每层钢筒是由三个等边的长度为7.33m厚度1cm半圆弧型组成,此做法排除了钢筒体积大质量重引起的施工运输和安装上的困难,三等分钢筒平面示意图见图3。
图3 三等分钢筒示意图
由于此基础施工处于水稻田处,地质淤泥且积水多土质软,运输车辆无法到达B腿基础施工处,普通的运输方式实施不了。在此,我们尝试钢筒在平台从吊车卸载后,利用现场已有的地形修整出一个斜坡到基础施工基面,并在从卸载平台至B腿基础施工处做一个类似火车轨道的临时运输通道。轨道用较粗的圆木头逐根固定连,此举做法既省时又经济资源还可重新利用。
钢筒三等分后逐个运输,运输方式上人力起主要作用,在已有的轨道上加数根圆木头起滚轴作用。一前一后的交叉替换圆木,前后人员配合是关键。下斜坡段由于等分后的钢筒仍然较重,人力是无法起制动系统。因此在平台上左右各放一台绞磨机对斜坡段钢筒运输起制动作用,牵引绳对钢筒起牵引作用。运输示意图见图4。
图4 钢筒运输示意图
现场基础深需5m,在底层3m钢筒于B腿施工基面就位后,应沿沉桶壁处先行开挖,利用钢筒自身重量,加上现场淤泥质土地基情况,钢筒会自动沉降。施工人员进入筒身内,前期由于现场地下水较多,因此需采取抽水系统,于沉桶内设置集水坑,排出施工人员在开挖淤泥时冒出的地下水。当底层钢筒沉降至与基础底面底面深度时,再考虑安装上层钢筒。上下层钢筒用电焊焊接。两层钢筒组装完后,施工人员继续在钢筒内进行淤泥开挖,利用整体钢筒重量直至钢筒整体完全沉降至地基下停止开挖。等分后的钢筒在就位后进行焊接,筒身内中间部位加四根槽钢对钢筒起固定作用,在筒身内采用钢筒沉井作业法应注意钢筒应分两段制作较为适宜,考虑最上面一段可作为D腿备用,应尽可能争取第二段也能拆卸;节与节之间应有可灵活拆卸的链接方式,A腿形成以后必须注意使B腿钢筒周围受力平衡,避免产生位移,内支撑根据驻筋情况现场调整,可采用井字架,总之必须保证柱筋能出面。
2.5 基础回填
考虑到机械无法进场施工,回填采用人工回填,为防止基础偏移,回填过程中,应遵循塔基四周同时回填,且每回填50cm时,应夯实后方可进行后续分层回填。
铁塔基础施工质量直接关系到以后线路的正常运行,需加强各个环节的质量控制。如提前对重要岗位的人员进行了专业培训,普及安全质量教育知识,实行岗位责任制;预先对材料设备进行检验,制定合理的施工方案,并根据实际情况进行调整;安排有质量监督人员,深入现场进行引导监督。针对错误行为或违规操作,及时指出,严把质量关。总之,该工程在施工前后每一个环节都对质量进行了严格控制,使得错误率大大降低,最终工程顺利完成。
综上所述,电力铁塔的基础性作用不容忽视。特别是一些比较特殊土质基础施工对高压输电线路建设增加了难点,但只要勘测设计、施工、监理人员有高度的责任感,密切配合,科学管理,及时探索采取有效的施工措施和方法,就线路基础分部工程投资得到控制,工期、质量得到保证,并能安全可靠运行。
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2016-1-10