电网高压输电线路铁塔基础设计浅析

邓咸俊

（国网四川省电力公司广安供电公司，四川 广安 638000）

电网高压输电线路铁塔基础设计浅析

邓咸俊

（国网四川省电力公司广安供电公司，四川 广安 638000）

铁塔基础设计是输电线路建设中非常重要的部分，基础施工过程中的劳动总量、工程造价和工期消耗量都占整个电网工程的主要部分。在设计输电线路铁塔基础的过程中，要充分考虑铁塔选型、承受电压等级、所在地区地质特点、环境风速等条件，建立一套完善的设计规划和施工方案，保证铁塔的安全性、实用性和经济性。本文对高压电网输电线路铁塔基础设计过程中的铁塔基础设计原则、常用基础选型比较等方面进行了深入地探讨，并对铁塔基础设计和优化过程中要注意的一些问题进行了分析，对实际施工过程有一定的指导意义。

高压输电线；铁塔设计；基础设计；基础分类

高压电网设计过程中输电线路的设计是一项非常重要的内容，其中，铁塔基础对输电线路提供支撑，是保证输电线路安全的重要设施，对电力系统的安全稳定运行具有非常重要的影响。因此，必须通过创新的科学技术和优化方案，努力加强铁塔基础设计相关领域的研究，这样才能保证当前快速增长的电网建设需求。

一、铁塔基础设计原则

（一）选型原则

不同铁塔在施工、造价和占地上都有着不同的标准和要求，因此选择合适的铁塔基础形式十分重要。对于新建工程，通常要选择直线杆；对于跨越和转交位置要使用角铁塔，这种方式相对简单，对提高线路安全很重要；对于回归线路较多的施工，通常使用占地较小的铁塔，否则会造成杆顶的变形，进而增加基础维护费用；对于线路老化的更新工程，要适当提高铁塔高度，缩小水平距离。在进行基础设计时，不仅要满足经济和安全的需求，还要满足环境的要求。

（二）设计原则

铁塔基础设计是输电线路中最重要的基础部分，铁塔基础设计的选型，对输电线路的施工建设具有决定作用。由于地质原因，目前基础形式分为很多类型，通常是首先浅埋，然后适当增加地板基础尺寸，提高基础自重等方式保证铁塔的稳定。直线塔和承力塔则常使用深埋方式。

二、铁塔基础设计

（一）常用基础分类

常用的铁塔基础设计主要包括如下几种类型：掏挖基础是指使用土体的本身特性让混凝土自然成型，这样不仅能够节约时间和成本，而且由于开挖土量较小，施工过程也非常简单。人工灌注基础是通过土体本身让混凝土自然成型，考虑到施工安全等问题，需要设计护壁。这种方式的施工相对复杂，适用于人工条件下，基础作用力大、地形或地质条件影响较大的领域。台阶基础主要利用土体与铁塔的自重来达到抗倾覆和抗拔的要求。但是由于大开挖形式的基础土方量较大，因此会严重影响周围的环境。直柱板基础利用土体与铁塔的自重来达到抗倾覆和抗拔的要求，使用地脚螺栓连接铁塔。这种方式在无地下水的区域比较适用，尤其是运输困难的塔位。斜柱插入基础同样利用土体与铁塔的自重来达到抗倾覆和抗拔的要求，主要特点是塔腿和斜柱的主材坡度保持一致，因此降低了配筋，是非常经济的一种基础类型。在实际施工过程中，斜柱插入基础在无地下水环境的各类岩土上都非常适用，对钢筋量和混凝土量的需求较小，所以从投资角度考虑，可以设为首选基础；掏挖基础在无地下水环境下的软岩和黏性土中比较适用，土方量开挖较小，对保护环境，降低投资十分重要，可以设为常用基础；台阶基础适合各类岩石，有地下水时施工非常方便，但是投资相对较高；直柱板基础适用于无地下水的各类岩石，投资较高；人工桩基础适用于黏性土和软岩中，基础作用力较大，投资费用较高。

（二）铁塔基础电算分析

随着科技的发展，计算机技术也得到了广泛地推广，为很多工程计算类问题带来了巨大的便利。高压电网铁塔基础设计需要依靠计算机辅助软件对铁塔的力学特性进行分析计算，现在常用的设计软件包括铁塔基础优化设计软件、钻挖孔灌注桩基础设计软件等。通过上述软件的分析，施工人员能够对铁塔基础的上拔稳定、下压、地基和倾覆稳定等相关参数进行计算，同时还能综合考虑基础构建的构造要求和承载力，进而设计最优化的铁塔基础施工方案。

（三）特殊施工环境下的铁塔基础设计

对于山区地质条件下的铁塔基础设计，之前的做法通常是先开平基面，然后再深挖基础，这种方式的施工周期较长，而且会对周边山林的生态环境造成很大的影响。考虑到山地的坡面高低不齐，无法完全保证基础的4个腿基同时稳定，这时就需要对铁塔的长短腿进行适当地调整，将铁塔基础设计成长短颈的形式，以弥补地面的高差不足。基础的高差大小要与长短颈相适应，并开少量基面。完成基础以后，要将坡面推平，使山地的面貌恢复原样。河坎、道路周边的铁塔基础设计中，铁塔位置的提供通常不尽如人意。尤其是在车道与河道形成的路夹中，无法布置常用的正方形基础。这时如果换成灌注桩等基础类型又会显著提高工程造价。因此，我们可以将基础底板设计为长方形，将立柱设计为正方形，立柱的边和底板的边不平行，并分别设置在塔身和路边。

（四）铁塔基础在设计时需要注意的问题

对于地质松软的地区，进行灌注桩设计时要按照实际情况合理增加钢筋的保护层厚度，并适当提高施工混凝土的设计标号，同时，根据混凝土的抗裂要求采用较小直径的群桩。在施工现场需要进行及时地清理和开挖，塔位中心桩需要保留，它可以作为柱顶标与基础洞底标高校核的参考对象。如果去除了中心桩，要把中心桩从设施中引出。对于根开较小的直线塔，不宜按照高低腿方式进行设计。对于不稳定的山体，要构筑一个护坡，护坡的施工过程要保证嵌入地基的稳定，同时要留有一定的排水孔。

结论

本文以实际应用为基础，对高压输电线路铁塔的基础选型与设计进行了深入地研究。输电线路的铁塔基础在设计的过程中，要充分考虑铁塔选型、铁塔电算、承受电压等级、所在地区地质特点、环境风速等条件，建立完善的设计规划和施工方案，保证铁塔的安全性和经济性。随着我国经济的快速发展，输电线路铁塔基础的设计日益重要，在实际的工程建设中，如何提高铁塔的可靠性、稳定性和安全性，是未来电网建设领域研究的重要课题。

［1］傅春衡.高压输电线路铁塔结构设计几点分析［J］.电力建设，2003（1）：28-36.

［2］周文涛，韩军科.输电铁塔主材加固方法试验［J］.电网与清洁能源，2009（7）：35-44.

TM726

A