浅谈输电线路岩石嵌固基础选型及施工工艺

尹峰 国网江西省电力有限公司九江供电分公司

现阶段，我国还并未明确岩石嵌固基础选型和施工工艺，通过对大荷载条件下山区岩石嵌固基础的研究，能够为今后特高压工程的实际应用提供基本参考。

一、定义与类型

近些年来，特高压工程建设数量越来越多，输电线路所要承载的杆塔荷载也在相继增大，在此情况下，如果继续应用既往方式，基于自身重量完成上部杆塔荷载的承载，不管是在施工材料选择，还是在材料运输方面都具有一定不足之处，难以紧跟时代发展要求，更好地推动工程建设。当处于大荷载环境下，岩石基础能够借助本身的岩石结构，进一步推进岩土工程勘测，切实减少土石方开挖量。与传统方式相比，无论是在经济性，还是在环保性方面都具有显著优势。

岩土基础本身主要包含两个部分，第一种则为岩石锚杆基础，第二种则为岩石嵌固基础。如果是在特高压工程中，当施工作业人员检测发现为微风化软岩，抑或强度高硬岩的情况下，则可以选择应用承台嵌入式的岩石锚杆群锚基础[1]。当施工作业人员检测发现为强风化—中等风化软岩的情况，则可以选择应用岩石嵌固基础，必要时还可以通过应用旋挖钻施工的方式，并能够确保施工尺寸符合旋挖钻机的基本应用性能。

岩石嵌固基础主要是按照机械作业的方式抑或采用人工作业的方式完成，施工作业人员能够在岩石地基中直接进行施工作业，从而采用机械设备钻进或者人工挖掘，形成基坑，从而直接进行混凝土浇筑作业，在岩石基坑构建形成岩石基础。当处于低电压登记等级的情况下，通常而言，岩石嵌固基础能够广泛应用于强风化岩石条件下，施工作业人员通过直接将地脚螺栓进行浇筑作业，本身的埋深较浅、承载性能较弱，能够广泛应用于电压处于 220 kV以下的自立式杆塔基础上[2]。当处于特高压工程施工过程中，大荷载的施工作业对于施工作业人员提出了更高的技术要求，施工作业人员需要将基础上部进行截面，并将其截面形成圆形，并于底部开始不断扩头。

二、基础选型原则

当对输电线路展开基础选型时，则需要结合地质环境，从平原软土地区、丘陵山区两个方面进行研究。

一方面，对于平原软土地区，当荷载较小的情况下，可以选用板式直柱基础；当施工条件受到限制的情况下，可以选用台阶式基础。在平原软土地屈，如果桩基选型受到泥浆池排污受限等影响，则可以选用台阶式基础完成施工，在施工作业时，通过台阶式基础本身的重力作用，能够切实维护杆塔的稳定性和可靠性。另一方面，对于丘陵地区，当施工场地土体覆盖层较厚的情况，可以选用掏挖基础。而对于岩性较好的情况，则可以选择应用岩石锚杆基础，在具体施工作业时，需要结合施工场地条件，合理选择施工团队和施工设备，从而完成空压机等机械设备的搬运工作，整个施工作业需要保证应用的连续性。通常而言，岩石嵌固基础较为广泛地应用于强风化硬质岩、风化软岩层中。

三、经济性研究

本文则以某工程实验为例进行分析发现，当处于强风化—中等风化泥质砂岩地质条件时，对于埋深相同的情况，采用坛子型基础和掏挖型基础，二者无论是在上部直径，还是在下部直径方面都保持相同状态。通过对混凝土承载性能和混凝土承载力的分析发现，对于埋深较浅的情况，无论是采用坛子型基础，还是直柱型基础，二者在单位混凝土自身的承载能力方面始终保持基本相同的情况，只是坛子型基础本身能够承载能力略微高压直柱型基础。并能够透过试验发现，处于相同埋深的坛子型基础、掏挖型岩石嵌固基础，二者本身的承载性能基本处于相同状态，只有掏挖型岩石嵌固基础与坛子型基础相比，本体混凝土量相对较少，在此情况下，单位体积混凝土承载性能更好一些，随着基础深度的不断增加，承载性能也就越发提高。

四、施工工艺分析

（一）基坑开挖方式

一般来讲，输电线路岩石嵌固基础可以直接采用就地开挖的方式，施工作业人员通过运用铁塔长短腿，并能够灵活调节主柱高度，从而促使塔脚平面能够始终处于稳定和平衡状态。采用此方法，与一般的应用方法相比，能够切实减少开挖量，本身的弃渣量也会有效减少。当施工作业人员展开混凝土浇筑作业时，并不需要应模板和二次回填的方式，就能够完成直接进行坑壁和混凝土的结合应用，切实带动岩体本身粘合力的提升。因此，通过应用岩石嵌固基础无论是在施工工艺上，还是在技术应用成本上，都具有安全可靠、节能环保的效用，是一种应用较为简单广泛、施工成本较低的基础型式。

基坑开挖方式主要有两种，第一种则为人工开凿的方式，第二种则为应用机械设备完成开挖的方式，需要注意的是，在基坑开挖时，应当尽可能避免使用炸药。当施工作业人员采用人工开凿的方式时，将会应用到多种工具，其中主要包括铁锹、钢钎、十字镐等，在实际操作时，施工作业人员需要进行反复清理，确保施工作业环境规范且安全。采用人工开凿的方式，施工操作速度较慢、对于施工作业人员的技术要求较高，需要施工作业人员严格按照操作规范进行，整个开凿过程也需要相对较高的成本支出。例如，在某次输电线路工程施工中，当施工作业人员采用人工开凿的方式进行岩石嵌固试验基础开挖时，对于基坑埋深处于3米且混凝土体积处于3.5立方米，则可以应用人工开凿的方式完成，整个岩石嵌固基础开挖时长为 15 d，施工效率较低。

采用风镐掏挖也是一种较为常见的施工方式，施工作业人员借助空压机的力量，能够将整个风镐带动起来，并能够通过应用尖状钻头完成打击效用，一旦出现很难进行挖动的岩石条件，则可以采用调高空压机功率的方式，促使风镐掏挖的适用性相对提高。原则上应当尽可能避免运用炸药完成爆破作用，但是在必要条件下，也可以应用少量炸药完成松动爆破的效果，采用此方法能够起到打闷炮的效用，进而能够灵活调动底部岩石，促使基础岩石处于松动状态，之后安排相应的施工作业人员完成清洁作业。采用此方法相比于人工开凿的方式具有一定的应用优势，爆破速度较快、施工成本较少，但是整个施工作业很容易滋生各种安全隐患，甚至造成人员伤亡。而且炸药采买非常困难，如果施工作业人员操作不当，很容易造成坑壁松动的情况。

需要注意的是，整个施工作业应当加强安全管控，尽可能提高施工安全。对于已经风化严重的岩石基础，则需要安排施工作业人员设置好护壁装置，从而提高岩石基础稳定性。

人工开凿本身的施工效率较低，为了有效带动施工效率低提高，各个部门也开始逐渐加大研究力度，并研发出旋转钻机，从而进一步提高岩石基坑开挖效率，切实减少人工开凿的安全隐患，保证整个施工作业的安全性和规范性。如果是在掏挖型岩石嵌固基础进行工程施工，可以优先选择应用履带式旋挖钻机机械，从而完成基坑开挖作业，切实保证开挖效果和开挖效率。

（二）施工质量要求

输电线路岩石嵌固基础施工的质量要求较高，需要施工作业人员能够加强施工技术研究，从而切实保障施工基础上拔的稳定效果。尤其是当施工作业人员展开基坑掏挖成孔时，需要确保整个施工作业的安全性和稳定性，避免由于掏挖对输电线路岩体结构造成破坏，从而确保整个岩体结构的稳定性和可靠性，从而确保岩体性能稳定。

需要明确的是，无论采用哪种基坑开挖方式，都需要对坑壁进行保护，避免任意开挖造成坑壁破坏。当施工作业人员对整个岩石嵌固基础开挖到底部时，需要严格遵循施工规范完成开挖，确保扩头本身抗冲切强度性能强，避免出现超挖的情况。而混凝土浇筑需要保证浇筑成型，而对于塔基位置，则需要相应做好散水坡、排水沟，避免在雨水作用下，对基坑施工场地环境造成破坏。

在输电线路中，岩石嵌固基础主要应用于两种岩层结构，第一种则为全风化硬岩，第二种则为强风化—中等风化软岩，基于开挖形状和成本因素进行考量，对于埋深处于2米以下的情况，则可以运用坛子型岩石嵌固基础，对于埋深处于2到5米范围内的情况，则可以运用掏挖型岩石嵌固基础，对于埋深超过5米的情况，则可以运用掏挖型岩石基础[3]。

五、结论

综上所述，对输电线路岩石嵌固基础选型及施工工艺展开分析具有十分重要的意义。对于岩石嵌固基础，基坑开挖应当采用人工开凿、风镐掏挖相结合的方式，尽可能避免应用炸药完成松动爆破。并能够对技术、成本等因素进行充分考量，从而进一步明确输电线路基础选型和施工工艺。