２０１７年９月上 电力讯息１０３ 浅析输电线路铁塔基础设计与优化 林文玉（福建永福电力设计股份有限公司，福建福州３５０１０８） 【摘 要】随着我国电力事业的不断持续发展，输电线路铁塔基础的设计问题也受到了普遍的关注。由于铁塔的基础工程很容易受到具体的环 境因素与其他不利的人为因素的影响，而导致整体的质量达不到国家规定的标准。本文主要探讨的是影响输电线路铁塔基础设计的因素，着重 指出了优化输电线路铁塔基础设计的具体措施。 【关键词】输电线路；铁塔基础；设计；优化 【中图分类号】ＴＭ７５３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００６—４２２２（２０１７）１７—０１０３—０２ 基础工程是输电线路工程体系的重要组成部分．其设计 的优劣直接关系线路工程的安全运行、工程造价控制和工程 对环境的影响程度。因此必须通过一系列的方法和手段．不断 致铁塔的实际抗倾覆性差．避免给日后的工程施工埋下巨大 的隐患 ２输电线路铁塔基础型式选择和优化的基本 原则 在基础方案选择时．应遵循下面的原则： 优化和加强铁塔基础设计的合理性与科学性．才能更好地避 免由于发生事故而造成的电网瘫痪．给人们的日常生活带来 安全威胁与不必要的财产损失 （１）应符合相关法律、法规及规范、规定要求。 （２）应注重环境保护和可持续发展战略。在安全、可靠的 铁塔主要是利用基础将实际所承受的各种荷载传递到地 前提下，尽量做到经济、环保，减少施工对环境的破坏。应尽可 基之中的，因此对于铁塔基础的设计显得尤为重要．尤其是在 能充分利用原状土地基承载力高、变形小的良好力学性能．因 些超高压甚至特高压输电线路的设计上。输电线路铁塔基 地制宜采用原状土基础 础在实际的设计选型过程中会受到方方面面因素的影响．要 （３）充分发挥每种基础型式的特点，结合地形、地质特点 结合具体塔位的地形及水文条件特征。还要考虑到地基本身 及运输条件．综合分析比较。选择适宜的基础型式．注重施工 的复杂性灵活地选择。整体设计要从线路的安全性与可靠性 的可操作性和质量的可控制性。 １影响输电线路铁塔基础设计的因素 一出发，充分考虑上部铁塔传递的荷载特点，还要考虑铁塔和输 （４）对不良地基，提出特殊的基础型式和处理措施。 电线路所处的位置，考虑基础与铁塔二者之间的作用与实际 基础的设计优化应遵循以下主要原则： 的受力情况。铁塔基础埋深并不是很深．因此在具体设计之前 （１）优化计算采用的理论、计算公式应合理、科学，有权威 必须充分考虑到一些可能影响到它的因素。①输电线路的铁 的、经过论证并发布的理论依据及相关研究、试验结果作为支 塔基础设计一定要综合分析铁塔的受力特点．总结出具体的 持，一般应具有现场试用的经验。 规律。可以利用一些专业的软件对基础的受力情况进行全面 （２）对环境的影响较小，符合节能减排的要求。充分贯彻 系统的分析，得到最准确的基础底部承受的上部压力数据．然 环境友好型的原则 后再根据这些数据对地基的实际承载力进行精准的计算 ② 要考虑到塔位地质情况，了解地基强度以及具体的特点。由于 基础是钢筋混凝土浇制而成，与实际地基土的刚度存在很大 的不同，因而只有结合实际的地质环境，了解到基础受力与土 层之间的关系，才会避免基础底板出现弯曲或者由于受压过 （３）经济性指标合理，应用效益显著。 （４）基础型式对现场地形、地质及交通运输条件的适用性强。 （５）充分考虑施工难度及现场的可操作性。 ３优化输电线路铁塔基础设计的具体措施 对于输电线路铁塔基础设计的过程，不仅要遵循结合当 地的地质、地貌、水文条件等的设计原则，同时也要采取其他 设计理论和基础材料．按照实际的受力情况合理配置基础钢 合理的措施．提高实际设计的优化程度。 筋，避免由于配筋发生偏差而导致基础结构设计的不合理．导 《 、护痧、驴 大而出现基础变形。③要结合施工工艺特点．选择符合实际的 ３智能电网调控一体化在实施过程中需要注 故的出现，可以及时进行处理。电网智能调控一体化实现了运 意的问题 虽然智能调控一体化可以为电网运行带来很多好处．但 还有些问题要注意。①及时把握系统的更新情况。完成对系统 的升级和改造。因为很多信息资源会不断累积．所以，怎样处 理好这些信息资源是建设电网智能调控一体化的基础。所以， 行、监控和维护管理于一体．是电网调度人员对电网复杂的运 行方式进行及时应对。增强了运行管理人员处理紧急任务的 能力。总之，电网智能调控一体化是现在发展的必然趋势，是 电网智能化的有效保障。 施工单位要根据不同的信息采取不同的处理方式．使信息的 呈现方式更加清楚明了；②要注意结构的配置优化。合理规划 人员的数量，利用好人员，所以，这一方面需要相关部分对系 参考文献 ［１］车国芳．电网智能调控一体化对电网管理的影响分析［Ｊ】．数字技术 与应用．２０１５．０１：２１５． ［２］崔建喜，陈其凤．电网智能调控一体化运行管理模式研究［Ｊ】．机电信 统机构很明确，然后确立不同的工作岗位。配网自动化设备也 息。２０１４．１８：１７４～１７５． 是在进行智能化得同时必须的设备。而就目前我国的情况来 ［３］赵亮．地区电网智能调度理论与管理模式研究［Ｄ］．华北电力大学， 看，配网自动化的实施还有待进一步的提高。 ２０１２． ４结束语 综上所述，实施电网智能调控一体化可以对电网进行很 收稿日期：２０１７—８—９ 好的运行管理，保障对其运行状况进行实时的监控，如果有事 １０４电力讯息 ２０１７年９月上 ３．１加强铁塔基础结构的设计安全 目前．架空输电线路常用的基础型式主要有原状土基础 和开挖回填类基础两大类．由这两大类又可延伸出其它许多 制，因而必须采用这种设计方式来具体应用。由于工程需要的 露天的岩石上进行。因而在实际的过程中必须充分考虑到岩 石的硬度以及具体的特点．合理安排和利用的施工材料 这种 方式虽然实际的施工难度有些大．但是减少了对土地地表层 的植被破坏．在一定程度上也可以减少水土流失．因而只要突 破了岩石作业的施工技术，也可以被广泛应用。输电线路工程 基础型式。每一种类型基础都有自身的特点及其适用务件，因 此对于基础型式的选择一定要充分结合实际的地理环境．结 合具体地质、地貌、水文特点、施工条件等多方面的综合因素 进行考虑，一定的不能够按照自己的主观想法随便地选取，要 中常用的岩石基础型式有直锚式、承台锚杆式和嵌固式。直锚 选择最适合的类型的才行。设计师在实际的设计过程中还要 式岩石基础由于基础本身的承载力不高，仅适用于基础力较 充分考虑铁塔的整体稳固性、安全性、经济性，要精准地计算 小的杆塔。（６）桩基础。目前输电线路中采用的桩基础主要是钻（冲） 出铁塔的基础受力情况，才能有助于更加科学地选择适合的 孔灌注桩基础和人工挖孔桩基础．人工挖孔桩基础施工开挖 塔基类型 ３．２提高铁塔基础的选型分析 对于输电线路的铁塔基础设计可以进行不同的分类选 量较小，对环境破坏小，适用于地下水较深的土、强风化岩石 塔位。钻（；中）孔灌注桩基础一般用于土质较差、持力层较深的 型。开挖回填类基础主要有板式基础、台阶式基础和联合式基 础。原状土基础主要有掏挖基础、岩石基础和桩基础三大类。 （１）板式基础。这种基础的特点是适应地质务件广．施工 方法简便．是目前工程设计中较为常用的基础型式，在具备机 械开挖条件时．施工效率可大大提高。缺点是此种基础对土体 扰动较大，回填土虽经夯实后亦难恢复到原状土结构强度，且 开挖量大、弃土易造成滑坡。影响基础稳定，植被破坏和水土 流失严重。塔位环境易破坏．从而影响基础稳定，在山区斜坡 地面处的塔基位置往往形成人工高边坡．容易崩塌滑坡造成 基础滑移。根据基础立柱是否向塔位中心倾斜，板式基础可分 为直柱基础和斜柱基础。在实际的设计过程中，设计师需要结 合坡度的实际情况．对基础柱子的正面和底板的面积进行科 学合理的设计，在一些地板上相对比较薄的地方，必须设计添 加钢筋加固的结构．以更好地增强地基的牢固程度。 （２）台阶式基础。由于这种选型方式的对于的基础的稳固 性特别高．因而相对而言应用的比较常见。它无需在基础内部 放置铜筋．只要把握和控制好基础地板的台阶高度即可 这种 类型不需要太多的钢筋材料，只需要合理控制混凝土的用量， 因而如果在一旦发现设计与实际施工存在某些不一致的地方 就可以根据实际情况灵活地调整。由于这种方式具有很强的灵 活性．因而可以大大地提高施工效率．缩短工期。台阶式基础一 般用于承载力好．压缩性较小的地基，可分为直柱式和斜柱式。 目前。此类基础仅用在地下水位较高等特殊条件的塔位。 （３）联合基础。这类基础埋置于经夯实的回填土体内的， 承受较大倾覆力矩．由于施工较复杂且耗用材料又多，故只有 在荷载大、地基差的条件下，用其它类型基础在技术上有困难 时方可采用 联合基础适用于地下水位较高基础需浅埋、基坑 不易开挖成型且地基易产生不均匀沉降的塔基，基坑开挖一 般在３ｍ之内。 （４）掏挖基础。这种类型的设计对基础地板和实际荷栽能 量的要求比较高。这种类型的操作工序比较简单，只需将提前 制作好的土胎安全地放到地板上就行了．不需要像其他类型 一样反复地进行填土．因而大大节省了施工过程中的人力成 本，而且也避免的填土过程中对环境和植物带来的破坏。但是 这种方式受到土地的水文环境因素制约比较强．在具体的施 工前一定要充分考虑到地下水位的特带你。要反复到实地进 行勘察、研究、分析，明确基础不会受到水位的升降影响而影 响到实际的工程质量 目前主要采用的掏挖基础型式有直掏 挖基础和斜掏挖基础。直掏挖基础可分为全掏挖和半掏挖。斜 掏挖基础兼具原状土基础与斜柱式基础的优点，但对地质条 件及施工工艺要求均较高。另外．还可采用直掏斜插式掏挖基 础与带斜柱直掏挖基础．在保护环境及减少基础材料用量方 面均有显著效果 直掏斜插式掏挖基础可在柱顶设置偏心 （５）岩石基础 如果输电线路的基础不得不设置在一些风 化的岩石上的时候．采取其他的方式可能就会受到一定的限 可塑、软流塑的水田河网地区及需抵抗水流冲刷及飘流物撞 击的河道跨越位置等。采用钻机钻出桩孔或利用冲孔机的冲 锤冲击成孔。基础施工需要大型机具．施工工艺要求较高、施 工难度大．成桩后需进行基桩完整性检测或同时进行承栽力 检测，且对成孔机械进出场条件要求较高，施工费用较高。另 外，施工过程中废弃泥浆、油污等对环境存在一定污染。 ３．３重视铁塔基础的细节检查 要想保证整个的工程质量，除了采取科学合理的设计方 法．选用适合设计类型外，还必须充分关注到每个基础设计存 在的一些细节方面的问题，有效的查缺补漏，促进整个工程设 计的完善。例如．在实际的铁塔基础设计过程中要仔细地查看 在对地基的承载力计算时．实际的数值是否控制达到了的 ８０％以内的：对地基的对上层的荷栽能力是否进行了充分的 测试．是否充分考虑到了地基的沉降问题；对基础结构的设计 是否充分考虑到了的结构整体的稳固性而对地基进行了良好 的加固处理，避免出现地基变形等严重问题；在基础设计过程 中还必须提高实地勘察的质量。真正做到前期的工程设计与 实际的工程施工有充分的一致性 ４总结 综上所述．铁塔基础的设计研究．对保障输电线路的安全 运行具有重要的意义。只有根据不同的地形条件并且结合地 质的具体特点．才能进行科学合理的基础选型工作，在一定程 度上降低工程造价。科学合理的输电线路铁塔基础设计，不但 可以维护和保证输电铁塔的稳定与安全．更能够转变我国电 力工作中环保、节约、优化的设计理念。从而更好地推动我国 电力事业的发展．而且也最大限度地实现了整个输电线路的 安全运行。 参考文献 ［１］曲以楠．关于输电线路铁塔基础设计探究［Ｊｌ＿黑龙江科技信息， ２ｏ１４，３１：１２６． ［２］吴力．试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化［Ｊｌ＿机电信息， ２０１４，０３：１３３＋１３５． ［３］兰长俊．架空输电线路铁塔结构与基础设计要点研Ｃ－［Ｊ］．低碳世界， ２０１４，０７：５６－５７． ［４１刘庆广．关于输电线路铁塔基础设计的几点思考…．通讯世界， ２０１４，１４：３３－３４． ［５］郭贤松．探讨输电线路铁塔基础设计［Ｂ广东科技，２００９，０４：１３８－ 】３９． 收稿日期：２０１７—８—９ 作者简介：林文玉（１９８２一），男，汉族，福建南安人，工程师，硕 士研究生．主要从事高压输电线路结构设计工作。