摘要：目前，随着我国用电负荷的强劲增长，输电线路的输电容量、规模均不断扩大，杆塔所受的荷载相应地不断增加，进而导致基础的材料耗量、施工难度也相应加大。因此，在保护环境的同时能节约工程造价、减少施工难度，一直是输电线路基础设计追求的目标。本文在此对输电线路设计过程中的几个设计注意事项做了逐一分析。
关键词：输电线路；设计；基础；基面
一、路径选择
路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。为了做到既合理的缩短路径长度、降低线路投资又保证线路安全可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返3～5趟才能确定出最佳方案，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。
在工程选线阶段，设计人员要根据每项工程的实际情况，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研，进行多路径方案比选，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少，地形条件较好的方案。综合考虑清赔费用和民事工作，尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。
在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性（如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等），个别特殊地段更要反复测量比较，使杆塔位置尽量避开交通困难地区，为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。
二、杆塔选型
不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同，杆塔工程的费用约占整个工程的30%～40%，合理选择杆塔型式是关键。
对于新建工程若投资允许一般只选用1～2种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔，材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的安全水平。对于同塔多回且沿规划路建设的线路，杆塔一般采用占地少的钢管塔，但大的转角塔若采用钢管塔由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形，基础施工费用也会比角钢塔增加一倍，直线塔采用钢管塔，转角塔采用角钢塔的方案比较合理，能够满足环境、投资和安全要求。
针对多条老线路运行十几年后出现对地距离不够造成隐患的情况，在新建线路设计中适当选用较高的杆塔并缩小水平档距可提高导线对地距离。在线路加高工程中设计采用占地小、安装方便的酒杯型（Y型）钢管塔，施工工期可由传统杆塔的3～5天缩短为1天，能够减少施工停电时间。
三、输电线路基础设计
1、基础选型
1.1采用原状土基础
山区线路地质多为不同风化程度的岩石、岩石的残积层或硬塑、坚硬状态的粘性土覆盖层，这样的地质条件适合于做岩石基础（分为直锚式、嵌固式、承台式等）或掏挖基础（分为直柱、斜柱、全掏挖、半掏挖等）等原状土基础。这类基础能充分利用原状土的力学性能，提高基础抗拔承载力，施工方便，同时避免了基坑大开挖，减少了土石方工程量，在减少工程造价方面有很大优势，而且可以消除大开挖基础回填土质量不可靠造成的安全隐患。另外，这类基础可大大减小对周围环境的破坏，符合“环境友好型”的要求。
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1.2铁塔采用全方位不等长接腿
输电线路经过的地形千差万别，当铁塔位于斜坡或台阶地时，各塔腿之间会形成高差，若铁塔采用平腿设计，则降基处理的土石方量较大，且降基完成后容易形成高边坡，若不处理会危及铁塔安全运行，处理则会增加工程造价。此时，采用有全方位不等长接腿设计的铁塔具有较大优势。考虑设计的工作量及现场地形的适用性，长短腿的最小极差一般取为1.5ｍ，最大高差则根据沿线塔位的地形合理选取。铁塔采用全方位不等长接腿与平腿相比较，虽然单基塔重、基础作用力均有不同程度的增大，但能大大减小基面开方、减少施工弃土，在环境保护、减少工程造价方面均有较大优势，而且，根据地形采用短接腿时，塔重可有部分减轻。需要注意的是，由于采用长短腿，铁塔各腿的基础力及基础根开均有变化。
1.3采用主柱加高基础
平地地形的基础主柱露头值一般取为0.2ｍ，但若塔位处于山坡地形，按照0.2ｍ的露头值则往往在基础保护范围内缺少抗拔土体，不能满足抗拔要求。此时可采用主柱加高基础，即将常规基础（按照露头值0.2ｍ设计）的主柱按照需要加高适当的高度（通常取0.5ｍ为一个级差），以此形成一个系列基础，根据塔腿地形的陡缓程度，并配合不等长接腿合理选用。采用主柱加高基础时，设计基面以上的土体实际上并不挖除，这样不仅可以减少土石方的开挖量，维持原始地形地貌，保持塔基稳定，而且可以减小塔腿基降，铁塔高程相应地提高。另外，一个系列基础的立柱宽度及底板的宽度、厚度一般也保持一致，可方便模板的加工及重复使用，而且，底板的钢筋长度、规格也大多一致，若为斜柱基础则地脚螺栓的火曲角度也一致，备料、加工时均较为方便。
2、基面处理
2.1开挖排水沟基础施工时，基面及基坑土石方的开挖会使原状稳定土体受到扰动，而且有时施工弃土堆积在塔位边坡上，增加了边坡的附加压力，在雨水、山洪及其它地表水的冲刷、侵蚀下，容易产生塌方和滑坡。因此，保持通畅良好的基面排水，有利于挖方边坡及基础保护范围外临空面的土体稳定。对于下边坡土质密实、植被良好且地形较为平缓的塔腿，可直接以桩位为中心向外围作3％散水，使基面汇水自由流出塔位。若塔腿下边坡地形陡峻，此时需在塔腿外侧开挖环形基面排水沟，使基面汇水沿排水沟至远离塔位20ｍ外的地形较缓处排出。另外，若与塔位相连的山体高于塔位且塔位上方存在汇水面，此时需在塔位上方依山势开挖“︹”型截水沟，以拦截和排除周围山坡内的汇水。排水沟的内壁采用石材（可就地取材）浆砌，以保证流水不会下渗且沟壁经冲刷不会坍塌。对于土质含砂量较高、粘性较差，或表层为强风化岩石，颗粒很松散的排水沟，更需保证排水沟内壁的浆砌质量。
2.2做混凝土护面当塔位地质为质地较软且完整性较好的强风化岩石时，常采用嵌固式岩石基础。为防止降基后基面岩石继续风化，每个塔腿的基面表层做混凝土护面。对少数风化和冲刷特别严重的塔位，整个基面表层全部作护面，个别塔位挖方后的放坡面及长短腿间的坡面，有岩石剥落或风化物坍塌时，亦做水泥砂浆或细石混凝土护面。护面宜在线路施工后期进行，以防止施工中塔材、零部件及机具等砸、压坏护面。另外，在做护面前，基面表层的泥土、杂物须清除干净，且护面应依基面排水坡度作为斜面，以利基面排水。
3、边坡处理
3.1放坡处理途径丘陵、山地地形的线路工程，经常会由于基面开挖而在塔腿外侧形成边坡，在雨水冲刷、侵蚀下，易产生土体剥落和坍塌，导致塔材被砸坏或被掩埋，影响铁塔安全运行。设计时一般要求对此类边坡进行放坡处理，并对坡脚采取加固措施。按照规范要求，边坡允许坡度值应根据当地经验，参照同类土层稳定坡度确定，土质良好、地下水不丰富时，线路工程中常见的地质类型可按下列要求取值：（1）强风化硬质岩石可取1：0.35～1：0.5；（2）强风化软质岩石可取1：0.75～1：1；（3）密实的碎石土可取1：0.35～1：0.5；（4）硬塑的粘性土可取1：1～1：1.25。另外，在降基设计时，充分考虑地质、地形情况，控制边坡高度，一般土质边坡高度不宜超过5m，岩质边坡高度不宜超过8m，以减小后期放坡处理的施工难度及运行时的安全隐患。
参考文献：
【1】DL/T 5219-2005，架空送电线路基础设计技术规定。
【2】电力工程高压送电线路设计手册（第二版）. 中国电力出版社,2003,1.
论文作者:买买提艾力•吐拉克,艾尼瓦尔•阿布
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：基础论文; 线路论文; 杆塔论文; 地形论文; 铁塔论文; 岩石论文; 排水沟论文; 《电力设备》2019年第22期论文;