浅谈 云南高海拔 山区输电线路的基础 应用

聂颖涛

中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 云南 昆明 650051

摘要：云南高海拔山区覆盖层以黏土为主，覆盖层下为强、中风化岩石。人工挖孔桩基础及掏挖基础等型式更符合实现环境友好和经济节约的电力工程建设要求，具有社会和环境效益及推广应用前景。

关键词：高海拔；云南山区；输电线路基础；应用

1.引言

当前，我国电网建设快速发展，输电线路走廊及其沿线的工程条件越来越复杂，输电线路基础工程建设中的环境保护问题越来越受到重视，为适应形势发展，输电线路工程应符合资源节约型和环境友好型的建设要求，工程建设中应重视环境保护问题．从输电线路基础工程的角度来说，需因地制宜、合理选择基础型式对减少环境破坏、节约材料至关重要。

2.云南山区基础使用现状及特点

云南山区地层情况覆盖层以黏土为主，厚度0.5~2.0m，覆盖层下为强、中风化岩石，岩石为灰岩、玄武岩、砂岩、泥岩等。常用的输电线路杆塔基础可分为大开挖基础、原状土掏挖基础、复合型基础等，每一种类型的杆塔基础型式都有自身的特点和优势，如采用大开挖基础，优点为有成熟的设计理论和施工经验，铁塔对基础主柱和底板的偏心弯矩较小，但土石方工程量较大，对自然环境有一定破坏，主柱露头高度受限；又如采用原状土掏挖基础，该基础型式土石方量小，对地形和植被的破坏也小，能充分利用原状土的特性，提高基础抗拔承载力，减少基础的侧向变形。同时浇筑混凝土时不需支模，可缩短施工周期，降低施工费用。但使用剪切法计算上拔时不能考虑岩石的抗剪强度，基础体积偏大。

3.岩石嵌固式基础的优缺点

岩石基础嵌固式基础利用机械（或人工）在岩石地基中直接钻（挖）成所需要的基坑，将钢筋骨架和混凝土直接浇筑于岩石基坑内而成。

3.1优点

岩石嵌固式基础型式充分利用了原状土体和岩石良好的承载力、抗剪、抗拔等力学性能，在满足设计荷载条件下，岩石嵌固式基础的体积较常规基础小。同时，在施工时过程中有着基础土石方量和材料量小，无需支模、回填，养护简单，基本不破坏山体自然坡度等优点。

3.2缺点

施工技术要求高，基础成孔质量难以保证。为保证基础周围的岩体结构的整体性不被破坏，目前施工主要依靠人工开凿，辅助采用小型风镐，开挖进度往往不能满足要求。

4.岩石嵌固基础真型试验及分析

鉴于云南地区典型岩石特征，我院于2013年9月在云南富民县百花山风电场进行岩石嵌固基础的真型试验。选取220kV直线塔ZM243作用力为试验数据，该种塔型最大上拔力为476.35KN，水平力为56.47KN。

试验采用快速循环荷载法加载，每级增载速度为预计极限荷载的10%，每级荷载增载量维持时间为20min~60min，每级加载后和下一级加载前各读一次；每级卸载速度为预计极限荷载的10%，卸载维持时间为达预计设计荷载后每级卸量时间间隔20min~60min，每级卸载后和下一级卸载前各读一次；加载时，先加水平荷载后，再加上拔荷载。

图4.1、图4.2为基础被施加水平荷载和上拔荷载后，荷载与位移的关系曲线

图4.1 嵌固式锚桩基础水平力荷载与水平位移Q-S曲线

从上图可以看出，当水平荷载加载至设计水平荷载的220%（即安全系数K=2.2时）时，水平位移为2.503mm，还未达到破坏荷载，但变形阶段为弹塑性阶段。该试验点的弹性变形阶段为0～119.16kN，临界水平荷载为119.16kN。所以该基础水平荷载满足输电线路基础设计规范要求。

图4.2 嵌固式锚桩基础上拔荷载与上拔位移Q-S曲线

从上图可以看出，加载上拔荷载至设计荷载的360%（即安全系数K=3.6时）时，上拔位移为9.675mm，还未达到破坏荷载，变形阶段为弹塑性阶段。该试验点的弹性变形阶段为0～1429.05kN，临界上拔荷载为1429.05kN。所以该基础上拔荷载满足输电线路基础设计规范要求。

5.结论及建议

5.1结论

嵌固式锚桩基础上拔试验全部结束时，各部位的测试结果如下表：

上表各项数据均满足规范要求。

从我院真型实验的结果可以看出，岩石嵌固式基础在云南山区输电线路工程中能满足110kV~2200kV铁塔承载力要求，同时具有安全、经济、环保等特点，符合输电线路“两型三新”建设的目标，可进行推广使用。

5.2建议

1、由于嵌固式锚桩基础一般都用在较软的岩石上，而这类岩体随风化程度的不同，其强度也有很大的不同，加上地表地层的厚度也会有较大的变化，设计荷载时，最好先做试验。如应用参考试验参数时，须仔细比对其实验条件。

2、由于岩土工程地质条件的多样性，加上输电线路跨越区域大的特点，线路基础沿线地质条件相差很大，试验成果只是试验设计参数与相应的地质条件下得到的，相近的地质条件可以参考本研究成果，需大量试验才能适应工程的需要。

参考文献：

1.GB50007-2011. 建筑地基基础设计规范[S]

2.DL/T 5219-2005 架空送电线路基础设计技术规定[S]

3.电力工程高压送电线路设计手册.第二版. 国家电网公司东北电力设计院. 2003年.

4.阮少林. 输电线路岩石基础（承台式群锚桩、嵌固式锚桩）实验研究报告〔R〕. 云南昆明. 2013年