某特高压输电线路基础选型设计研究

摘要：在架空输电线路基础设计中，最重要的工作就是为每基杆塔选择合适的基础型式。因此，在设计过程中首先需要对输电线路沿线现场进行系统勘察，确保基础资料的准确性。而±800kV酒湖线全线贯穿中国西北及华中第区，全线地质情况差异较大，因此有必要对全线杆塔的基础选型做出研究。

关键词：特高压 基础选型 设计

1 工程概况

某特高压直流输电线路工程起点位于甘肃省某市，终点位于湖南省某市。线路航空距离2062.5km，路径全长约2381.93km（1%裕度）;线路曲折系数1.155。线路途经甘肃 、陕西、重庆、湖北、湖南4省1直辖市，其中甘肃境内长度1260.1km，陕西境内长度458.9km，重庆境内长度103.3km，湖北境内长度203.5km，湖南境内长度356.13km。沿线海拔在0～3100m之间。

该工程沿线地形比例为：平地16.0%，泥沼河网4.1%，沙丘及沙漠地形为2.0%，丘陵21.8%，一般山地35.6%，高山大岭17.9%，峻岭2.5%。

2 工程地质及水文条件

（1） 沿线地貌类型多，甘肃段主要为沙漠和戈壁滩盐沼、中低山、山间凹地、冲洪积平原、黄土梁峁塬、丘陵和河流阶地等;陕西段主要为黄土梁峁塬、高山大岭、山地、丘陵和阶地等;重庆段主要为峻岭和高山大岭;湖北段主要为高山大岭、中低山、丘陵岗地和山间盆地;湖南段主要为丘陵、冲洪积平原，其次为低山和山间凹地等。

（2） 沿线地质条件复杂。甘肃段主要为粘性土、沉积土层及沙层，卵石、砾石及砂类土、碎石土、泥岩、砂砾岩、花岗岩、角闪岩，局部有小型沙丘;陕西段主要为黄土、黄土状粉土、粘土、粉质粘土或残积土、砂岩、片岩、灰岩、千枚岩等;重庆段主要为碎石土、粉土及粘性土、砂岩、页岩、花岗岩等;湖北段主要为粉质粘土、页岩、泥岩、粉砂岩、灰岩等;湖南段主要为残坡积粘性土和冲洪积粘性土及少量砂土、硬质岩石和软质岩石等。

不良地质条件主要有沙漠风积沙、盐渍土、湿陷性黄土、岩溶地质和液化土等。盐渍土主要分布于甘肃段戈壁地区盐沼地貌;湿陷性黄土主要分布于甘陕境内黄土梁峁塬地貌，湿陷等级多为Ⅱ～Ⅳ级，属自重湿陷性黄土场地，湿陷性敏感;岩溶地质主要分布于湖北、湖南境内的高山、中低山地貌;液化土主要分布于河流阶地及沅江跨越段。

（3） 沿线大部分地段地下水埋藏较深（大于10m）。在河流阶地、盐沼、冲洪积平原及山间沟谷地段地下水埋藏浅，地下水位埋深一般1～5m，地下水类型为孔隙潜水。除甘肃段地基土、地下水对混凝土和钢筋存在强、中、弱腐蚀外，其余地段一般情况下对混凝土和基础钢筋具有微腐蚀性。

3 一般地质条件下基础型式选择

根据工程的地形、地质特点和安全、经济、环保的原则，分别按本工程一般地质条件，如粘性土地基、上覆土岩石地基、岩石地基和软土地基等，对铁塔拟采用的基础型式进行了详尽的工程量分析及技术经济比较。

通过对适合上述地形、地质的多种型式进行选型比较，推荐本工程一般地质条件下所采用的基础型式如下：

（1）粘性土地基

对于地下水埋藏较深的硬塑粘土地质，推荐采用掏挖基础。其他地质条件采用斜柱扩展基础，对于不适宜采用斜柱基础的塔位，采用直柱扩展基础，并考虑立柱偏心布置或地螺偏心布置。

（2）上覆土小于2m岩石地基

对于微风化或中风化岩石塔基，优先推荐采用岩石锚杆基础;

对于强风化的岩石，因地制宜地采用岩石锚杆或岩石嵌固基础。

（3）上覆土2m～4m岩石地基

根据基础作用力的大小采用掏挖基础或挖孔基础。

（4）软土地基

对于悬垂塔，优先推荐采用机械钻孔单桩基础，当交通条件较差时，可采用直柱板式扩展基础，并对立柱偏心布置或地螺偏心布置。

对于耐张塔，交通条件较好时，推荐采用机械钻孔单桩或多桩承台基础。当交通条件较差时推荐采用直柱板式扩展基础，并对立柱偏心布置或地螺偏心布置。当塔位远离居民区，施工噪音不会对居民生活产生影响，交通条件较好且相对集中时，可采用PHC管桩基础。

4 不良地质条件下基础型式选择

工程沿线所经不良地质地段主要有沙漠风积沙地质、戈壁地区、湿陷性黄土地区和岩溶地质等。

通过对上述不良地质地段工程特点的了解和掌握，推荐适用于不良地质地段的基础型式。

（1）沙漠风积沙地质

推荐采用斜柱扩展基础，对于不适宜采用斜柱基础的塔位，采用直柱扩展基础，并考虑地螺偏心布置或立柱偏心布置。

（2）戈壁地区

尽量因地制宜采用原状土基础，如掏挖基础和挖孔桩基础，并采取必要的安全防护措施，对于采用原状土基础不便于掏挖成孔时，推荐采用斜柱板式扩展基础。

（3）湿陷性黄土地质

1） 对于基础作用力较小的悬垂塔位、或者位于非湿陷性黄土地基的塔位、或者位于非自重湿陷性黄土的轻微湿陷性场地的塔位均可采用直柱掏挖基础;

2） 当塔位所处地段湿陷性黄土覆盖层较厚且桩基础不宜穿透时，且塔位地形容易汇水时，建议采用开挖类基础，如直柱柔性扩展基础，并对地基进行处理措施;当塔位地形不易汇水时，也可采用直柱掏挖基础或挖孔桩基础;

3） 对塔位位于坡度较大的湿陷性黄土地段采取浅基础无法满足地形要求时，或者基础作用力较大的塔位处，且湿陷性土层覆盖厚度较小、地下水埋藏更深的场地，可以充分利用土体的直立特性，采用挖孔桩基础。

（4）岩溶地质

1） 当土洞、溶洞埋藏较深时，即存在于基础基底附加应力影响范围以外的土洞、溶洞，可考虑采用天然地基的浅基础型式，同时可考虑增加基础底板尺寸，减小基础埋深的方式来降低基础荷载对土洞、溶洞的影响。必要时可采用整体联合基础，增大基础的刚度和整体性;

2） 对于浅层土洞，指的是存在于基础基底附加应力影响范围内的土洞、溶洞，不适合采用浅基础型式，推荐采用穿过土洞、溶洞所在土层的深基础，如桩基础等。

參考文献

[1]张殿生. 电力工程高压送电线路设计手册[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]达—丰 500kV 输电线路工程沙漠地基铁塔基础抗拔稳定研究成果报告[Z]山西省电力勘测设计院，内蒙古电力勘测设计院出版，1995-06.

[3]贾建民 田文斌 独立式铁塔基础的优化设计.电力学报 2001（16）：178～182.

[4]架空输电线路基础设计技术规程.（DL/T 5219 – 2014）

作者简介：路建辉（1987-），男，硕士研究生，工程师，从事高压输电线路设计工作。