输电线路铁塔基础在沙漠地质施工技术探讨

姜庆红 沈志江

摘要：沙漠地区的输电线路建设对于铁塔的需求量非常大，受到沙漠自然环境和地理地质因素影响，建设超远距离高压输电线路是最适宜于沙漠电力输送的方法。这就对沙漠地区的输电线路铁塔基础建设施工提出了更加严格的要求。所以分析研究了沙漠地区输电线路铁塔基础施工所面临的困难，抗拔试验以及具体的施工技术，还包铁塔基础养护技术，旨在为后期的沙漠地区输电线路铁塔基础施工提供一定参考资料。

关键词：沙漠地区;输电线路;铁塔基础

引言

随着国家对西部地区经济开发的进一步加深，渝新欧铁路和“丝绸之路经济带”的战略落实发展，我国广袤的沙漠地区被纳入国家经济开发的版图中，而经济开发与建设就离不开电力输送，无论是从内陆传输电力到沙漠地区，还是沙漠自产电力用于生产建设，都需要完善发达的输电网线。由于沙漠面积广阔，而人口却集中在几个主要城市，所以电力输送的跨度较大，基于此，沙漠输电常采用远距离超高压输电方式。这种输电方式在沙漠地区建设又面临着沙漠的风沙和沙石流变性过大的问题，所以必须将输电线路的铁塔基础建设得足够稳定，才能够抵挡沙漠风沙的侵蚀，减少输电线路中断故障，保障沙漠地区的电力输送。

1 沙漠地区输电线路铁塔基础施工面临的困难

沙漠地区输电线路的建设施工面临的困难主要包括两个方面，第一是受到风沙影响导致施工过程较为困难，单个输电线路他铁塔基础施工的工期虽然没有高层建筑长，但是仍旧需要数天乃至数十天的施工时间，而沙漠的天气条件较为恶劣，时常出现沙暴天气，工人无法出门，也同样无法施工。并且沙漠天气变化极快，很可能出现施工到一半突然起沙尘暴的情况，这会对铁塔基础施工产生严重的影响。第二是施工建设完成之后，沙漠沙石流动造成已完成部分倒塌的情况。沙漠中的沙跟水流一样，能够在风力作用下四处流动，很难固定在一个地方，如果在流沙区域建设输电线路铁塔，就必须要将工程建设在稳定牢固的地面上，否则工程建设完成之后，随着流沙的运动，会导致铁塔基础倒塌或者移动位置，从而引起输电线路故障，无法顺利传输电流，也会对过往人群产生安全威胁。所以即便在沙漠地区兴建输电线路铁塔，也会选择地质较为稳定的区域，而很少在流沙区域施工。

2 沙漠地区输电线路铁塔基础施工抗拔试验

在沙漠地区施工建设输电线路，正式施工前需要对输电线路铁塔基础施工进行抗拔试验，从目标施工地区中选择具有代表性的实验区域，然后在实验区域进行抗拔试验。抗拔试验指的是在砼上植好的钢筋用抗拔器械来检测它的抗拔强度。输电线路铁塔基础通常是使用钢筋水泥混凝土浇筑制作而成，所以铁塔基础的稳定性很大程度上取决于钢筋的抗拔能力，沙漠地区时长吹大风沙，而输电铁塔的结构会使其受到较大的吹动力，只有依靠基础将其固定在地表，不发生位移，才能保障输电线路铁塔的稳定性。所以输电线路铁塔的抗风沙能力，受到钢筋抗拔能力的直接影响。

抗拔试验分为室内试验和室外原型试验两个部分，室内试验通过模拟沙漠地区的环境情况，通过工程技术的要求和规范，适当对数据设定加以调整，用来测试理想状态下的钢筋的抗拔能力。而室外原型试验则是在选取的试验场地，进行实际夯筑建设测试，完全按照施工的标准进行试验，通过传感器测试钢筋的抗拔能力。两个试验缺一不可，只有经过抗拔试验测试合格的材料和施工方案才可以应用到具体的输电线路铁塔基础施工中。

3 沙漠地区输电线路铁塔基础施工技术

经过试验测试之后，就是实际具体的施工环节，这个环节是最主要的环节，也是控制沙漠地区输电线路铁塔基础施工的最直接环节。在施工阶段，主要的施工流程为开挖地基，然后安装模板，然后进行混凝土施工，最后对建设出的基础进行观察研究，达到标准之后即可验收完工。这个流程中涉及到较多的专业施工技术。

3.1 基坑开挖技术

基坑開挖是沙漠地区输电线路铁塔基础施工的起始环节，沙漠地区的基坑开挖施工与普通地区存在很大差别，因为沙漠地区的地质条件特殊，开挖施工时容易出现挖掘效率低，挖开之后又被周边沙石立即填充的情况，所以沙漠地区的基坑开挖施工，需要使用一些特殊的技术。

在沙丘地区风积沙开挖时，容易发生一定程度的坍塌。根据试验基础坑的开挖情况，宜采取台阶式边坡和加挡土板（或编织袋）相结合的方式。采用台阶式开挖的方式，每段台阶不仅有利于坑壁的自稳，同时，它也可作为开挖弃土的临时转运点。在开挖过程中，要注意以下⒉点：①开挖弃土需远离坑口1 m以上，可在坑口铺设彩条布，以减少风积沙的水分流失，减少风积沙的吹蚀，同时，还能增强沙体的侧向抗坍塌能力;②在搭设混凝土浇筑平台时，要防止基础坑壁坍塌，应将平台荷载传至较深的土体中。由于沙丘基础基坑开挖时挖出的干沙方量大，所以，要根据现场实际的地形情况，提前规划干沙堆放的位置，可以在塔位附近选择不影响生态环境的合理位置堆放。

3.2 基础地基处理技术

基坑开挖之后，就进入到地基处理的阶段，由于沙漠地区的地基不稳，或者不存在所谓的地基，只有流沙，所以对开挖的基坑必须采取措施进行处理，既避免周边风沙对基坑的侵蚀影响，导致基坑被风沙回填，也要为后续施工打好基础。具体的地基处理技术包括碎石铺垫和混凝土铺垫两个技术。碎石铺垫是最常用的技术，没有地理条件要求，在所有的基坑地基中，都需要使用碎石子进行铺垫，并且洒水，以提高沙土的紧实度，然后再才可以选择在碎石垫层上面进行混凝土垫层施工与否。碎石铺垫层能够显著提高基坑地基的密实度，从而为后续工程的施工建设打下坚实基础。而混凝土垫层施工则是在碎石垫层施工之后，使用混凝土浇筑而成的垫层，其目的仍旧是稳固地基，避免后续施工出现问题。混凝土垫层通常浇筑厚度为100mm，并且需要将混凝土垫层面抹平，使用水平仪校准。而并非所有地基都需要铺设混凝土垫层，对于没有底板钢筋的基础则不需要使用混凝土浇筑垫层。

3.3 安装基础模板

安装基础模板是沙漠地区输电线路铁塔基础施工时非常重要的环节，因为沙漠地区不同于其他地区，沙漠地区如果基础模板安装不到位或者安装存在缺漏等，都会对铁塔基础施工产生严重影响。因为沙的流动性，使得基础模板成为保障混凝土浇筑质量的唯一方法。安装基础模板也分为三个环节，首先，需要对模板建设垫层，因为沙漠地表较软，模板直接安装在沙表面会引起沉降，导致后续的混凝土浇筑施工出现问题。所以需要使用木板或者加密钢管等进行铺设。实际的沙漠输电线路铁塔基础施工中所使用的基础模板大多是提前预制的，使用胶木板制作，在施工现场将其安装完成即可，而对于预制的基础模板，需要注重三个内容。第一，模板的类断面高度不能低于设计的内断面高度，因为对于基础脚趾施工，即便浇筑高度高于设计，但是也不能低于设计，否则就会导致基础的承载能力降低，无法发挥出设计的抗拔能力和支承能力。且光滑面应当在内。第二，对于模板的接茬位置，由于沙漠地区的输电线路铁塔高度较高，所以会出现接茬，以保障基础有足够的承载能力，能够稳定铁塔。模板接茬不能处于同一截面上，应错开连接，并且在支模时，不能将模板接茬布置在立柱外露部分，影响立柱的美观度。第三，模板的制造尺寸。制作模板时，应采用厚度不小于18 mm的板材，模板合缝应严密，不得漏浆。模板连接肋木的尺寸为50 mm×50 mm。一般情况下，肋木之间的距离为300～400 mm。

3.4 基础混凝土施工

基础混凝土施工是沙漠输电线路铁塔基础建设的主要施工内容。基础混凝土施工包括三个主要工序。第一個工序，搭建浇筑平台。由于沙漠地区的沙土流动性过强，在基坑开挖的时候往往会挖出过大的基坑，所以一方面需要搭建模板的铺设平台，放置铁塔基础的模板，另一方面还需要建设下料平台，便于混凝土的下料，浇筑出基础。

第二个工序为混凝土下料，即将混凝土倾倒浇筑在模板之中，通常使用装载机下料，在下料之后，需要根据下料情况人工进行一定的调整，保障混凝土的浇筑效果。由于实际下料的时候很难将混凝土精准地倾倒输送在模板中，所以需要人工将模板中的混凝土调整合适，并且进行简单的抹平，避免混凝土结构超过基础的范围。

第三个工序为混凝土养护。混凝土凝固的时候需要充足的水分以保障混凝土中的水泥充分发挥其粘合作用，而沙漠地区气温高，风沙大，水分的蒸发速度快，所以需要对浇筑成形的混凝土采取一定的养护措施，在基础浇筑三个小时之后，务必对混凝土进行浇水养护。在后续的施工过程中，也需要采用棉被覆盖浇水法对混凝土浇水，保障混凝土内部连接的稳定性，避免过于干燥而出现混凝土开裂的情况。

3.5 沉降观察

在沙漠地区输电线路铁塔基础施工完成之后，需要进行至少两个月的沉降观察，因为沙漠地形变化快，形势复杂多样，尽管施工选址的时候对地基和土地的承载力都进行了分析确定，但是还是需要设置沉降观测点，观察是否出现沉降问题，如果出现较为明显的沉降则需要及时反馈给上级单位，采取措施，避免引发铁塔倒塌事故。

4 沙漠地区输电线路铁塔基础养护技术

输电线路铁塔基础施工建设完成后，在长期使用中也需要对基础进行养护，主要的养护内容为混凝土的水分保持。因为沙漠地区的水分蒸发速度过快，即便是混凝土中的水分，也会很快被蒸发掉，而蒸发之后就会导致混凝土出现开裂等问题，所以需要长期补充混凝土中的水分，采用覆盖法或者点滴法对混凝土进行补水。此外，还需要对基础的地基进行养护，输电线路铁塔在沙漠长期使用，必然会出现地基沙土被吹走，或者地基结构破损缺失等情况，所以需要定期检查基础裸露在外的部分，发现缺损及时填筑。保持基础的支撑能力。

5  小结

综上所述，在沙漠地区进行输电线路铁塔基础的施工建设，是新时代我国沙漠地区经济发展的必然要求。采用的施工技术包括抗拔试验，基坑开挖，地基处理，混凝土浇筑，混凝土养护和沉降观察等，通过这些技术方法，建设出高质量的铁塔基础，对输电线路铁塔起到足够的支撑作用，为沙漠地区的电力输送做出应有的贡献。

参考文献

[1]李杰，宋峰.沙丘（沙漠）铁塔基础施工工艺及质量控制[J].科技与创新，2015（06）：80+83.

[2]李积存，靳义奎，梁来先，王庆磊，史国斌.戈壁沙漠地区输电铁塔基础混凝土“点滴法养护”技术应用[J].青海电力，2013，32（04）：47-50.

[3]李积存，张成善.沙漠地区输电线路铁塔基础养护方法的应用[J].通讯世界，2013（17）：40-42.

[4]王永华，沙漠风积沙地基输电线路铁塔装配式基础设计及应用.新疆维吾尔自治区，新疆电力设计院，2010-06-29.

[5]王永华.沙漠地区输电线路铁塔基础选型及防腐设计[J].陕西电力，2010，38（03）：61-63.

[6]李波，白护航，李虎，詹源.榆林地区沙漠软弱地基铁塔基础设计及施工[J].陕西电力，2007（04）：51-53.

[7]赵志军.330kV乌（兰）一格（尔木）送电线路工程沙漠地段铁塔基础上拔试验的过程分析[J].青海电力，2002（02）：11-15.

作者简介：姜庆红，男，于1975年出生，大学本科学历，榆林市电力建设有限公司质量安全部安全专责，助理工程师。