高原冻土区输电铁塔基础施工关键技术

高原冻土区输电铁塔基础施工关键技术

李永福杨龙洋刘皓

（国网西藏电力有限公司昌都供电公司西藏自治区854000）

摘要：高原冻土地区是电力工程建设的难点，也是电力事业未来发展的重点。基于多年冻土地区传输线基础施工经验，在阐述多年冻土路基特征的基础上，阐述了基坑开挖、玻璃钢模板安装、混凝土浇筑、热棒安装技术、土体回填、观测桩设置关键的多年冻土地区传输线基础施工，希望在多年冻土地区的基础上，改善工程施工质量。在完成输电线路工程永久冻土区基本建设任务的前提下，将促进输电线路和电力工程建设更快、更好的发展。

关键词：高原冻土区；输电铁塔；基础施工；关键技术

引言：多年冻土已被冻土超过2年或2年以上。这是一种非常敏感和不稳定的温度土壤。建设冻土产生很大的干扰，由于永久冻土上限下降，冻土温度和地面冰融化，导致冻土工程性质的变化，导致冻土路基变形和损坏，影响基础工程的稳定性，使一些困难输电线路建设和运营和维护。为了保证施工和施工期间的安全，在施工过程中必须采取各种措施，减少或消除施工对冻土的干扰，解决冻土和冻胀对冻土地基的影响。

1冻土基础开挖技术

1.1锥柱基础基坑开挖关键技术

（1）通常采用锥柱基础开挖操作，能够提高工作效率，降低施工人员的劳动强度，缩短冻土暴露时间，保持冻土的稳定性。

（2）针对大型的渗水和容易塌陷的基坑，必须用挡土板来支撑开挖。当挖掘时，先开口挖下0.3至0.5米，然后在坑壁周围设置水平横撑木，并在横撑和坑壁之间插入挡板。横撑之间的距离取决于土壤质量，通常为0.8到1.0米。挡板的顶部必须有防止开裂的措施，如果使用了板材，效果会更好。在开挖过程中，在边缘处插入固定板，观察挡板的变形和断裂。如果发现异常应及时更换，或在横撑木上增加水平顶杆，加强当班骨架的刚度，以确保坑的深度满足设计要求。

（3）如果基坑开挖接近设计深度，如果不能建造时，保温层应保留超过500毫米，然后基坑应挖至设计深度。

1.2掏挖式基坑开挖关键技术

掏挖（桩）采用人工风镐开挖方式。为了避免在开挖过程中由于冻土融化所引起的坑壁坍塌，对井底施工人员的安全构成了威胁。基坑在开挖过程中每500毫米护壁1次，钢管壁用于开挖至膨胀部分。坑壁墙后凝结成固体，容易融化，坑内未见大量出水，护壁通常有钢筒、预制混凝土以及现浇混凝土等护壁类型，根据实际情况合理择取护壁类型，对提高施工进度有很大的影响，节约施工成本

1.3灌注桩基坑开挖关键技术

灌注桩基础施工采纳青藏铁路格拉段施工的成功经验，采用旋挖钻机干法快速成孔。大功率旋挖钻机钻孔速度快，功效为普通冲击钻机的数倍，另外由于是钻机自出碴，不用泥浆浮碴，避免了泥浆的热量带入，对冻土层扰动更小。对于下部嵌岩深度深，表层风化覆盖层厚的情况，上部风化层采用旋挖钻机成孔，进入微风化岩层后再改用普通冲击钻成孔，这样可以大大加快整根桩的施工速度。

1.4混凝土浇筑技术

混凝土搅拌水的加热要求是水温准确，供应及时，先后用水的温度应该保持一致。混凝土的搅拌顺序应该是：先将粗、细的骨料倒入搅拌机中加入热水进行搅拌，然后再将水泥加入混合料中。混合混凝土应及时灌入基本模板，及时夯实，尽可能减少浇注时间。对于层状混凝土，已经浇筑层的混凝土温度在没有被上层混凝土覆盖前，不能低于2摄氏度。每个基础一定要一次浇完。混凝土在达到抗冻性的临界强度之前，不能直接接触到环境。要采用保温措施，使混凝土结构达到设计强度。

1.5热棒安装技术

在孔形成之前，应确定热棒成孔的位置。应根据地质报告选择合适的钻机，进行预试钻孔。在检查钻孔合格之后，可以进行正式的钻孔。热棒就位后，周围同时对称回填，不能随意填充。

1.6冻土回填技术

冻土的回填需要尽量采取同类土填筑。高渗透性土层位于低渗透土层下，以避免水囊的形成和滑移现象。回填应该从填充区域的最低点开始，从底部到顶部分层铺填。冻土打夯需要根据一定方向实行。打夯过程中，需要应一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，每遍纵横交叉，分层夯实。基坑的回填应同时进行或在相反面进行。它被用来在薄砂层中逐层填充，并在每一层上填满水，并用钢筋或木棒捣实。

1.7沉降位移观测桩设置

沉降观察点一般是在基础施工完成后设置的。沉降观测桩是由C20混凝土制成的。桩顶观察点的标志应明确、牢固。为了达到桩的稳定性，最好将铁钉或钢条埋起来。

1.8预制装配式基础吊装施工关键技术

预制装配式基础一般是由圆柱形立柱、两块对称钢筋混凝土底板以及锚固用条形地梁构成。立柱和底板由法兰螺栓连接，底板之间通过地梁预埋锚栓采取槽钢链接。地梁吊装之前一定要平整，在使用吊车时，底部间的螺钉必须安装一个双头螺栓。地梁找正的方法是井字桩找正方法，找正时将基坑中心、轴线与连接地梁中心以及轴线重叠。在预制装配式基础底板吊装时，在靠基础外沿一边的两根钢丝绳上串联两个5t手拉葫芦，当提升时，预制底板的水平度随水平尺调整，安装后，出现偏差用千斤顶进行调整。当预制基础柱升起时，将加工专用的吊板设置在脚螺杆上，再将拆下的双盖螺母全部带齐，同时螺母锁紧。在立柱与底盘连接之前，应注意柱子顶部的地脚螺栓的方向，以确保锚杆的对角线与基本对角线重合。

2保证冻土区基础安全的技术措施

2.1预制件防腐技术

为了防止冻土侵蚀地基和暴露的金属连接构件，混凝土表面和暴露的金属连接构件涂有防腐涂层。当前，有三种类型的混凝土防腐涂料，如IPN8701互穿网络防腐漆、EPN厚浆防腐漆、IPN8710互穿网络防腐涂料等。金属外露部分喷涂防腐涂层，形成复合表面保护。喷、镀金属层的厚底不少于施工现场时涂刷的三遍，以完全覆盖金属连接件为准。防腐涂料、面漆、清漆底漆应选用同厂家、同品种、同品牌的产品，保证底漆、面漆、清漆间的融合性。

2.2基础防冻胀技术

采用FRP模板法处理开挖地基的冻胀危险、灌注桩基础和预制基础冻土层。固定FRP模板安装在地基的侧壁上，以减少和消除冻土在地基上的冻胀力。FRP的深度与底座的最大深度相同，而FRP的厚度不小于5毫米。浇制混凝土前，在玻璃钢外侧分3次抹5毫米厚润滑剂（如凡士林），直接把玻璃钢模板固定于掏挖和灌注桩基础侧壁，玻璃钢高度不得小于季节性冻土的最大设计冻结深度或多年冻土最大设计融化深度。

2.3基础沉降和位移观测技术

在基础安装之后，需要建立地基沉降和位移观测点，观察基础根开、对角线还有立柱顶面高差尺寸通过冻融循环之后有没有达到验收规定标准。观测点应尽量设置在塔顶的固定位置上，并应清楚标明。观察基准面设置在不容易受施工影响的位置，并与混凝土牢固固定以防止人为破坏。在观测中，将基准点与观测点之间的变化作为观测结果。与以往的观测结果相比，分析基本变形情况。

2.4防水技术

针对装配式基础吊装结束之后产生的施工缝隙应该使用嵌缝材料做防水处理。当前我国工程中采用的JS聚氨酯道路嵌缝胶是A、B双组反应类型的中高级别嵌缝材料，由主剂A组分与副剂B组分构成。在使用时，首先清洗组件密封上的灰尘和杂物，将A组分与B组分按1：2质量比混合，使用煤层填充枪，并将混合物倒进缝隙并且密实，24小时后形成具有弹性的嵌缝胶。

结束语：冻土地区的电力建设是未来国家电力工业发展的重点。需要结合施工经验，在实际施工中根据具体情况进行开挖、玻璃钢模板安装、混凝土浇筑、热棒安装、冻土回填、观察桩等相关工作，以合理的技术方法，提高冻土地区输电线路基础施工质量，实现电力项目的快速建设，促进电力行业的重大发展。

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