水利水电建筑工程中输变电线路线塔基础施工质量控制研究——以400KV和132KV为例
摘要
关键词
水利水电工程;输变电线路;线塔基础;施工质量;400KV;132KV
正文
引言
在广袤的江河山川间,水利水电工程以其强大的能源转化能力,成为国家能源战略的重要支柱。然而,其配套的输变电线路线塔基础建设却面临着重重考验。复杂的地形地貌、多变的地质条件,让线塔基础施工充满挑战。400KV 超高压与 132KV 高压输变电线路,对基础的稳定性、承载能力要求极高,任何质量隐患都可能引发电力传输故障,甚至威胁整个电力系统安全。因此,深入研究水利水电工程中不同电压等级线塔基础施工质量控制,探索科学有效的质量管理路径,对保障电力可靠输送、推动水利水电事业高质量发展意义深远。
一、水利水电工程线塔基础施工特点分析
1.1 400KV 与 132KV 线塔基础荷载特性对比
400KV 超高压输变电线路作为长距离、大容量电力输送的关键通道,其线塔基础需承受巨大的荷载。由于电压等级高、输送功率大,线塔不仅要抵御自身结构重量,还要承受导线、绝缘子等附属设施的重量,以及强风、覆冰等极端天气产生的荷载。同时,400KV 线路运行时产生的电磁力也会对线塔基础施加额外的水平荷载,要求基础具备更高的抗倾覆和抗滑移能力。相比之下,132KV 高压输变电线路虽然输送功率和电压等级较低,但在局部电网中承担着重要的配电任务,其线塔基础荷载特性也不容小觑。
1.2 水利水电工程特殊地质环境影响
水利水电工程多建于山区、峡谷、河岸等特殊地质区域,地质条件复杂多变。山区常见的岩石风化、断层破碎带,会降低地基的承载能力,增加基础施工难度。在河岸、库区等区域,地基土往往具有含水量高、压缩性大、强度低的特点,如淤泥质土、软黏土等,容易导致线塔基础产生不均匀沉降。此外,水利水电工程施工过程中,水库蓄水、水位升降等因素会改变地基土的应力状态和地下水条件,进一步影响基础的稳定性。
1.3 线塔基础施工主要质量风险点
水利水电工程线塔基础施工存在诸多质量风险点。在基础开挖阶段,可能因地质勘察不准确,导致开挖深度和范围不符合设计要求,或出现塌方、滑坡等安全事故,影响基础施工质量。基础浇筑过程中,若混凝土配合比不当、振捣不密实,会产生蜂窝、孔洞等缺陷,降低基础强度。钢筋绑扎不规范、保护层厚度不足,会影响基础的承载能力和耐久性。此外,基础预埋件的定位偏差,会导致上部线塔安装困难,影响线路整体稳定性。
二、线塔基础工程地质勘察关键技术
2.1 复杂地形地质勘察方法优化
在水利水电工程复杂地形区域,传统的地质勘察方法往往难以满足需求,需进行优化创新。对于山区地形,可采用航空遥感与地面调查相结合的方法,通过航空照片和卫星影像初步了解地形地貌和地质构造,再结合地面地质测绘、物探等手段,详细查明地层岩性、地质构造等情况。在峡谷、河流等难以到达的区域,可运用无人机航测技术,获取高精度的地形数据,辅助地质勘察。对于岩溶、采空区等特殊地质问题,采用地质雷达、瞬变电磁法等物探技术,探测地下空洞、裂隙分布情况。
2.2 岩土参数测试与承载力分析
准确的岩土参数测试是线塔基础设计的重要依据。在水利水电工程中,需对地基土的物理力学性质进行全面测试,包括土的密度、含水量、孔隙比、压缩模量、抗剪强度等参数。对于岩石地基,要测试岩石的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比等指标。采用室内试验与原位测试相结合的方法,提高测试结果的准确性。室内试验可对土样和岩样进行详细分析,但存在取样扰动等问题;原位测试如静力触探、标准贯入试验等,能在现场获取岩土参数,更真实地反映岩土体的工程特性。
2.3 水文地质条件对基础选型的影响
水文地质条件对线塔基础选型有着重要影响。在地下水位较高的区域,若基础埋深过浅,地下水可能对基础产生浮力作用,导致基础上浮或倾斜。因此,需根据地下水位变化情况,选择合适的基础形式,如采用桩基础将基础嵌入稳定地层,避免地下水影响。对于存在腐蚀性地下水的区域,要考虑地下水对基础材料的腐蚀作用,选择耐腐蚀的基础材料或采取防腐措施,如对基础表面进行防腐涂层处理。
三、不同电压等级线塔基础选型与设计
3.1 400KV 线塔基础典型结构形式
400KV 超高压输变电线路线塔基础通常采用大型灌注桩基础、沉井基础等结构形式。大型灌注桩基础具有承载能力高、适应性强的特点,适用于各种地质条件。通过机械钻孔或人工挖孔,将钢筋笼放入孔内,再浇筑混凝土形成灌注桩,可有效提高基础的竖向承载能力和抗拔能力。沉井基础则是一种井筒状结构,通过在地面预制井筒,然后下沉至设计标高,再浇筑混凝土封底,形成稳固的基础。沉井基础整体性好、抗倾覆能力强,适合在软土地基或复杂地质条件下使用。
3.2 132KV 线塔基础优化设计方案
132KV 高压输变电线路线塔基础在满足承载要求的前提下,更注重经济性和施工便利性。常见的基础形式有预制装配式基础、掏挖基础等。预制装配式基础将基础的各个构件在工厂预制,然后运输到现场进行组装,具有施工速度快、质量易于控制的优点,可有效缩短工期,减少现场施工对环境的影响。掏挖基础则是利用土体的天然承载力,通过人工或机械掏挖成孔,浇筑混凝土形成基础,这种基础形式可减少土方开挖量,降低工程造价,且对周边土体扰动小,有利于保护生态环境。在 132KV 线塔基础设计中,还可通过优化基础尺寸、配筋等参数,在保证基础安全的前提下,降低材料消耗,实现基础的优化设计。
3.3 基础与上部结构协同设计要点
基础与上部结构协同设计是确保线塔整体稳定性的关键。在设计过程中,要充分考虑上部线塔结构的受力特点和变形要求,使基础与上部结构相互协调、共同工作。首先,根据上部线塔的荷载分布和结构形式,合理确定基础的尺寸和布置方式,确保基础能够将上部荷载均匀传递到地基土中。
四、结论
本文系统研究了水利水电工程中 400KV 和 132KV 输变电线路线塔基础施工质量控制,构建了涵盖特点分析、地质勘察、基础选型与设计的完整体系。研究证实,依据不同电压等级线塔基础特性实施差异化质量控制,是保障施工质量的核心。通过优化地质勘察手段、科学选型设计、严格把控施工工艺并加强全过程监测,能有效提升线塔基础质量。未来,智能化监测技术与绿色施工工艺的研发应用,将成为推动输变电线路施工质量迈向新高度的关键力量,助力水利水电工程电力传输更加安全、稳定。
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