10 kV 杆塔基础在复杂沙质土层的施工技术研究

张 良 ，赖伟强 ，李浩辉

（1.中国地质大学（武汉），武汉 洪山 430070;2.广东电网有限责任公司肇庆四会供电局，广东 肇庆 526000）

某110 kV 变电站10 kV 线路改造工程主要是将原10 kV 线路的JL/GIA-70/10 架空导线换成JL/GIA-240/30 架空导线，原线行下增加部分杆塔使旧线路升级改造后的受力及弧垂满足规范要求。而增加的10 kV 杆塔基础施工中，出现了复杂沙质地质，导致人工开挖杆洞的基础施工被迫中止。针对工程所在的复杂沙质地质，简要分析比选杆塔基础杆洞的施工技术工艺，重点阐述本工程采用的井箍围挡、人工配合抽水开挖、套筒成形的施工技术方案在复杂沙质地质中的实践应用，供交流参考。

1 工程概况及设计要求

杆塔杆洞采用直挖埋设方式，回填土分层夯实，每回填300 mm 厚度夯实一次，坑口的地面上应筑防沉层，防沉层的上部边宽不得小于坑口边宽，其高度视土质夯实程度确定，一般以300～500 mm 为宜。回填土经过沉降应及时补填夯实，在工程移交时坑口回填层应不低于地面。如果坑位地质不良，应配合使用底盘、卡盘，对于部分地质差的情况则杆塔采用混凝土杆杯基础。

施工时在杆塔杆洞开挖发现流沙及淤泥土质且地下水位高，根据施工作业指导书采用掏挖基坑开挖适用于土质较好且地下水位低于基础底面。原设计地质为普土80%、坚土20%，适用该方法开挖，在开挖至约0.6 m 出现地下水，土质出现流沙、淤泥等，无法继续采用直接掏挖方式开挖，坍塌风险大。

现场附近为经济农作物地带，位置的小调整无法避免地质的情况。如果进行大位置的调整，涉及的方面更多，如河渠的路径须得到水利部门的同意；或者修改线行至跨山路段，首先是青赔难度大，涉及的山上产业农业复杂，然后各个支线也须通过该经济地段的连接，部分会绕过民房地带，使得线行更加复杂，更加难以实施。所以综合考虑本工程线行几乎为最佳路线。

2 杆塔基础施工技术分析

根据现场环境勘查以及施工队开挖出来后的土质分析，发现该地质为流沙地带，通过走访附近居民，发现该地区以前为河流，流沙地质情况严重，土地渗水情况严重，针对该情况，设计院提供了3种处理方式。

因杆塔位置位于田里，流沙情况严重，按照正常人工开挖会导致流沙坍塌，无法达到设计的电杆深度要求。首先可以采用挖机进场开挖，须将电杆位置开挖扩大范围，大约3 m×3 m 的范围；然后在四周每隔50 cm 打一个松木桩和用沙包围堰形成一个2 m×2 m 的护坡固定，同时须在底部每隔40 cm 打一个松木桩，在松木桩上面制作C15 混凝土垫层，保证地面不下沉；最后在护坡中间采用普通杆杯基础立杆。但是这种电杆多数位于经济农作物地带，对于挖机的进场作业，须要开通挖机进场的便道，该方式需大量的青赔而且耗时耗力，并且该处理方式造价较高，约为4.5 万元/座。

针对这种情况提出另一种方案：首先对于流沙不是很严重的地带比如一些稻田路边或者中心渠边有混凝土挡土墙的情况下，直接采用套筒基础的模式，施工队开挖后将套筒放入开挖的杆洞中，在立完电杆后，灌入混凝土浇筑套筒同时将套筒周围须用原土回填夯实，保证电杆的固定。该方案造价约为0.35 万元/座。

对于一些流沙严重地质而且无法深挖下去的情况，比如以前河流地方，在流沙或者渗水较严重的部分地带，则是第3 种方式，就是采用井箍基础，首先施工队须在市场上购买6 个0.33 m 深度、直径1 000 mm、厚度0.06 m 的带钢筋井箍。挖出一个较浅的坑，约50 cm，因电杆附近流水严重，须边开挖边抽水，挖好杆塔坑之后将第一个井箍放下去，同时将套筒放置下去，采用人工开挖方式，当开挖到一定程度后井箍会下沉，同时井箍也会隔离流沙，防止塌方在这样连续作业放6 个井箍，达到设计的杆塔深度要求后，在最下面开始放底盘，安装双壁波纹管，在井箍内浇筑C20 混凝土固定双壁波纹管，同时在露出地面0.6 m 时也须浇筑C20 混凝土固定电杆，在混凝土露出部分周围采用45°的原土夯实，达到套筒固定而且没有塌方的情况，完成杆塔基础施工。如图1 所示，该方案造价约为0.7 万元/座。

图1 井箍施工方案设计图

3 杆塔基础的施工技术方案与工艺要点

该工程因为是旧线行升级改造，基础位置的施工时，遇到复杂的沙质地质，又无法变更杆塔位置时，只能采取上述方案3，施工单位根据设计方案制定了优化施工方法。

根据设计图纸复测定位电杆位置，以电杆定位点为圆心，直径1.8 m 开挖，在开挖至0.3 m 深度时，采用直径1 000 mm 井箍基础，将井箍平放至开挖坑洞内，放置井箍时随时注意坑洞塌方，采用4 人平抬的方式放置。放置到位后调整井箍位置，保持圆心点在电杆中心。

布置自吸污水泵，将开挖基坑内余水排出。采用人工沿井箍内壁均匀往下开挖，利用流沙土质特性，当开挖到一定程度时井箍自动下沉，类似沉井基础，采用该方案可以有效防止土方坍塌，加固基础。根据井箍下沉方向及平整度调整开挖位置，保持井箍垂直下沉。以此类推开挖一个井箍深度后，放置另一个井箍，直至达到6 个井箍深度，即达到设计开挖深度。在开挖过程中污水泵须连续运转，增加地下水流动性保证井箍顺利下沉，若在开挖过程中发现下层土质发生变化，遇到石子、粘土等土质时采用人工搅动基坑内，放慢开挖速度，还可采用水冲法将石子、粘土冲刷掏挖出来。

达到开挖深度后，申请监理单位验坑，验收合格放置底盘，在放置底盘前应再次确认开挖深度是否达到设计标准误差，放好底盘后立即在底盘中心位置安装双壁波纹管，波纹管采用DN300 为宜，安装好后应做好波纹管压重及临时固定措施，将井箍内水排出，采用C20 混凝土浇筑固定双壁波纹管。在放置底盘及安装双壁波纹管时应保持基坑内有水，与地下水位持平，防止流沙从底部冒出，降低基坑深度，因基坑内水源充足，采用的C20 混凝土应在预拌时尽量控制水的用量，在浇筑过程中每隔0.3 m 振捣一次，保证浇筑质量及混凝土强度，待混凝土达到初凝强度即可拆除波纹管压重及临时固定措施。该施工过程应在2 h 内完成，因可能的流沙上冒，在开挖至设计深度时应再加深开挖0.1 m，防止杆坑深度不足的缺陷。

立杆后，做好校杆及临时固定措施，在井箍以上0.6 m 安装1.2 m×1.2 m×0.6 m 杆杯模板，对双壁波纹管及杆杯进行二次浇筑，在浇筑前应将双壁波纹管内余水抽出，在浇筑过程中每隔0.3 m 振捣一次，保证浇筑质量及混凝土强度。待混凝土达到初凝强度即可拆模，对露出混凝土部分周围采用45%的原土回填夯实，若原土达不到回填夯实标准，应采用红松土等土质较好的材料回填夯实。

待混凝土达到终凝强度后即可拆除电杆临时固定措施，该基础即完成所有工序可以投入使用。

4 新施工技术方案的安全管控要点

放置第一个井箍时，要保证井箍在电杆中心，否则后续的井箍会跟着偏离中心。放井箍到洞内时，作业人员不能站在洞内。

自吸污水泵不建议使用电动式，避免发生漏电，可以使用汽油泵。沿井箍内壁往下开挖过程中，必须沿壁内以圆弧的方式均匀开挖，不能集中挖某个方向，避免井箍倾侧。开挖过程井箍下沉时，应及时调整方向和平整度，保证底层井箍和上层井箍均匀沉降。开挖过程一定要有人在杆坑外监护，现场要备有安全绳，开挖过程如果遇有突变快速流沙，要首先保证杆洞内作业人员人身安全。

越往下挖，地质可能越复杂多变，如果开挖达不到设计深度，应及时通知设计，商量处理方案。安装双壁波纹管和浇筑混凝土时，要保证波纹管在底盘中心位置。

要求先做杆杯基础然后再立电杆，并且要复测深度满足设计图要求才能组立电杆。

5 结束语

通过这次项目施工，发现设计人员对于地质这方面的知识技术掌握不够。针对该情况，设计院邀请地质专家对设计人员进行一些必要的培训，使得设计人员在对待地质方面知识上有所补充和进步，避免以后再出现该情况。在今后的项目审查中，校核和审图人员应对地质方面严格审查把关，对于一些不确定的地质情况，须对项目选点进行专业的地址勘测，保证地质的准确性。