CN108797633A - 一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法，包括如下步骤：(一)根据施工图纸在高压线塔基的周围确定孤岛的施工范围；(二)在孤岛的周边进行排桩施工；(三)在孤岛范围内进行微型群桩施工；(四)排桩冠梁施工；(五)在孤岛地表砼面板浇筑；(六)进行孤岛外围的土方分层开挖；(七)孤岛侧壁水平对拉锚杆施工；(八)将孤岛外围侧壁封闭；(九)腰梁安装，以将锚杆的两端固定；(十)重复步骤(六)、(七)、(八)和(九)，至预定地面标高。本发明可安全快速的实现高压线塔基在形成孤岛时的保护，为孤岛式高压线塔基的保护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新方法。

Description

一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及高压输送电建造领域，具体涉及一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法。

背景技术

新中国成立以来，我国土木、水利、电力等基础设施建设取得了举世瞩目的成就。高压输送电，拉近了能源产地与需求市场的距离。目前，我国除了大中城市采用地下埋深的方式供电，诸多小城市、乡镇及野外均采用高压线塔输送电。高压线路的规划设计，使得高压线塔建造过程中面临的地质条件非常复杂，而高压线塔基的设置很好的解决了高压线塔高耸结构的稳定。正常情况下，高压线塔基可以保证高压线塔的输送电安全以及高压线的离地安全距离，但是随着塔基附近城市建设规划调整、土地使用功能发生巨大改变时，为保证高压下方的安全空间，目前电力行业通常采取调整高压输送电线路的方式加以解决，但这种方式成本高、周期长，且还需要停电进行电送点线路的调整，而停电社会影响大等诸多弊端。

方法内容

本发明目的在于提供一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法，解决为保证高压下方的安全空间，目前电力行业通常采取调整高压输送电线路的方式加以解决，但这种方式成本高、周期长且还需要停电进行操作的问题。因此本发明设计出一种孤岛式高压线塔基保护结构的施工方法，将高压线塔基附近土体进行下挖处理，将高压线塔基所处的位置变成孤岛，从而增大高压线的离地距离，以保证高压线下方的安全空间，并同时设置相关保护结构，以将高压线塔基所处的孤岛进行加强，提高位于孤岛的高压线塔基的安全性和稳定性。

本发明在借鉴基坑、边坡支护结构设计理念及植物根系的作用原理上，基于土压力理论研发而来的。本发明向根据相关资料完成设计工作后，准备好相应的材料以及施工图纸到现场施工，通过微型群桩与孤岛地表砼面板浇筑形成类似于植物根系的作用，用于维持高压线塔基在各种横向力作用下的结构稳定；孤岛周边排桩、水平对拉锚杆及孤岛侧壁封闭共同保证了高压线塔基下挖过程中的土体稳定，二者共同作用以提高孤岛的安全性和稳定性。利用本发明可安全快速的实现高压线塔基在形成孤岛时的保护，为孤岛式高压线塔基的保护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新方法。

本发明通过下述技术方案实现：

包括支撑塔基的土方，在土方上设置有环形坑，所述环形坑为矩形，土方上被环形坑围住的部位为孤岛土方，所述塔基位于孤岛土方上；

在孤岛土方的边缘处沿着孤岛土方的边线设置有若干个垂直于水平面的排桩，所述排桩围成矩形环，并将塔基围起来，且排桩全部插入土方中；

沿着孤岛土方的边线，在排桩的顶部设置有排桩冠梁；

在排桩围成的矩形环内设置有微型群桩，所述微型群桩中的微型桩成矩阵分布，微型桩均垂直于水平面，且全部插入土方中；

在孤岛土方的上表面上设置有砼面板，所述砼面板将孤岛土方的顶部覆盖；

在孤岛土方的侧壁上设置有若干个依次连接的加固层，所述加固层沿着垂直于水平面的方向，依次间隔均匀地分布，加固层均包括腰梁、环形封闭体以及若干个均平行于水平面的锚杆，其中，

所述封闭体套设在孤岛土方上，相邻两个加固层中，位于上方的封闭体的底部与位于下方的封闭体的顶部连接，位于最底部的加固层中的封闭体的底端与环形槽的槽底连接；

所述锚杆包括若干个横向锚杆以及若干个纵向锚杆，所述横向锚杆的两端分别穿过孤岛土方的一对相对侧壁，所述纵向锚杆的两端分别穿过孤岛土方的另一对相对侧壁，每个加固层中均有四个腰梁，腰梁分别各位于一个孤岛土方的侧壁上，并与对应侧壁上的锚杆的端部连接。

本发明设计的塔基保护结构，通过微型群桩与孤岛地表砼面板浇筑形成类似于植物根系的作用，用于维持高压线塔基在各种横向力作用下的结构稳定；同时，孤岛周边排桩、水平对拉锚杆及孤岛侧壁封闭共同保证了孤岛土方的稳定性。这二者共同作用以提高孤岛土方的安全性和稳定性。利用本发明可安全快速的实现高压线塔基在形成孤岛时的保护，为孤岛式高压线塔基的保护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新保护结构。

一种孤岛式高压线塔基保护结构的施工方法，包括如下步骤：

(一)根据施工图纸在高压线塔基的周围确定孤岛的施工范围；

(二)在孤岛的周边进行排桩施工；

(三)在孤岛范围内进行微型群桩施工；

(四)排桩冠梁施工；

(五)在孤岛地表砼面板浇筑；

(六)进行孤岛外围的土方开挖一层；

(七)孤岛侧壁水平对拉锚杆施工；

(八)将孤岛外围侧壁封闭；

(九)腰梁安装，以将锚杆的两端固定；

(十)重复步骤(六)、(七)、(八)和(九)，至预定地面标高。

本发明通过微型群桩与孤岛地表砼面板浇筑形成类似于植物根系的作用，用于维持高压线塔基在各种横向力作用下的结构稳定；同时，孤岛周边排桩、水平对拉锚杆及孤岛侧壁封闭共同保证了高压线塔基下挖过程中的土体稳定。这二者共同作用以提高孤岛的安全性和稳定性。利用本发明可安全快速的实现高压线塔基在形成孤岛时的保护，为孤岛式高压线塔基的保护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新方法。

进一步地，微型群桩的顶端与地表砼面板的内配筋焊接。微型群桩与地表砼面板之间焊接，不仅能提高孤岛整体的强度，还能防止地表砼面板与地表之间脱离。

本发明研发的孤岛式高压线塔基永久保护结构的设计施工方法，在土木、水利、电力等基础设施的高压输送电建造、改造等领域的塔基保护方法具有明显优势。与现行的保护技术相比，孤岛式高压线塔基永久结构的设计施工方法又是一整套全新的技术，主要表现在：

(1)全新的永久保护结构设计理念：微型群桩与孤岛地表砼面板浇筑的仿生学组合，发挥出类似植物根系的作用，在高压线塔在各种横向力作用下，维持塔基的抗拉、抗压安全稳定。

(2)孤岛式高压线塔基永久保护结构体系受力分工明确：微型群桩发挥出抗拔、抗压作用；孤岛周边排桩为孤岛的形成提供了超前防护的足够抗力；水平对拉锚杆充分发挥出抗拉性能优势；力学指标明确，结构计算更合理可靠。此外，地表砼面板、侧壁封闭可有效阻止雨雪、热胀冷缩等外部因素对孤岛土体的劣化。

(3)结构形式布置灵活，地层适应范围广：不仅可使不同地质条件下孤岛布置成矩形、也可布置成圆形、多边形等，同时孤岛的高度可根据需求做出相应的调整；为孤岛式高压线塔基永久保护提供同一种解决思路。

综上所述，本发明无论从永久保护结构的设计理念、受力机理、设计施工、等方面都和现行的保护技术具有明显的不同，具有安全可靠、施工快捷、技术先进、地层适应范围广、经济指标优越等优点，并成功应用于孤岛式高压线塔基永久保护结构工程，发展应用前景可观。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法，可安全快速的实现高压线塔基在形成孤岛时的保护，为孤岛式高压线塔基的保护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新方法；

2、本发明一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法，很好的解决了高压线塔应对外部规划、土体使用功能调整等因素导致安全风险，并且安全可靠、技术先进、经济指标优越，避免了高压输送电线路调整和原塔基设计应变能力不足等缺点；

3、本发明一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法，材料特性发挥完美；微型群桩与孤岛地表砼面板浇筑的仿生学组合，发挥出类似植物根系的作用，为高压线塔基稳定提供了坚实的基础；水平对拉锚杆可有效调整孤岛周边排桩的内力和变形，孤岛侧壁封闭起到防止孤岛侧壁土体冲刷和应力损失；

4、本发明一种孤岛式高压线塔基保护结构及其施工方法，因地制宜、结构布置灵活，本发明提供设计施工方法，可不同地质条件下，不同高度的孤岛式高压线塔基等同一类问题，也可采取相同的设计与施工思路。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为现有的塔基的结构示意图；

图2为孤岛式高压线塔基永久结构剖面图；

图3为为孤岛式高压线塔基永久保护结构平面布置图；

图4为水平对拉锚杆锚固构造大样图；

图5为步骤(六)、(七)、(八)和(九)操作一次时孤岛的剖面图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-排桩，2-高压线塔，3-微型群桩，4-高压线塔基，5-排桩冠梁，6-地表砼面板，7-高压线塔基原地表，8-水平对拉锚杆，9-孤岛侧壁封闭，10-腰梁，11-预定地面标高。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-图5所示，本发明一种孤岛式高压线塔基保护结构，包括支撑塔基4的土方，在土方上设置有环形坑，所述环形坑为矩形，土方上被环形坑围住的部位为孤岛土方，所述塔基4位于孤岛土方上；

在孤岛土方的边缘处沿着孤岛土方的边线设置有若干个垂直于水平面的排桩1，所述排桩1围成矩形环，并将塔基4围起来，且排桩1全部插入土方中；

沿着孤岛土方的边线，在排桩1的顶部设置有排桩冠梁5；

在排桩1围成的矩形环内设置有微型群桩3，所述微型群桩3中的微型桩成矩阵分布，微型桩均垂直于水平面，且全部插入土方中；

在孤岛土方的上表面上设置有砼面板6，所述砼面板6将孤岛土方的顶部覆盖；

在孤岛土方的侧壁上设置有若干个依次连接的加固层，所述加固层沿着垂直于水平面的方向，依次间隔均匀地分布，加固层均包括腰梁10、环形封闭体9以及若干个均平行于水平面的锚杆8，其中，

所述封闭体9套设在孤岛土方上，相邻两个加固层中，位于上方的封闭体9的底部与位于下方的封闭体9的顶部连接，位于最底部的加固层中的封闭体9的底端与环形槽的槽底连接；

所述锚杆8包括若干个横向锚杆以及若干个纵向锚杆，所述横向锚杆的两端分别穿过孤岛土方的一对相对侧壁，所述纵向锚杆的两端分别穿过孤岛土方的另一对相对侧壁，每个加固层中均有四个腰梁10，腰梁10分别各位于一个孤岛土方的侧壁上，并与对应侧壁上的锚杆8的端部连接。

本发明设计的塔基保护结构，通过微型群桩与孤岛地表砼面板浇筑形成类似于植物根系的作用，用于维持高压线塔基在各种横向力作用下的结构稳定；同时，孤岛周边排桩、水平对拉锚杆及孤岛侧壁封闭共同保证了孤岛土方的稳定性。这二者共同作用以提高孤岛土方的安全性和稳定性。利用本发明可安全快速的实现高压线塔基在形成孤岛时的保护，为孤岛式高压线塔基的保护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新保护结构。

实施例2

所述微型群桩3中的微型桩的顶端与地表砼面板6连接。

实施例3

每个加固层中，所述横向锚杆以及纵向锚杆均有四个。

实施例4

所述塔基4位于孤岛土方顶部的中心处。

实施例6

如图1-图5所示，本发明一种孤岛式高压线塔基保护结构的施工方法，包括如下步骤：

(一)根据施工图纸在高压线塔基4的周围确定孤岛的施工范围；

(二)在孤岛的周边进行排桩1施工：高压线塔2周边一定区域内进行排桩成孔、灌注等环节；

(三)在孤岛范围内进行微型群桩3施工：高压线塔基4附近的微型群桩成孔、灌注等环节，群桩端部与地表砼面板内配筋有效焊接等；

(四)排桩冠梁5施工：凿桩头、锚固钢筋与地表砼面板内钢筋焊接、模板支撑、灌注、养护等环节；

(五)在孤岛地表砼面板6浇筑：地表异物清理，钢筋绑扎、浇筑、养护等环节；

(六)进行孤岛外围的土方开挖一层：高压线塔基原地表7进行土方开挖一定深度，以满足设计施工要求为准；

(七)孤岛侧壁水平对拉锚杆8施工：成孔、植入杆体、注浆、锚杆端头锁定等环节；

(八)将孤岛外围侧壁封闭：侧壁清理、钢筋绑扎、侧壁面层封闭等环节，面层封闭材料可以选择混凝土，也可以选择其它材料；

(九)腰梁10安装，以将锚杆8的两端固定：腰梁定位、植筋、模板支撑、浇筑、养护等环节，也以选择钢质腰梁，但应做好防腐防锈处理；

(十)重复步骤(六)、(七)、(八)和(九)，进行孤岛外围的土方开挖以及加固至预定地面标高11。每下挖一定深度的土方后，进行步骤(七)、(八)和(九)，接下来再下挖一定深度的土方，继续进行步骤(七)、(八)和(九)。

本发明通过微型群桩与孤岛地表砼面板浇筑形成类似于植物根系的作用，用于维持高压线塔基在各种横向力作用下的结构稳定；同时，孤岛周边排桩、水平对拉锚杆及孤岛侧壁封闭共同保证了高压线塔基下挖过程中的土体稳定。这二者共同作用以提高孤岛的安全性和稳定性。利用本发明可安全快速的实现高压线塔基在形成孤岛时的保护，为孤岛式高压线塔基的保护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新方法。

实施例7

本发明一种孤岛式高压线塔基保护结构的施工方法，步骤(六)、(七)、(八)和(九)操作一次时孤岛的剖面图如图5所示。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种孤岛式高压线塔基保护结构，包括支撑塔基(4)的土方，其特征在于，在土方上设置有环形坑，所述环形坑为矩形，土方上被环形坑围住的部位为孤岛土方，所述塔基(4)位于孤岛土方上；

在孤岛土方的边缘处沿着孤岛土方的边线设置有若干个垂直于水平面的排桩(1)，所述排桩(1)围成矩形环，并将塔基(4)围起来，且排桩(1)全部插入土方中；

沿着孤岛土方的边线，在排桩(1)的顶部设置有排桩冠梁(5)；

在排桩(1)围成的矩形环内设置有微型群桩(3)，所述微型群桩(3)中的微型桩成矩阵分布，微型桩均垂直于水平面，且全部插入土方中；

在孤岛土方的上表面上设置有砼面板(6)，所述砼面板(6)将孤岛土方的顶部覆盖；

在孤岛土方的侧壁上设置有若干个依次连接的加固层，所述加固层沿着垂直于水平面的方向，依次间隔均匀地分布，加固层均包括腰梁(10)、环形封闭体(9)以及若干个均平行于水平面的锚杆(8)，其中，

所述封闭体(9)套设在孤岛土方上，相邻两个加固层中，位于上方的封闭体(9)的底部与位于下方的封闭体(9)的顶部连接，位于最底部的加固层中的封闭体(9)的底端与环形槽的槽底连接；

所述锚杆(8)包括若干个横向锚杆以及若干个纵向锚杆，所述横向锚杆的两端分别穿过孤岛土方的一对相对侧壁，所述纵向锚杆的两端分别穿过孤岛土方的另一对相对侧壁，每个加固层中均有四个腰梁(10)，腰梁(10)分别各位于一个孤岛土方的侧壁上，并与对应侧壁上的锚杆(8)的端部连接。

2.根据权利要求1所述的一种孤岛式高压线塔基保护结构，其特征在于，所述微型群桩(3)中的微型桩的顶端与地表砼面板(6)连接。

3.根据权利要求1所述的一种孤岛式高压线塔基保护结构，其特征在于，每个加固层中，所述横向锚杆以及纵向锚杆均有四个。

4.根据权利要求1所述的一种孤岛式高压线塔基保护结构，其特征在于，所述塔基(4)为与孤岛土方顶部的中心处。

5.一种孤岛式高压线塔基保护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(一)根据施工图纸在高压线塔基(4)的周围确定孤岛的施工范围；

(二)在孤岛的周边进行排桩(1)施工；

(三)在孤岛范围内进行微型群桩(3)施工；

(四)排桩冠梁(5)施工；

(五)在孤岛地表砼面板(6)浇筑；

(六)进行孤岛外围的土方开挖一层；

(七)孤岛侧壁水平对拉锚杆(8)施工；

(八)将孤岛外围侧壁封闭，形成封闭体(9)；

(九)腰梁(10)安装，以将锚杆(8)的两端固定；

(十)重复步骤(六)、(七)、(八)和(九)，至预定地面标高(11)。

6.根据权利要求5所述的一种孤岛式高压线塔基保护结构的施工方法，其特征在于：在进行砼面板(6)浇筑前，先将微型群桩(3)的顶端与地表砼面板(6)的内配筋焊接。