輸電線路基礎工程施工中的鋼套筒圍堰技術

易江

（廣西送變電建設有限責任公司，廣西 南寧 530031）

0 引言

鋼套筒圍堰技術是一種通過嵌入鋼套筒并注入水泥漿來固定地下土壤的方法。它的主要作用是在施工過程中防止土壤坍塌，保護施工現場的安全。這種技術不僅能夠保證施工人員的安全，還能夠提高施工效率。相比于傳統的施工方法，鋼套筒圍堰技術不僅施工周期短，而且施工質量更加可靠，有效地減少了工程的風險。此外，鋼套筒圍堰技術還能夠解決施工過程中遇到的土層松軟、穩定性差等問題。通過在施工現場嵌入鋼套筒，能夠有效地加固土壤，提高地基的穩定性，從而保證輸電線路的安全性。而且，鋼套筒圍堰技術不受地質條件的限制，適用性廣泛，可以在不同的地質環境中進行施工。

1 工程概況

梧桐湖變電站位于鄂州市梁子湖區東溝鎮鲊州村孫家塆正北方向約300m 處，位于紅蓮大道與規劃的和平大街交叉口東北角。這是一個新建的變電站工程，其主要任務是將來自輸電線路的110kV 電壓級別的電能轉換為其他電壓級別，并進行配電和輸送。110kV 線路工程包括110kV 蒲蓮線T 接線路工程和110kV 蒲溝線T 接線路工程，它們將從梧桐湖變電站出發，向不同方向傳輸110kV 電能。具體的線路走向和技術參數可能會根據詳細設計確定。

2 現場調查存在的問題

2.1 沿線自然環境

地形特征：全線地形起伏較小，主要為平地和河網大部分地段有魚塘、藕塘、溝渠、老湖區等，因此屬于平地地形。在兩條線路中，平地地形占比較大。

地形比例：①蒲團—紅蓮湖T 接梧桐湖變110kV 線路。平地60%，河網10%，泥沼30%。②蒲團—東溝T 接梧桐湖變110kV 線路。平地50%，河網20%，泥沼30%。

地質比例：普通土60%，流沙坑10%，泥水坑30%。

跨越特征：蒲團—紅蓮湖T 接梧桐湖變110kV 線路跨越河流1 次，魚塘5 次。蒲團—東溝T 接梧桐湖變110kV 線路跨越河流2 次，魚塘6 次。

2.2 存在的問題

魚塘地區的土質通常比較松散，可能需要采取特殊的基礎設計方案，如鉆孔灌注樁或鋼管樁等。這些方法需要高超的技術水平和嚴格的施工要求，否則可能會導致基礎不牢固，甚至導致桿塔傾斜或垮塌。在魚塘等水域進行施工，可能會對周圍的自然環境和漁業資源造成影響。施工單位需要嚴格遵守環境保護法規和相關標準，保護周圍的湖泊和水系，防止水體污染和生態破壞[1]。

3 解決方案及可行性分析

3.1 桿塔基礎參數

鋼套筒圍堰技術可以有效地解決在魚塘等水域進行基礎施工的問題。蒲蓮線T 接線路工程N6、N7#桿塔灌注樁基礎的基礎根開為5.268m，由4 根直徑1.0m，長度8m 的灌注樁組成；蒲溝線T 接線路工程G16、G17、G18#桿塔灌注樁基礎的基礎根開為4.413m，由4 根直徑1.0m，長度8m 的灌注樁組成。鋼套筒圍堰技術的施工步驟通常包括以下階段。①鋼套筒安裝。首先需要在施工現場將鋼套筒逐節安裝到預定的深度，并通過連接件將其連接在一起，形成一個完整的圍堰結構。鋼套筒的長度應根據基礎根開的要求進行選擇。②圍堰封閉。在鋼套筒安裝完成后，需要對圍堰進行封閉，防止水流進入施工區域?？梢圆捎锰畛渫练交蚱渌浪牧蠈哌M行封閉，確保施工區域干燥。③挖掘基礎根開。在圍堰封閉后，可以進行基礎根開的挖掘工作。根據提供的數據，需要挖掘出符合基礎根開尺寸要求的空間。④灌注樁施工。在基根開挖完畢后，可以進行灌注樁的施工。灌注樁是通過將混凝土逐層灌入基礎根開中，形成堅固的基礎支撐結構。

3.2 水中基礎施工難度及解決思路

在施工區域周圍安裝鋼套筒，形成一個密封的圍堰，在施工區域內部創造一個干燥的工作空間。這種方法可以阻止水流進入施工區域，使施工人員能夠在相對干燥的環境中進行土方開挖和其他施工操作。沉箱是一種具有密封性的結構，可以在水中進行沉箱圍堰，將施工區域隔離出來。沉箱可以通過泵或排水管道將水排出施工區域，創造一個干燥的工作環境。在施工區域周圍設置擋水墻，可以是臨時的擋水板、防水膜等，以阻止水的滲透。這種方法需要選擇合適的材料和結構，確保擋水效果。在施工區域的底部構建土工防水層，如采用細砂、黏土等材料，形成一層防水層，隔絕水的滲透[2]。在選擇適當的解決方法時，需要根據具體情況進行評估和設計，考慮水流速度、水位變化、施工條件以及環境影響等因素。此外，在進行水中基礎施工前，還需要與相關管理部門進行溝通，獲得必要的許可和審批。目前，國內各類工程通常采用的圍堰類型如表1所示。

表1 圍堰類型

3.3 擬在本工程應用的圍堰措施方案

經過對N6、N7、G16、G17、G18#5 基桿塔基礎所在水域的現場勘查，發現這些區域均為魚塘，具有特定的水文地理特征。根據現場實際情況，結合圍堰適用范圍和基礎參數，擬定了采用單壁鋼套筒圍堰方案的決策?？紤]到水域平均水深不超過1.5m，且河床類型為黏性土淤，深度不超過0.5m，這些特征決定了圍堰方案需要具備良好的適應性和密封性。鋼套筒圍堰作為一種靈活、適應性強的圍堰方案，能夠有效應對這些特定條件。此外，由于水流流速基本為0m/s，選擇單壁鋼套筒圍堰方案也符合當前靜水環境下的施工要求。在確定鋼套筒圍堰方案時，充分考慮當地的地理、氣候和水文等因素，因地制宜，統籌考慮各項技術指標和環境特點。同時將確保設計合理，施工安全，環境保護和施工監測等方面的考量得到充分重視，以確保方案的可行性和有效性。

4 單壁鋼套筒圍堰

4.1 基坑布置

針對不同的地質條件和建設環境，應根據鋼套筒圍堰基坑的深度和直徑，選用合適的施工方法和材料。例如，在軟土層中施工時，需要采用加固措施，如挖孔灌注樁等，以增強圍堰的穩定性。在硬質地層中，可以采用打孔法或者爆破法開挖基坑。要對基坑周邊的環境和設施進行綜合考慮。如基坑周圍地下管線、電纜、管道等應進行清理，并做好相應的保護工作，以避免在施工過程中對周邊環境造成損害或影響。鋼套筒圍堰基坑布置需要考慮到排水問題。在開挖基坑后，應及時將積水排出，以保證基坑內部處于干燥狀態。同時，應設置好排水管道，以便于將基坑內的水排出[3]。施工過程中需要加強對工程質量的監控和管理。如在鋼套筒圍堰基坑布置后，應對圍堰進行檢查，確保鋼套筒的垂直度和位置準確無誤，以免影響后續施工進展。

4.2 鋼套筒制作安裝

鋼套筒通常采用優質低合金結構鋼板制作，其材料應符合相關標準，并且有質量保證書。根據輸電線路的需要確定鋼套筒的尺寸和長度，然后將鋼板進行切割、折彎和焊接等加工工藝，加工完成后進行壓力試驗和質量檢測，確保鋼套筒的質量符合要求。根據設計的深度和直徑，在施工地點開挖孔洞，孔洞的直徑應比鋼套筒的直徑大100～200m。將制作好的鋼套筒通過鋼絲繩或吊具等設備運輸到孔洞處，然后進行垂直放置，在放置過程中應注意控制垂直度和深度。在鋼套筒周圍進行灌注混凝土，灌注混凝土的強度應達到設計要求，并且應保證灌注的均勻性。在灌注混凝土之后，對鋼套筒進行固定，可以采用錨桿或者鋼筋等方式進行固定。圖1 為單壁鋼套筒圍堰設計和施工。

圖1 單壁鋼套筒圍堰設計和施工

4.3 圍堰加固

圍堰加固的具體技術措施包括以下方面。①地基加固。在圍堰建設前，需要對場地進行勘測，了解地質條件，并根據實際情況進行地基加固。例如，在軟土地區可以采取加筋深層加固、振動加固等措施，以增加地基的承載能力和穩定性。②圍堰結構加固。鋼套筒圍堰通常由多段鋼板或鋼筒拼接而成，為了提高結構的穩定性，需要進行加固處理。常見的加固措施包括設置加強筋、橫隔板、加大鋼板厚度等措施。③支撐加固。在圍堰施工過程中，需要設置支撐結構來保證圍堰的穩定性。這些支撐結構可以是鋼管撐或樁撐等，使圍堰在地下施工過程中不會發生傾覆或變形。④防水防漏加固。在圍堰建設中，為了防止地下水涌入、污水滲漏等問題，需要對圍堰進行防水防漏處理。這些加固措施可以是設置防水帷幕、封閉斷面、封堵孔洞等方法，有效防止水的侵入。

4.4 排水處理

針對鋼套筒圍堰施工現場的地形地貌情況，需要進行詳細的水文地質勘察，全面了解地下水位、地下水流動方向和滲透性等信息。這有助于科學確定排水設施的位置和布置方式，并且為后續的排水處理提供了基礎數據。在實際施工中，應根據勘察結果合理設置排水設施，例如挖掘排水溝、設置排水管道等，以便及時有效地將地下水排除出工程區域。同時，還應考慮采用排水泵站等設備，以應對可能出現的大量地下水涌入情況，確保施工現場的干燥和安全。除此之外，針對可能存在的地下水污染風險，還需采取相應的水質監測與處理措施。

4.5 壁鋼套筒圍堰優點、缺點、改進措施

壁鋼套筒圍堰具有高安全性、強防水性、施工方便等。然而，也存在一些缺點，如操作作業面較小、不能重復利用等。為了改進這些問題，可以采取以下措施。根據實際情況和施工要求，適當加大單壁鋼套筒圍堰的直徑，以增加操作作業面，提高施工的便利性和效率。在設計單壁鋼套筒圍堰時，可以考慮采用可拆卸結構，使其能夠在適當的時候進行拆除，以便后續重復利用。這樣可以節約資源，并減少對環境的影響。在選擇鋼套筒的厚度和材質時，可以做更詳細的技術分析和優化，以提高其整體剛度和承載能力，從而更好地承受水土壓力。盡可能引入適當的機械設備，如吊臂、起重機等，以減輕人力勞動，提高施工效率和安全性。對單壁鋼套筒圍堰進行定期維護和檢查，確保其完好無損，延長使用壽命。

4.6 鋼套筒圍堰技術質量控制措施

（1）需要對鋼套筒圍堰的設計方案進行充分論證和審查，確保其符合國家和地方相關規定標準，同時考慮到實際工程情況和地質條件等因素，制定出合理可行的設計方案。在設計過程中，應特別注意樁位間距、樁深、鋼套筒尺寸等關鍵參數的控制，以確保后續施工的順利進行。

（2）在材料的選用上要做到嚴格把控。鋼套筒圍堰的質量受到材料的影響較大，如選擇的鋼板質量差、厚度不足等都會導致鋼套筒圍堰在使用中出現裂縫、變形等問題。因此，在選用材料時，應嚴格按照設計要求進行嚴格控制，選用有保證的優質鋼材。

（3）在施工現場要進行嚴格的質量管理和監控。例如，對鋼套筒圍堰的垂直度、平面度、方位等進行監測，確保其達到設計要求，并采取嚴密的記錄和反饋機制，及時調整施工方案，以確保鋼套筒圍堰的精度和穩定性。

（4）需要進行定期的質量檢查和評估。定期對鋼套筒圍堰的質量進行檢查和評估，了解其使用情況和存在的問題，及時采取措施加以解決，以保障輸電線路的安全穩定運行[4-5]。

5 結語

總的來說，鋼套筒圍堰技術在輸電線路基礎工程施工中扮演著重要的角色，它能夠解決地下水位高、土質松軟等問題，提高施工效率和質量。然而，鋼套筒圍堰技術在應用中也面臨一些挑戰和難題，需要合理的設計和施工方案選擇，以及專業的施工技能和經驗。在未來需要進一步研究和發展鋼套筒圍堰技術，以滿足電力行業不斷增長的需求，并提高電力輸送的安全性和可靠性。