110kV输变电工程基础选型、优化及环保措施.docx

唐县军城■川里llOkV输变电工程第二卷专题报告第四册基础选型、优化及环保措施目录1 概述 22 基础设计指导思想 33 沿线地质和水文情况 43.1. 区域构造及地震稳定性评价 43. 1. 1.区域构造概况 43.1.2.场地稳定性评价 43. 1.3.工程地质条件 43. 1.3. 1地理位置 43. 1. 3. 2地层岩性及物理力学性质指标 43. 1.4.地下水及场地土腐蚀性 63.1.5.场地土类型与建筑场地类别及地震动参数 63. 1.6.水文地质条件 63.1.7.场地饱和土及砂土的液化评价 63. 2.水文气象条件 73. 2. 1.地形地貌 73. 2. 2.气象水文 73. 2. 3.河流水系 74 基础选型及技术经济比较 74. 1岩石类基础 84. 1. 1岩石锚杆基础 84. 1.2岩石嵌固式基础 114. 2掏挖类基础 124. 2. 1全掏挖基础 124. 2.2半掏挖式基础 134. 3大开挖基础 144. 3. 1刚性基础 144. 3. 2柔性基础 144.4高低柱基础 165 基础优化 175. 1 基础几何尺寸优化 175.2 基础钢筋材质选择 196 环保措施 206. 1. “零”施工基面和环保目标 206.2. 实现环保目标的措施 207 结论 22本专题根据沿线地形、地貌和各地段地质、水文情况，本着因地制宜、 技术先进、安全可靠、经济适用、方便施工、注重环保、节省投资的原则, 对各种基础型式进行了技术、经济比较，优选出了适合本工程特点的基础 型式。

1概述拟建的军城-川里llOkV线路工程位于保定市唐县境内，起点为llOkV 军城站，终点为llOkV川里站，额定电压为llOkV,双冋路型式沿线地形、 地貌变化较大，有山地及丘陵其中，丘陵占10%, —般山地占50%,高 山大岭占40%o2基础设计指导思想2.1基础设计遵循因地制宜、技术先进、经济适用、安全可靠、方便施 工、注重环境保护、节省投资的原则2.2在山区（包括高山大岭和一般山地），针对基岩裸露、地形复杂、 交通运输困难的具体情况，本着尽量减少开方和运输工作量，减轻施工难 度，加快施工进度，节省投资，并最大程度的保护山区自然环境的原则， 充分利用岩石自身的力学性能，优先选择岩石类基础，并采用高低柱基础 （一腿一图）2.3以大开挖基础为主要基础型式，在有条件的地方尽量选择掏挖类或 岩石类基础，以方便施工和加快施工进度，减少开挖对地表植被的破坏3沿线地质和水文情况3. 1.区域构造及地震稳定性评价3. 1. 1. 区域构造概况唐县地表出露全部为新牛•界第四系全新统地层(Q4),主要为粉质粘土、 粉土、碎石、卵石等构成下伏地层主要以白云岩、灰岩、页岩、泥灰岩、 花岗岩、花岗闪长岩为主。

根据区域地质资料，本拟建线路范围内无活动断裂，适宜该拟建线路 的兴建3. 1. 2. 场地稳定性评价拟建场地未发现特殊性岩土，无不良地质作用，地质环境未受破坏， 工程地质条件简单，场地稳定，适宜建筑3. 1.3. 工程地质条件3. 1. 3. 1地理位置唐县隶属河北保定市，辖7个镇、20个乡镇，345个行政村，总面积 1417km2o县地理坐标为东经11428z〜11503’，北纬3838z〜 391(T o东与顺平县、望都县毗邻，西与曲阳县、阜平县相连，南与定 州市相接，北与滦源县交界，107国道从该县境内南端穿过北倚太行山， 南临华北平原，距离保定约60公里，距离省会石家庄约110公里3. 1. 3. 2地层岩性及物理力学性质指标根据本次调查了解，拟建线路沿线地层为第四纪冲洪积新近沉积土、 碎石、卵石及灰岩、白云岩、页岩、泥灰岩、花岗岩、花岗闪长岩等组成耕土[Q42ml]:黄褐色，湿，松散，含植物根系，以粉质粘土为主该层厚度约为0.5m；粉质粘土、粉土[Q42 (al+pl)]:黄褐色，湿，切面无光滑，韧性差，干 强度差，局部含砾石该层主要分布在军城站及川里站附近(军城站附近 为：军城站■角五。

川里站附近为：角十七■川里站)，厚度约3〜5m承载 力特征值fak=110kPa；碎石土：稍湿，稍密〜中密状态，磨圆度较差，成分以白云岩为主 天然密度p0=2. 00g/cm3,粘聚力c二OkPa,内摩擦角①二40 ,承载力标 准值 fk二250、300kPa；卵石：稍湿，稍密~中密状态，磨圆度较好，成分以白云岩为主天 然密度pO-2. 00g/cm3,粘聚力c-OkPa,内摩擦角①二42承载力标准值 fk=250kPa；白云岩、灰岩等硬质岩石：灰白、灰黑色，节理裂痕发育，呈强风化 状态，极少部分为中等风化，主要矿物成分为碳酸镁、碳酸镁等天然密 度p0=2. 30g/cn)3,粘聚力c-OkPa,内摩擦角①二48承载力标准值 fk-500kPa；页岩、泥灰岩等软质岩石：砖红、紫红色，呈薄层状，破碎岩体 上部呈全风化状态，天然密度p0=2. 40g/cm3,粘聚力c=60kPa,内摩擦 角①二45承载力标准值fk=200kPa； 2m以下呈强风化状态，天然密度 p0=2. 50g/cm3,粘聚力c=OkPa,内摩擦角①二46承载力标准值 fk=300kPa；花岗岩、花岗闪长岩：灰白、肉红色，粗晶结构，破碎，主要矿物成 分为石英、云母等。

全风化-强风化状态，天然密度p0=2. 30g/cm3,粘聚 力c=30kPa,内摩擦角①二50承载力标准值fk=200kPa；强风化状态， 天然密度p0=2. 60g/cm3,粘聚力c=500kPa,内摩擦角①=50 ,承载力标 准值 fk=500kPao3. 1. 4. 地下水及场地土腐蚀性据调查，线路沿线范围内浅层地下水位埋深较深，为第四系潜水，对 基础无SL接影响根据当地建筑经验，综合判定场地土对混粘土结构具微腐蚀性，对钢 筋混粘土结构中的钢筋具微腐蚀性；对钢结构为微腐蚀性3. 1. 5. 场地土类型与建筑场地类别及地震动参数根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)M 4.1.1条表4.1.1,结合场地的条件及土的特性，综合判定场地为建筑抗震一般地段依据该 规范附录A,拟建场地的抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第三组， 设计基本地震加速度值0・05g根据区域资料，军城站及川里站附近为中 软土，建筑场地类别为III类；英他场地土类型为中硬土，建筑场地类别为 II类拟建建筑场地为可进行建设的一般场地3. 1.6. 水文地质条件唐县地下水大都贮存于第四纪多层结构的松散岩层中，主要接受大气 降水和地表深入补给，其次是境内唐河、通天河的侧向补给，以蒸发与流 岀、人为开采为主要排泄方式。

地下水自上而下分别以潜水和深层承压水 的特征存在3. 1. 7. 场地饱和土及砂土的液化评价经调查拟选线路沿线浅层地下水埋藏深度大于20m,可不考虑地震液化问题3. 2.水文气象条件321 •地形地貌唐县地处华北平原，境内西北部属中山丘陵区，东南部为平原地带， 总地势为西北高，东南低主要山峰54座，海拔高度在73. 4m〜1898m, 拟建的线路主要分布在唐县西北部，地貌属于低山丘陵地貌3.2.2. 气象水文唐县属于暖温带大陆性季风气候，年平均气温12.2C, 一月平均气温 -4.3C,七月平均气温26. 2C,年平均降水量570毫米，年日照时间2577 小吋初霜冻出现在10月中旬末，终霜冻出现在4月上旬末，无霜期192天 标准冻结深度0. 80米3.2.3. 河流水系唐县境内主耍有唐河、通天河等河流，均属季节性河流根据调查，1963年以来无洪水淹没记录、也无内涝发生1、 唐河发源于山西省浑源县，由此往南流经唐县13个乡，境内流长约为109km2、 通天河发源于唐县神仙山，在灌城乡附近注入唐河，全长43kmo4基础选型及技术经济比较针对本工程沿线地质和水文情况，并结合各种塔型的基础作用力，对 各地质路段采用的基础型式分析比较如下：4.1岩石类基础岩石类基础主要适用于基岩裸露或覆盖层较薄的高山大岭及一般山地 岩石类地层。

常用的岩石类基础有锚杆式和嵌固式两种4. 1. 1岩石锚杆基础4. 1. 1. 1岩石锚杆基础的设计原理岩石锚杆基础适用在微风化、中等风化且岩体完整的硬质岩地层岩 石锚杆基础是以水泥沙浆或细石混凝土和锚杆灌注于钻凿成型的岩孔内的 基础型式由于充分发挥了岩石地基本身的抗压承载力和水平抗倾覆承载 力，因而具有良好的抗拔性能，特别是上拔和下压地基的变形比其它类型 基础都小，大大降低了基础材料的消耗，这对于运输困难的山区更具明显 的经济效益同时由于不需要开挖和掏挖基坑，基础施工土石方量很小， 缩短施工周期，节约成本，对基础周围的环境几乎没有影响，它的设备简 单，操作方便，施工速度快，基本没有大的开方量，经济效益和社会效益 十分明显因此岩石锚杆基础在山区线路中是一种经济环保的基础型式锚杆与灌浆体、灌浆体与孔壁介质发生复杂的化学作用，承受外荷载 后，它们之间的结合（附着）力就发挥作用，当任意两者之间出现一定的相对 位移时，有效的结合遭到破坏，它们之间的阻力主要由摩擦作用提供，这 就是锚杆、孔壁介质与灌浆体力学作用机理的定性解释钢锚杆表面上存在着微观的粗燥皱曲，浆体围绕着锚杆充满这些皱曲 而形成一个灌浆体，在锚杆和灌浆体之间的结合破坏之前，其结合力发挥 作用；当锚杆和浆体发生一定的相对位移后，两者的结合面就遭到破坏， 此时锚杆和灌浆柱之间的摩擦阻力就发挥主要作用，而且摩擦阻力是随灌 浆体的剪胀而增加，因此提高锚杆表面的粗燥度和提高灌浆体的剪切强度 是提高锚杆基础承载力的有效手段。

灌浆体将上部荷载传递给岩石地基，当荷载增大到一定程度，岩石发 生剪切破坏，岩石出现剪切破坏吋，岩体的一部分会产生相对于另一部分 的滑移，即形成剪切裂缝，但这种裂缝通常都不张开，而是呈闭合的状态, 所以常称之为剪裂面，基础设计时将岩石剪裂面假定为以锚杆为中心的倒 锥体，以均匀分布于倒截圆锥体表面的等代极限剪切应力的垂直分力之和 来抵抗铁塔的上拔力锚杆基础与岩层粘结力的分布和增长是有一定规律的在上拔荷载较 小的前期，锚杆抗拔主要依靠基础上部的岩层提供的粘结力，基础底部的 粘结力很小；随着荷载的增大，各层粘结力都有所增长，但仍然是上部粘 结力增长幅度最大，底部的粘结力增长幅度较小当上部粘结力达到极限 值后，此时上部已经产生了较大的变形了，岩层与锚杆的粘结力开始减小, 荷载开始向深层传递，锚杆中部和底部的粘结力开始迅速增长；锚杆基础 破坏时，上部的粘结力由于岩层变得的松散已经降低很多，粘结力最大值 出现在锚杆中部的某个部位，此时锚杆底部的粘结力较加载初期也有较大 增长从以上分析看，锚杆基础的抗拔主要依靠上部及中部岩层的粘结力， 只有在上部岩层与锚杆产生较大相对位移、上部粘结力开始减小的情况下, 下部岩层的粘结力才会有较大的增长，而此时基础已经因为产生了较大的 变形而破坏了，该部分承载力只能作为基础承载力的安全储备，所以，锚 杆基础的抗拔承载力与深度并不是线性增长关系，合理的锚杆深度受上部 岩层性质的影响，存在一个最优的范围，超出此范围后增加锚杆深度对于 提高锚杆基础极限抗拔承载力效果不明显。

4. 1. 1. 2岩石锚杆基础与其他基础型式的指标对比以本工程的直线塔lD3-SZ3(36m呼高)为例，将各种基础的材料耗量和 投资指标对比如卜表4・1：表4-1 1D3-SZ3塔各类基础指标对比表基础型。