[实用新型]一种输电线路铁塔岩石基础固定装置

说明书

(一)、技术领域  本实用新型涉及一种用于将输电线路的铁塔固定于岩石基础上的专用固定装置。

(二)、背景技术  国内外输电线路铁塔锚桩基础的外观特征是：采用等径直锚基础(由四根单锚桩组成)，锚桩不镀锌，底部焊一螺母，锚桩孔内居中较难；利用锚桩与混凝土之间的粘结力、混凝土与岩体之间的粘结力和岩体自身的抗剪力共同抵抗基础上拔力。早在六、七十年代，已有输电铁塔锚桩基础，并且建立在微风化岩层上，而强风化岩等径锚桩基础是近十几年来的产物，尚没有30年数次最大设计风速(比如30m/s)引起交变拉、压力而产生“蠕变”的运行资料，因此，《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T5219-2005)并不提倡。

强风化岩裂隙复杂，根据以往工程施工经验，降雨后，强风化岩基坑有渗水或潮湿现象，降雨呈弱酸性，锚桩锈蚀易致混凝土胀裂，因此，锚桩的混凝土保护层厚度至关重要。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)强制性条文规定：钢筋的保护层厚度不小于钢筋直径。由于《架空送电线路基础设计技术规定》中规定了锚孔、锚桩和锚桩的最小倍数关系，并且锚桩偏斜率为0.5～1.0％，因此，锚桩的混凝土保护层厚度难以保证。显然，强风化岩锚桩技术并不成熟。

为了深入贯彻国家电网公司“两型三新”和“三节约”，2008年1月，山东电力集团公司科技立项(2008A-14)，联合烟台供电公司、烟台电力设计院、海南中海电力工程有限公司和山东电力工程咨询院解决这些问题，进行了烟台开发区220kV新港输电工程#38、#39、#40直线塔实施全方位高低腿的扩底锚桩基础的设计、试验和经济比较。并由本专利发明人王茂成主笔，完成了文献“有覆土层的强风化岩锚桩基础结构模型的研究”(刘福卿，王茂成，蒋瑞金，等，电力建设，2009，30(8)：42-46)。经过施工图设计和工程预算，与板式基础比较，工程费用降低一半左右，经济效益非常显著。2009年8月8日，相关课题已通过山东省科技厅的项目鉴定，达到国际领先水平。

该课题项目的锚桩扩底基础的外观特征是，仍由四根单锚桩组成，锚桩身部为等径，底部为扩径，改善了上部岩体受力集中的现象，避免“蠕变”可能产生的不良后果，在强风化岩体被剪切破坏前，避免锚桩从岩体中抽出；锚桩热镀锌，解决了锚桩的混凝土保护层厚度难以保证的问题；底部以二螺母夹紧锚板替代单螺母，避免锚桩从锚桩中抽出；并且锚桩孔内居中较易。因此，锚桩扩底基础的抗拔稳定性主要受强风化岩体的抗剪力控制。

2009年5月，烟台莱州强风化岩层试验证明：扩底锚桩与等径锚桩相比，可提高上拔力30％以上；锚孔深度2m并扩底的抗拔力相当于等径锚孔深度3m的抗拔力，锚孔深度3m并扩底的抗拔力高于等径锚孔深度4m的抗拔力，显然，扩底技术的效果随着深度的增加而更加明显。

在烟台开发区新港工程中，试验锚桩选用M60型6.8级螺栓(材质40Cr)，设计抗拔力840kN，屈服抗拔力1350kN。选择每基塔位地质最薄弱的地方做2～4个试验锚桩，试验锚桩下端带直径略小于锚孔直径的圆形锚板，并以二螺母上、下夹紧。经28天养护期后，分别做了试验锚桩的拉拔试验。经过#40塔的#1、#2未镀锌试验锚桩和#3、#4热镀锌试验锚桩对比试验，热镀锌锚桩较未镀锌锚桩的上拔位移大，但均在允许范围之内，因此，带锚板的热镀锌锚桩可以作为基础锚桩，彻底解决锚桩的混凝土保护层可能不够问题；对比试验结果如表1。

表1：220kV新港输电线路40#锚桩验收试验汇总表

通过新港工程热镀锌锚桩和未镀锌锚桩的拉拔对比试验表明：带锚板的热镀锌锚桩，在大吨位的拉力下，完全满足输电铁塔基础设计的技术要求，填补了这一技术领域的空白。

试验证明，同一地点直锚基础(由四根单锚组成)的极限抗拔力是单根锚桩的1.5～2倍，通过理论计算公式也可得出直锚基础极限抗拔力基本是单锚桩的1.2～2.1倍(强风化硬质岩抗剪强度17～30kPa)。因此，对于岩石锚桩基础而言，直锚基础并非最佳设计方案。由于四个孔的间距太小，导致锚桩因岩体45°剪切角形成的假想的四个倒圆锥体重叠严重，相互交错影响，以至于得到有关文献所述“同一地点的单锚和四根直锚的基础极限抗拔力相差不大”的结论。

(三)、实用新型内容  本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种输电线路铁塔岩石基础固定装置，通过改进塔脚板结构和锚桩安装方式，在保证抗拔力基础上，有效缩短施工周期，降低工程造价。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：