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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/26 21:33:37
浅述岩石锚桩基础在输电工程中应用和改进严行健【摘要】 岩石锚桩作为输电线路工程的杆塔拉线基础和杆塔基础可降低工程造价，减轻繁重劳动强度，是值得推广的一种先进的岩石基础和施工工艺。
【关键词】 岩石锚桩 拉线基础 杆塔基础ApplicationandImprovementofRockAnchorFoundationon
TransmissionProject0 引言
在山区输电线路建设工程中，杆塔拉线基础和杆塔基础应用岩石锚桩有很长历史，由于受到钻机笨重限制，发展十分缓慢。近年来，国内外随着各种轻便钻机的进步，使岩石锚桩有了新的发展。很多地区已应用于110、220、400、500kV电压等级的山区输电线路工程中，不仅提高施工水平，减轻劳动强度，降低工程造价，保护自然植被具有重要的意义，且发挥了原状岩体的力学性能，具有较好的抗拔功能。特别是上拔和下压地基的变形与其它类型基础相比，减轻结构自重，大大降低了基础材料的消耗。运输困难的高山峻岭地区，经济效益更为明显，是值得推广的一种先进岩石基础和施工工艺。
目前，国内外岩石锚桩大致有直锚式、承台式、嵌固式3种基本类型，应用较为成功。直锚式具有简便工艺、灵活性、适用性、造价低等优势；而承台式和嵌固式作为不能采用直锚式的一种补救方式。1 美国常用的3种岩石锚桩
1.1 螺纹楔型岩石锚桩
螺纹楔型岩石锚桩(又名膨胀型岩石锚桩)结构如图1，共有13种，它由拉杆和螺纹楔块及螺母组成。其材质是用可锻铸铁制造，经热镀锌防腐处理。适用于直径为47.625或60.325mm的锚孔，岩石锚桩胀开后紧压在坚硬的岩石上，拉杆受力越大，岩石锚桩的楔形块压得更紧，就越坚固。不需要导管、混凝土、灌浆设备。拉杆直径为19.05和25.40mm，长度为381.0～2438.4mm，热镀锌或涂黑色防锈漆层。这种岩石锚桩应用在等级为1的坚硬岩石上，304.8mm深的孔内，其强度即为拉杆的机械强度。19.05mm拉杆极限强度10.433t，25.40mm拉杆为16.329t。安装岩石锚桩的拉杆应与拉线成一直线。图1 螺纹楔型岩石锚桩1.2 楔块型岩石锚桩
楔块型岩石锚桩结构如图2，由楔块和上为拉眼、下为拉杆组成。根据拉线作用拉杆又分为圆眼、边眼和端眼拉杆3种，用于岩石或混凝土上固定拉线，与拉线成90°钻一个直径比拉杆直径略大的孔，孔深为拉杆长度的3/4左右。将楔块放入拉杆开槽中，然后将整个岩石锚桩放到孔底，用重锤反复击打，使拉杆开槽胀开顶住锚孔，并用水泥砂浆封住。极限强度一般为拉杆破坏强度。图2 楔块型岩石锚桩1.3 组合式岩石锚桩
组合式岩石锚桩如图3，是由转向拉杆和楔块岩石锚桩组合而成，主要用于岩石层接近地表的地方。破坏强度为8.391～11.340t。
以上3种类型岩石锚桩也可组合成普通群锚和台阶群锚，用于输电线路的拉线基础和杆塔基础。图3 组合式岩石锚桩2 国内应用岩石锚桩情况
我国应用岩石锚桩历史悠久，50年代初在输电线路应用至今已有40多年历史，取得好的经验。近几年，由于轻型分体式钻机研制成功，使岩石锚桩有了一个新的发展。
2.1 直杆型岩石锚桩
1991年，在220kV输电线路工程中，采用7基直杆型岩石锚桩基础，取得了良好的经济效益，锚桩基础造价仅为台阶式混凝土基础的49.8，节约了大量工程投资(见表1)。表1 直杆型岩石锚桩基础与台阶式混凝土基础经济比较(元/基)序 号项 目台阶式基础锚桩基础1材料费302412512安装费305515363土石方费29924034运输费23764755钻机折旧05006空压机台班费05007油 料0200 小 计114474865 取 费40062831 合 计154537696 百分比/10049.8
安徽省电力设计院在工程使用前做了大量调查、试验工作。对单锚和4根组合群锚进行了真型破坏试验。完成钻孔96个，累计进尺深度336m，全部试验基础总计42个，试验锚桩结构和试验基础型式如图4，其结构由30mm普通碳素钢、M30螺母和30垫片组成。试验岩石种类选择该地区3种代表性类别岩石(①砂岩、强风化，属硬质岩；②泥质岩、强风化，属软质岩；③花岗岩、强风化，属硬质岩)。试验数据如表2(摘要)。图4 直杆式岩石锚桩基础 从试验数据可得如下结论：(1)试验数据都大于优于SDGJ62—84规定的计算值，基础的安全储备大，完全可用于输电线路工程中。(2)220kV以上输电线路工程，一般情况以1.5～3.0m作为锚杆的锚固深度，可满足基础强度稳定表2 试验数据类别岩石类别孔深
/m代号极限抗拔力
/kN极限抗拔力
对比单锚砂 岩3Ad(3-2)210(1)孔深(同类
型岩石3m：5
m)极限抗拔
力比近似1：1
(2)单锚与群锚
(同类型岩石)
同深度之比
近似1：3.2结
论：与孔深关系
不大，与锚
杆根数极其有关(代号A)5Ad(5-2)200泥页岩3Bd(3-3)195(代号B)5Bd(5-1)200花岗岩3Cd(3-2)190(代号C)5Cd(5-2)210群锚砂 岩3Aq(3-2)650(代号A)5Aq(5-2)700泥页岩3Bq(3-1)750(代号B)5Bq(5-2)720花岗岩3Cq(3-2)510(代号C)5Cq(5-1)750
要求；基础平台可改善基础的受力条件，提高基础稳定可靠性和防止原状岩体风化。(3)岩石锚桩不仅适用于未风化、微风化和中等风化程度的岩石基础，也可用于强风化程度的岩石基础，但要逐基视风化程度而确定。
2.2 带底脚螺母式直杆型岩石锚桩
1997年10月，山西省电力设计院和山西省送变电工程公司总结了500kV输电线路工程中使用岩石锚基础的经验，准备在山西省阳城至江苏省淮阴市500kV输电工程的河南薄壁段采用岩锚基础。此段处于太行山区约51km线路，为中高山区，分布有页岩、灰岩，风化程度为微风化、中等风化，岩石成因年代不同，岩石的力学指标差异，为了确保对这段岩石锚桩基础的设计、施工工艺的正确性和可靠性，做了几组典型试验，并通过试验评审。试验锚桩结构和试验基础型式如图5，其结构由48普通碳素钢、M48螺母、48垫片组成。试验荷载根据送电线路 基础设计技术规定(SDGJ62-84)要求进行，其试验结果令人满意，将应用于该工程。[1][2]下一页
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