巖石錨樁應用改進范文

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【摘要】巖石錨樁作為輸電線路工程的桿塔拉線基礎和桿塔基礎可降低工程造價，減輕繁重勞動強度，是值得推廣的一種先進的巖石基礎和施工工藝。

【關鍵詞】巖石錨樁拉線基礎桿塔基礎

0引言

在山區輸電線路建設工程中，桿塔拉線基礎和桿塔基礎應用巖石錨樁有很長歷史，由于受到鉆機笨重限制，發展十分緩慢。近年來，國內外隨著各種輕便鉆機的進步，使巖石錨樁有了新的發展。很多地區已應用于110、220、400、500kV電壓等級的山區輸電線路工程中，不僅提高施工水平，減輕勞動強度，降低工程造價，保護自然植被具有重要的意義，且發揮了原狀巖體的力學性能，具有較好的抗拔功能。特別是上拔和下壓地基的變形與其它類型基礎相比，減輕結構自重，大大降低了基礎材料的消耗。運輸困難的高山峻嶺地區，經濟效益更為明顯，是值得推廣的一種先進巖石基礎和施工工藝。

目前，國內外巖石錨樁大致有直錨式、承臺式、嵌固式3種基本類型，應用較為成功。直錨式具有簡便工藝、靈活性、適用性、造價低等優勢；而承臺式和嵌固式作為不能采用直錨式的一種補救方式。

1美國常用的3種巖石錨樁

1.1螺紋楔型巖石錨樁

螺紋楔型巖石錨樁(又名膨脹型巖石錨樁)結構如圖1，共有13種，它由拉桿和螺紋楔塊及螺母組成。其材質是用可鍛鑄鐵制造，經熱鍍鋅防腐處理。適用于直徑為47.625或60.325mm的錨孔，巖石錨樁脹開后緊壓在堅硬的巖石上，拉桿受力越大，巖石錨樁的楔形塊壓得更緊，就越堅固。不需要導管、混凝土、灌漿設備。拉桿直徑為19.05和25.40mm，長度為381.0～2438.4mm，熱鍍鋅或涂黑色防銹漆層。這種巖石錨樁應用在等級為1的堅硬巖石上，304.8mm深的孔內，其強度即為拉桿的機械強度。19.05mm拉桿極限強度10.433t，25.40mm拉桿為16.329t。安裝巖石錨樁的拉桿應與拉線成一直線。

1.2楔塊型巖石錨樁

楔塊型巖石錨樁結構如圖2，由楔塊和上為拉眼、下為拉桿組成。根據拉線作用拉桿又分為圓眼、邊眼和端眼拉桿3種，用于巖石或混凝土上固定拉線，與拉線成90°鉆一個直徑比拉桿直徑略大的孔，孔深為拉桿長度的3/4左右。將楔塊放入拉桿開槽中，然后將整個巖石錨樁放到孔底，用重錘反復擊打，使拉桿開槽脹開頂住錨孔，并用水泥砂漿封住。極限強度一般為拉桿破壞強度。

1.3組合式巖石錨樁

組合式巖石錨樁如圖3，是由轉向拉桿和楔塊巖石錨樁組合而成，主要用于巖石層接近地表的地方。破壞強度為8.391～11.340t。

以上3種類型巖石錨樁也可組合成普通群錨和臺階群錨，用于輸電線路的拉線基礎和桿塔基礎。

2國內應用巖石錨樁情況

我國應用巖石錨樁歷史悠久，50年代初在輸電線路應用至今已有40多年歷史，取得好的經驗。近幾年，由于輕型分體式鉆機研制成功，使巖石錨樁有了一個新的發展。

2.1直桿型巖石錨樁

1991年，在220kV輸電線路工程中，采用7基直桿型巖石錨樁基礎，取得了良好的經濟效益，錨樁基礎造價僅為臺階式混凝土基礎的49.8%，節約了大量工程投資(見表1)。

表1直桿型巖石錨樁基礎與臺階式混凝土基礎經濟比較(元/基)

序號項目臺階式基礎錨樁基礎1材料費302412512安裝費305515363土石方費29924034運輸費23764755鉆機折舊05006空壓機臺班費05007油料0200小計114474865取費40062831合計154537696百分比/%10049.8

安徽省電力設計院在工程使用前做了大量調查、試驗工作。對單錨和4根組合群錨進行了真型破壞試驗。完成鉆孔96個，累計進尺深度336m，全部試驗基礎總計42個，試驗錨樁結構和試驗基礎型式如圖4，其結構由30mm普通碳素鋼、M30螺母和30墊片組成。試驗巖石種類選擇該地區3種代表性類別巖石(①砂巖、強風化，屬硬質巖；②泥質巖、強風化，屬軟質巖；③花崗巖、強風化，屬硬質巖)。試驗數據如表2(摘要)。

從試驗數據可得如下結論：(1)試驗數據都大于優于SDGJ62—84規定的計算值，基礎的安全儲備大，完全可用于輸電線路工程中。(2)220kV以上輸電線路工程，一般情況以1.5～3.0m作為錨桿的錨固深度，可滿足基礎強度穩定

表2試驗數據

類別巖石類別孔深

/m代號極限抗拔力

/kN極限抗拔力

對比單錨砂巖3Ad(3-2)210(1)孔深(同類

型巖石3m：5

m)極限抗拔

力比近似1：1

(2)單錨與群錨

(同類型巖石)

同深度之比

近似1：3.2結

論：與孔深關系

不大，與錨

桿根數極其有關(代號A)5Ad(5-2)200泥頁巖3Bd(3-3)195(代號B)5Bd(5-1)200花崗巖3Cd(3-2)190(代號C)5Cd(5-2)210群錨砂巖3Aq(3-2)650(代號A)5Aq(5-2)700泥頁巖3Bq(3-1)750(代號B)5Bq(5-2)720花崗巖3Cq(3-2)510(代號C)5Cq(5-1)750

要求；基礎平臺可改善基礎的受力條件，提高基礎穩定可靠性和防止原狀巖體風化。(3)巖石錨樁不僅適用于未風化、微風化和中等風化程度的巖石基礎，也可用于強風化程度的巖石基礎，但要逐基視風化程度而確定。

2.2帶底腳螺母式直桿型巖石錨樁

1997年10月，山西省電力設計院和山西省送變電工程公司總結了500kV輸電線路工程中使用巖石錨基礎的經驗，準備在山西省陽城至江蘇省淮陰市500kV輸電工程的河南薄壁段采用巖錨基礎。此段處于太行山區約51km線路，為中高山區，分布有頁巖、灰巖，風化程度為微風化、中等風化，巖石成因年代不同，巖石的力學指標差異，為了確保對這段巖石錨樁基礎的設計、施工工藝的正確性和可靠性，做了幾組典型試驗，并通過試驗評審。試驗錨樁結構和試驗基礎型式如圖5，其結構由48普通碳素鋼、M48螺母、48墊片組成。試驗荷載根據送電線路基礎設計技術規定(SDGJ62-84)要求進行，其試驗結果令人滿意，將應用于該工程。

圖5帶底腳螺母式直桿型巖石錨樁

2.3新型膨脹型巖石錨樁

參閱了國內外巖錨資料，認真分析和研究，設計一種新式結構巖石錨樁如圖6，它由錐形錨桿、開槽錨套和螺母頂圈組成，與常用膨脹螺栓結構相仿；安裝時，先將錨桿放入孔內，裝上開槽錨套，用力錘擊錨套使之與錨孔膨脹緊固，再裝上螺母頂圈，加長板手將擰緊螺母頂圈至擰不動為止，使錨套膨脹力至最大。卸下螺母頂圈，再灌上水泥砂漿，進行保養。若錨樁各件進行熱鍍鋅防腐，不必灌水泥砂漿。可用于拉線基礎、桿塔基礎、單錨基礎、群錨基礎等，是一種十分理想的巖石錨樁。

圖6新式膨脹型巖石錨樁

3結束語

巖石錨樁具有許多優點，隨著新型輕便、分體式鉆機誕生，促進巖石錨樁的發展，但對這一老工藝要進一步的研討，其主要問題是：

3.1進一步開發、研制更輕便、多功能、輸送長距離的無漏風鉆機。這是巖石錨樁發展的關鍵。目前輸送距離不到1km。建議研制類似高壓液體薄壁軟輸送管，接頭也采用快速接頭。這樣，風量、風壓等衰減較弱，提高輸送距離。

3.2逐步完善巖石錨樁設計基礎試驗和研究，優化編制設計參數和施工工藝。

3.3在完善和優化巖石錨樁基礎設計參數和施工工藝基礎上，編制錨桿基礎的設計守則規范，檢驗規程和驗收標準。

3.4由于我國地幅大、巖石結構相差甚遠，要適用各種類型巖石，故要進一步開發巖石錨樁的新品種和新工藝。