0 引言

内蒙古地区沙漠分布广泛，为了满足资源开发及完善电网结构的需要，这些地区迫切需要建设输电线路。由于沙漠地区自然条件恶劣，风积沙无黏聚力、流动性大、整体强度差，风蚀和沙埋等不良地质现象普遍，造成输电线路杆塔基础施工材料匮乏，工程施工和运营维护难度很大^[1]。输电线路的布置具有特殊性，因线路基础的塔位比较分散（一般2个相邻塔位的距离在200~500 m），且每个塔位的基坑尺寸又不大（10 m左右），对于地下水位比较浅、地质条件为粉细沙或细沙的输电线路基础基坑，在施工开挖时常常发生流沙、基坑涌水塌孔现象^[2]，基坑难以成型。

传统施工方法在基坑开挖时，利用钢管架、挡土板等基坑支护措施进行支挡，然后在基础施工前将基坑中的水抽出，施工周期一般在6 d左右。地下水位很浅的基坑往往需要更长时间，而且基坑平整度基本不能保证。对此设计方案往往会采用底板不配置钢筋的台阶刚性基础，加大基础底板宽度而尽量把基础浅埋，但由于沙丘的流动性，基础上覆土不易存留而易导致基础外露，进而危及塔位安全。另外，由于基底平整度难以保证，最终导致基础根开偏差较大，铁塔和基础不能正常安装。设计时有时还会考虑采用灌注桩基础型式，但是采用该型式时基础本体工程量、基面开方、大型机械临时施工便道修筑、施工费用及检测费用均增加很多。本文提出的将轻型井点降水技术应用到输电线路基础流沙坑施工中的技术方案，很好地解决了上述问题。

1 轻型井点降水技术介绍 1.1 技术原理

轻型井点降水技术原理如图 1所示。设备布置情况见图 2。在输电线路流沙基坑的施工中，通过设计计算，在流沙基坑周边合理布置井点进行连续抽水，将地下水位降到坑底面以下1 m，保证基础施工期间基坑底部为干燥面，并且可以保证基坑平整度。轻型井点降水技术能够保证基础根开偏差在允许范围内，保障铁塔和基础的顺利安装。同时，基础设计时采用钢筋混凝土板式基础，适当深埋基础，防止基础上覆盖的风积沙移动流失，危及塔位安全。该技术可以从根本上解决流沙坑在基础施工时塌孔不易成形、难以施工的问题。

1.2 工艺流程

轻型井点降水技术采用以下工艺流程：

（1）定位放线，冲孔；

（2）安装井点管，填黏土密封；

（3）铺设总管，接通总管；

（4）安装集水箱和排水管；

（5）开动真空泵排气，再开动离心水泵抽水；

（6）测量地下水位变化情况。

1.3 技术特点

在输电线路基础流沙基坑的施工中应用轻型井点降水技术具有以下优点。

（1）在塔位分散且基坑尺寸较小的输电线路流沙基坑施工中，能够最大限度地解决流沙基坑涌水塌孔的问题，克服线路基础跟开偏差过大的问题，实现铁塔和基础的顺利安装；

（2）采用轻型井点降水技术时，流沙基坑的基础型式可选用钢筋混凝土板式基础。该基础型式克服了台阶刚性基础设计时加大基础底板宽、把基础浅埋的问题，可避免由于沙丘的流动性，基础上覆土不易存留而导致基础外露，进而危及塔位安全和灌注桩基础型式成本过高等缺点；

（3）可以节约单项基础工程50%的施工周期，并且提高了基础成品质量，根本上实现了电网“质量第一、效益优先”的建设目标；

（4）该工艺实现了基础单项工程成本的显著降低，经济效益突出；

（5）轻型井点降水技术着眼于地下水的重复利用，对环境危害小，对于水土保护非常有利，社会环境效益显著。

2 指标对比 2.1 技术指标

输电线路流沙基坑基础按照传统方法施工时，容易发生塌孔、难以成型，基础型式时一般选用基础底板不配置钢筋的台阶刚性基础^[3-4]，同时，往往会加大基础底板宽度而把基础浅埋，需要更多的混凝土量去抵抗铁塔的上拔力，常规方法的混凝土使用量和土方量都很大，经济性很差。

应用轻型井点降水技术施工时，选用钢筋混凝土板式基础，底板配置钢筋后更好地抗弯，底板宽和埋深不受限制，可按正常方法进行设计，经济合理。以500QⅡ-SZ2-36和500QⅡ-SJ2-33 2种塔型为例，地下水位按照1 m考虑，同样在流沙坑土质基础施工时，采用传统的基坑抽水和采用轻型井点降水的基础本体工程量对比分别见表 1、表 2，工程量指标Q值（轻型井点降水施工技术工程量/传统基坑抽水施工技术工程量）对比图 3。

可以看出，采用轻型井点降水施工技术时，杆塔基础采用钢筋混凝土板式基础，与传统施工方式相比，单基杆塔混凝土量可节约25%左右，土方量可节约25%左右，钢筋量增加2.5~3.5倍。

2.2 经济指标

在磴口500 kV变电站至阿拉腾敖包开闭站双回送电线路工程流沙基坑开挖工作中，成功应用了轻型井点降水技术。以该工程为例，具体比较轻型井点降水技术和常规方法进行基坑抽水施工时的经济性。

本工程全线地形比例：沙漠42%、平地12%、河网4%、丘陵35%、山地7%。导线型号为4 × JL/ G1A-400/35型钢芯铝绞线，1根地线采用OPGW光缆，另1根为GJ-100镀锌钢绞线。最大风速30 m/s，导线覆冰厚度设计值10 mm。该地貌沙丘多以移动沙丘为主，沙漠地段局部地势低洼，地下水位较浅，勘测期间地下水位在1 m左右，枯水期和丰水期水位变化为1 m。本工程塔位基坑为流沙坑的基数为29基，经过计算，该工程的主要经济指标对比见表 3。

可以看出，无论是单基铁塔基础还是整个工程铁塔基础，轻型井点降水方法与传统的施工方法相比各项指标都较优，以磴口500 kV变电站至阿拉腾敖包开闭站双回送电线路工程为例，基础单项工程单公里可以节约成本2.5万元（约占基础单项工程每千米总成本的6.5%），经济效益显著。

该工程应用轻型井点降水方法进行流沙基坑开挖29基，地下水平均降水量7250 m³，一般2~3 d可将地下水位降到基坑底部以下1 m位置，能够在基础施工过程中保持基坑底面干燥、保证基坑无塌方和不均匀沉降情况的发生^[5-8]，采用该方式施工时，29基基础可节约工期87 d，工期极大缩短。

2.3 环保效益

利用轻型井点降水技术进行流沙基坑开挖的环保效益显著。由于利用此方法进行基础施工时基坑不会塌孔，基坑尺寸较传统施工方法要小，对环境的危害性较小，对水土保持非常有利；同时，抽出的地下水还可用于基础用水，水资源得到重复利用，更加环保，不会对环境造成污染。

3 结语

即使对于相对不容易塌孔的粉土地质，采用传统方法施工后基坑的基底平整度仍然难以保证，且泥泞不堪，施工人员需要在泥水坑中作业，作业环境很差；对于粉细沙、细沙地质，则流沙管涌现象非常严重，传统方法施工完后的基坑很不理想。而在流沙基坑施工中采用轻型井点降水技术，能够成功解决这些问题，且应用该技术施工时经济、环保效益显著，值得推广应用。