Закрепление опор линий электропередачи 35-750кВ - Закрепление опор на болотах

1. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОПОР НА БОЛОТАХ

Для оценки закрепления опор на болотах основными являются такие характеристики, как толщина слоя торфа и вид подстилающего торф грунта. Применяются следующие способы закрепления опор на болотах:

1. замена торфа песчаным грунтом и заложение в него фундамента. Способ трудоемкий, поэтому целесообразно применять только при небольшой толщине торфа;
2. опирание на подстилающий грунт. Обычно применяется для фундаментов стоек опор с оттяжками;
3. забивка свай в подстилающий грунт. Наименее трудоемкий способ;

1. плавание в грунтовой воде, содержащейся в торфе. Этот и последний способы пока носят экспериментальный характер;
2. опирание на торф.

На болотах, как правило, закрепляются только промежуточные опоры, поэтому ниже приведены конструкции закрепления опор этого типа.
Если появляется необходимость установки на болоте анкерно-угловых опор, то они могут быть закреплены одним из приведенных выше способов.
Как уже отмечалось, на болотах везде, где позволяют подстилающие грунты, целесообразно применять свайные способы закрепления опор. Для устройства монолитного железобетонного растверка на забитые сваи около фундамента в торфе отрывается более глубокий котлован небольшого размера, из которого насосом все время в период бетонирования выкачивается вода.
Если применение свайных фундаментов невозможно, земляные работы целесообразно производить зимой с применением промораживания или в наиболее сухой период времени года.
При устройстве ответственных фундаментов по периметру котлована иногда забивается шпунт.

Таблица 15
Рекомендации закреплений унифицированных  железобетонных опор 35—230 кВ на болоте с толщиной торфа 3 м

*В ночной оттяжке.
Доставка песка для засыпки фундаментов, устанавливаемых на болоте, производится с помощью металлических пен, применяются также тракторы ТДТ-75, оборудованные кузовами.

Закрепление железобетонных опор.

 В табл. 15 приведены некоторые рекомендации по закреплению на болотах железобетонных опор 35—220 кВ, а на рис. 28 изображены схемы закрепления опор.
На болотах с толщиной торфа до 1,5 м опоры обычно закрепляются путем установки трех-четырех ригелей и засыпки песком (рис. 28,а). При толщине слоя торфа более 1,5 — 2,0 м железобетонные опоры целесообразно закреплять при помощи трех-четырех оттяжек, расположенных под углом 45° к вертикали. При возможности забивки свай такой способ позволяет исключить выполнение земляных работ.
Для болот с толщиной торфа до 5 м применялись двухцепные опоры, используемые в качестве одноцепных, при этом сохранялась нормальная высота подвеса провода. У одноцепных опор оттяжки прикрепляются к металлическому хомуту, расположенному под нижней траверсой, а у двухцепных опор — к концам специальных траверс, расположенных вдоль оси ВЛ, для предотвращения возможности схлестывания проводов аварийной цепи с проводами работающей цепи в результате возможного разворота опоры вокруг оси стойки при обрыве провода.
Нижние концы оттяжек прикрепляются к деревянным сваям на уровне границы торфа с подстилающим грунтом. В этом месте, как правило, всегда находится грунтовая вода, что значительно задерживает гниение древесины, кроме того, значительно уменьшается изгибающий момент, воспринимаемый сваей от действия на нее горизонтальной составляющей тяжения по оттяжке, так как место присоединения оттяжки к свае находится у подстилающего торф грунта, в котором свая плотно закреплена. В зависимости от величины нагрузки, действующей на опору, оттяжки прикрепляются к одиночным сваям (рис. 28, б, в, г,) или к кусту из двух свай (рис. 28, д). При залегании под торфом слабого грунта при сборке опоры к ее нижнему концу прикрепляют с помощью хомута металлическую плиту (рис. 28,е), которая увеличивает опорную поверхность. Если подстилающий торф грунт не допускает забивку свай (скала, валуны и т. п.), то оттяжки прикрепляются к анкерным плитам или ригелям, засыпаемым песком.

Крепление оттяжек также возможно к железобетонным грузам. В частности, для этой цели использовались сломанные при транспортировании на трассу железобетонные стволы. Закрепление промежуточных железобетонных опор 330 кВ на болотах применяется сравнительно редко. При толщине торфа до 1,5 м, когда нижняя часть стоек опоры частично закреплена в подстилающем грунте, с каждой стороны опоры на оси ВЛ забивается по две деревянные сваи, к которым прикрепляются концы четырех оттяжек, при этом каждая оттяжка присоединяется к двум сваям.

Рис. 28. Закрепление железобетонных опор 35—330 кВ на болотах.
о. — закрепление при помощи ригелей; б — опор ПБ-35-1 и ПБ-110-1; в — опор ПБ-35-2 и ПБ-110-2; г— опор ПБ-220-3 и ПБ-220-1; д — опор ПБ-110-4 и ПБ-110-8; е — металлическая плита, закрепляемая на нижнем конце стойки при установке опоры на слабый грунт, ж, з — закрепление опор 330 кВ при толщине торфа до 1,5 и 3,0 м.

При толщине торфа более 1,5 м (до 3 м) забивается по две пары свай с каждой стороны опоры, что позволяет более надежно закрепить опору с помощью оттяжек.

Закрепление металлических опор 110—330 кВ с оттяжками.

Схема одностоечной металлической опоры с оттяжками приведена на рис. 1, ж. Фундамент опоры состоит из одного элемента для закрепления стойки и трех для крепления оттяжек. На практике одностоечные опоры закреплялись на болотах с толщиной торфа до 6 м, при использовании плавающего фундамента опоры этого типа могут закрепляться на любых болотах и даже водоемах. Конструкции закрепления металлических опор 110—330 кВ с оттяжками на болотах изображены на рис. 29 и 30. При толщине слоя торфа до 1,5 м, а иногда и до 3 м опоры закрепляются с помощью подножника и анкерных плит, при этом в месте их установки торф заменяется привозным песком. Такой способ, требующий производства земляных работ, весьма трудоемок. В болотах с толщиной торфа от 2 до 6 м целесообразно применять фундаменты, состоящие из деревянных свай. Для закрепления стойки опоры применялись элементы фундамента, состоящие из 4—16 деревянных свай с железобетонным ростверком (рис. 29, в) или из 4—5 деревянных свай с металлическим ростверком (рис. 29, б). Для предотвращения загнивания верхний конец сваи располагается ниже поверхности грунтовой воды.
К каждой свае свайного анкера на уровне границы торфа с подстилающим грунтом прикрепляется тяга 1. Верхние концы тяг прикреплены к специальным конструкциям (обычно выполняемым в виде небольших металлических балочек), которые равномерно распределяют усилие, действующее на анкер между всеми сваями.
В связи с тем что во время эксплуатации ВЛ стойки опоры с большой силой прижимают ростверк, последний ничем не прикрепляется к сваям. В процессе установки опоры, когда на фундамент действует значительная горизонтальная нагрузка, ростверк должен поддерживаться тракторами с помощью канатов.
При залегании под торфом грунта, не допускающего забивку свай, помимо применения железобетонных фундаментов и анкерных плит, размещаемых в привозном грунте, заменяющем торф, применяются:

Рис. 29. Закрепление на болоте одностоечных металлических опор с оттяжками.
Закрепление стойки: а — подножник с железобетонными кольцами; б —четыре или пять деревянных свай с металлическим ростверком; в — закрепление оттяжек; г, д, е, ж — анкеры из двух, трех, четырех и шести деревянных свай; з — грузовой анкер; и — коробчатый анкер; 1 - тяги.

Рис. 30. Специальные фундаменты.
а — фундамент одностоечной опоры 330 кВ с оттяжками для болта с подстилающей скалой; б — плавающий фундамент одностоечной опоры 330 кВ с оттяжками; в, г —фундаменты свободностоящих опор 220 кВ, опирающихся на торф; 1 —подножник; 2 — распорная балка; 3 — тросовая растяжка; 4 — настил из бревен; 5 — песок; 6 — корытообразные железобетонные плиты; 7 —ферма; 8 — цилиндрические поплавки; 9 — рама, соединяющая поплавки; 10 — ферма.

а) закрепление стойки с помощью железобетонного фундамента, на стойку которого для дополнительной устойчивости за счет увеличения веса надеты канализационные кольца, а пространство между стойкой и кольцами заполнено камнями и песком (рис. 29,а);
б) грузовые анкеры (рис. 29, б), состоящие из нескольких железобетонных блоков весом по 3 т каждый:
в) коробчатые анкеры (рис. 29, и) в виде емкости, образованной анкерной плитой и боковыми стенками из тонких железобетонных плит, заполненной песком и камнями. Для крепления стенок в типовую анкерную плиту закладывались специальные детали.
В коробчатом анкере по сравнению с грузовым 40 — 50% железобетона заменено баластом, благодаря чему уменьшена его стоимость. Для предотвращения возможности передвижения грузового или коробчатого анкера в сторону опоры под действием тяжения в оттяжках перед анкерами со стороны стойки опоры забиваются по две-три небольшие сваи или сами анкеры частично заглубляются в подстилающий грунт.
Для закрепления одностоечных опор 330 кВ на болотах с подстилающей скалой применяется фундамент, состоящий из четырех железобетонных подножников, пригруженных песком, соединенных распорными балками (рис. 30, а). На средний подножник устанавливается стойка опоры, а к остальным прикрепляются оттяжки. Благодаря распорным балкам горизонтальная составляющая тяжения по любой из оттяжек воспринимается всеми подножниками. Подножники, к которым прикрепляются оттяжки, воспринимают только вертикальную составляющую тяжения, которая примерно на 30% меньше полного тяжения по оттяжке. Для создания жесткости верхние концы подножников соединены натянутыми тросовыми растяжками.
Для устройства такого фундамента расходуется 3250 кг металла, 7,2 м3 железобетона, 96 м3 песка.
Отдельные опоры ВЛ 330 кВ закрепляются на плавающих фундаментах (рис. 30,6). Фундамент такой конструкции состоит из 12 поплавков (металлических цилиндров объемом по 6 м3 каждый), объединенных небольшими рамами в три группы по четыре поплавка. На группы поплавков опирается большая металлическая ферма, на середину которой устанавливается стойка опоры, а оттяжки прикрепляются к каждому из трех концов фермы.

Рис. 31. Закрепление на болоте промежуточных опор 500 кВ.
а — фундамент П-образной опоры с оттяжками ПОТ; б — фундамент свободностоящей опоры типа ППТ-34; в — фундамент опоры ППТ-34; 1 — железобетонная свая: 2 — металлический ростверк; 3 —монолитный железобетонный ростверк.
На один фундамент такой конструкции расходуется 30 т металла. С помощью таких фундаментов опоры можно закреплять не только на любых болотах, но также и  на водоемах, поэтому несмотря на значительный расход металла и сложность монтажа их целесообразно применять в тех случаях, когда достигается сокращение длины трассы ВЛ.

Закрепление металлических свободностоящих опор 110—500 кВ.

На болотах с торфом до 2—3 м опоры закрепляются с помощью типовых подножников, при этом в местах их установки торф заменяется привозным песком.
Принимая во внимание, что на подножники могут действовать вырывающие нагрузки, которые в фундаментах такой конструкции в основном воспринимаются весом песка, пригружающего подножник, объем, качество и расположение массива песка всегда должны строго соответствовать указанным в проекте.
На ВЛ 110—220 кВ опоры на болотах с торфом до 2 м также закрепляются с помощью железобетонных свай, при этом фундамент под одну ногу опоры состоит из двух—восьми свай. Помимо фундаментов со сборными металлическими ростверками в отдельных случаях при восьми сваях применяются монолитные железобетонные ростверки, бетонируемые на трассе.
На ВЛ 500 кВ для закрепления промежуточных опор в зависимости от толщины торфа применяются фундаменты из железобетонных свай со сборным металлическим или монолитным железобетонным ростверком (рис. 31,6, в).
В последние годы в отдельных случаях начали применяться фундаменты, опирающиеся на поверхность торфа.
На рис. 30,б изображен фундамент, состоящий из четырех железобетонных подножников, установленных на настил из бревен и засыпанных песком.
Менее трудоемким и более простым является фундамент, состоящий из опрокинутых корытообразных железобетонных плит, соединенных сверху двумя металлическими фермами (рис. 30,г). Дополнительное сцепление фундамента с торфом достигается за счет «присасывания» корытообразных элементов, благодаря чему этот сравнительно легкий фундамент выдерживает значительный опрокидывающий момент.
При устройстве такие фундаменты по мере нагружения постепенно опускаются, уплотняя торф, однако после достижения определенной величины дальнейшее проседание прекращается. Как показывает пока еще небольшой опыт, фундаменты такой конструкции являются наиболее экономичными при толщине торфа 5 м и более.