Строительство ЛЭП 35-500кВ в тяжелых условиях - Закрепление опор ЛЭП на болотах

Значительный опыт закрепления опор практически позволяет устанавливать их на любых болотах. При этом в большинстве случаев применяются индустриальные способы производства работ.
При закреплении опор на болотах используются следующие способы восприятия нагрузок:

1. Использование прочности ненарушенной структуры подстилающего грунта путем забивки свай со сборными металлическими или железобетонными ростверками (как исключение, с монолитным ростверком).
2. Передача нагрузок непосредственно на поверхность торфа (плавающие и компрессионные фундаменты).

Следует отметить перспективность последнего способа при закреплении опор на особо тяжелых болотах.
Можно привести некоторые мероприятия, позволяющие упростить закрепление опор.

1. Более тщательно производить выбор трассы, по возможности избегая участков с глубоким торфом.
2. Опоры на болоте стараться устанавливать в наиболее удобных для их закрепления местах (наименьшая толщина слоя торфа, удовлетворительный подстилающий грунт и т. п.). Применять повышенные опоры, позволяющие большими пролетами проходить через участки с глубоким торфом, а также уменьшающие количество опор, устанавливаемых на болоте.
3. Применять типы опор, наиболее удобно закрепляемые на болотах (например, одностоечные опоры с оттяжками).
4. Осуществлять мероприятия, позволяющие уменьшать нагрузки на элементы закрепления (увеличение базы оттяжек опоры, ослабление тяжения в проводах и т. п.).
5. Везде, где возможно, применять свайные способы закрепления, исключающие производство земляных работ в тяжелых условиях.
6. Широко применять деревянные сваи. Для предотвращения гниения рабочие части свай располагать ниже поверхности грунтовой воды, а оттяжки прикреплять на границе торфа с подстилающим грунтом для уменьшения изгибающего момента. (Железобетонные сваи для закрепления опор применять реже ввиду большой сложности их погружения в болото.)
7. Металлические детали, погружаемые в болото, для защиты от коррозии покрывать битумной мастикой или оцинковывать. (Следует отметить, что, как показали исследования, разрушение незащищенного металла, помещенного в грунтовую воду, происходит со скоростью 1 мм в течение 10—12 лет.)
8. На болотах стараться не устанавливать угловых опор.

При строительстве ЛЭП главными характеристиками болот являются толщина слоя торфа и категория подстилающего торф грунта, поэтому помещенные ниже технические решения приводятся в зависимости от этих параметров. Перечисленные ниже рекомендации и примеры закрепления металлических и железобетонных опор 110—330 кВ на различных болотах рассчитаны на некоторые средние значения грунтовых условий и нагрузок на элементы закрепления.

Закрепление железобетонных опор.

Железобетонные опоры обычно закрепляются на болотах с толщиной торфа до 2,5—3,0 м. Закрепление опор при толщине торфа более 3,0 м сложно, поэтому, как правило, при глубоком торфе железобетонные опоры заменяются металлическими.
В табл. 3-9 даны общие рекомендации по закреплению железобетонных одностоечных опор на болотах. Конструктивные решения приведены на рис. 3-6.

Рис. 3-6. Закрепление на болоте железобетонных опор 35—330 кВ: а — закрепление при помощи ригелей; б — закрепление металлической плиты на нижнем торце стойки при установке опоры на слабый грунт; в, г — закрепление одно- и двухцепных опор; д, е — закрепление опор 330 кВ при толщине слоя торфа до 1,5 и 3,0 м. (Размеры даны в метрах.)

Таблица 3-9
Закрепление железобетонных одностоечных опор 35—220 кВ на болотах

* Возможно только па одноцепных ЛЭП с проводами небольшого сечения как вариант. Во всех остальных случаях применение металлической опоры.
При толщине слоя торфа до 3 м одноцепные опоры закрепляются с помощью трех оттяжек, прикрепленных к хомуту (рис. 3-6, б), установленному на стволе под траверсами. Двухцепные опоры закрепляются четырьмя оттяжками, присоединенными к специальной траверсе для исключения возможности разворота опоры при обрыве провода (рис. 3-6, в), в результате чего может произойти схлестывание проводов различных цепей.
При толщине торфа более 3 л в отдельных случаях используются двухцепные опоры в качестве одноцепных, что позволяет сохранить нормальной высоту подвеса проводов.
При слабом подстилающем грунте на торце стойки хомутом прикрепляется металлическая плита (рис. 3-6, б). Если под торфом расположена скала или какой-либо другой грунт, не допускающий забивки свай, оттяжки закрепляются с помощью ригеля, анкерной плиты или бревен, устанавливаемых в привозном грунте.
Рекомендации по закреплению на болотах железобетонных промежуточных опор типа ПВС-330 приведены в табл. 3-10, а схемы их закрепления — на рис. 3-6, д, е.
В табл. 3-11 дан расход материалов для закрепления различных железобетонных опор на болотах.

Таблица 3-10
Закрепление на болотах железобетонных портальных опор 330 кВ типа ПВС-330

Таблица 3-11
Расход основных материалов для закрепления железобетонных опор на болотах

Примечание.

При слабых подстилающих грунтах на каждой стойке устанавливается по металлической плите весом 43 кг.

Закрепление металлических одностоечных опор 110—330 кВ с оттяжками. Опоры этого типа удобно закреплять на болотах. Однако их закрепление более сложно по сравнению с одностоечными железобетонными опорами, потому что на элементы их фундамента действуют нагрузки большей величины и, кроме того, опоры могут устанавливаться в более тяжелых грунтовых условиях. Разработанные и внедренные в практику фундаменты позволяют закреплять металлические одностоечные опоры с оттяжками на любых болотах. В последние годы применяется много различных способов закрепления, в табл. 3-12 приведены основные из них.
Следует отметить, что аналогичным образом могут закрепляться опоры типа «Набла» (см. рис. 2-2, б). Конструкции закреплений приведены на рис. 3-7, 3-8, 3-9.
При закреплении стоек опор на подножниках последние иногда не засыпаются песком, для увеличения устойчивости на стойку

Таблица 3-12

Закрепление одностоечных металлических опор 110—330 кВ на болотах

*Примечание. Длина свай, зависящая от толщины слоя торфа, величины нагрузки и плотности подстилающего грунта, достигает 16 м (при длине более 11 м применяются составные сваи).

Закрепление металлических одностоечных опор 110—330 кВ с оттяжками. Опоры этого типа удобно закреплять на болотах. Однако их закрепление более сложно по сравнению с одностоечными железобетонными опорами, потому что на элементы их фундамента действуют нагрузки большей величины и, кроме того, подножника надеваются канализационные кольца, внутрь которых насыпаются камни с песком.
При толщине слоя торфа более 2,5 м используются подножники для свободностоящих опор, к анкерным болтам которых привариваются плиты со штырем, а верхние части анкерных болтов отрезаются. При большой толщине слоя торфа, при слабых подстилающих грунтах для получения сваи длиной более 11 м применяются составные сваи. Стык выполняется четырьмя накладными уголками, попарно соединенными болтами (сван для оттяжек) или с помощью стальной трубы и болтов (сваи под стойку).

Рис. 3-7. Закрепление стоек одностоечных металлических опор 110—330 кВ на болотах: а — деревянные сваи с железобетонным ростверком; б — деревянные сваи с металлическим ростверком. (Размеры даны в метрах.)
Оттяжки, прикрепляемые к анкерам, состоящим из двух и более свай, присоединяются к балансирным устройствам, распределяющим нагрузку поровну между сваями (рис. 3-8, а, б, в, г).
Грузовые и коробчатые анкеры должны быть закреплены, так как возможно перемещение их в сторону опоры под действием горизонтальной составляющей тяжения по оттяжке. Для этого забиваются короткие сваи (рис. 3-8, д, е). Коробчатые анкеры дешевле грузовых ввиду того, что 40—50% дорогого железобетона заменяется местным песком.
Закрепление оттяжек с помощью анкерных плит трудоемко, так как для этого требуется доставка большого количества песка, из общего объема которого только примерно 25% используется на пригрузку плиты.
В табл. 3-13 приведен средний расход материалов для устройства анкеров различных конструкций. Наиболее дешевыми и наименее трудоемкими являются свайные фундаменты. Наиболее дорогие — грузовые анкеры.

Рис. 3-8. Закрепление оттяжек одностоечных металлических опор 110—330 кВ на болотах: а, б, в, г — анкеры из двух, трех, четырех, шести деревянных свай; д — грузовой анкер из семи железобетонных блоков, ригеля и двух деревянных свай; е — коробчатый анкер. (Размеры даны в метрах.)

Отдельные опоры 330 кВ закрепляются на плавающих фундаментах (рис. 3-9). Фундаменты такой конструкции состоят из 12 цилиндрических поплавков, соединенных по 4 шт. балками, на которые установлена трехконечная ферма. Вес фундамента для промежуточной опоры 32 т. Такие фундаменты целесообразны в тех случаях, когда в результате их применения сокращается длина трассы ЛЭП.

Таблица 3-13
Рис. 3-9. Опора ПОМ-330 на плавающем фундаменте

Расход материалов для устройства анкеров различных конструкций

Рис. 3-10. Специальный фундамент опоры ПОМ-330: а — фундамент из железобетонных свай 1 с распорками 2 и растяжками 3; б — узел крепления оттяжек, выполненный в виде металлической подставки 4, на которую установлен груз 5 (как вариант: подставка с грузом заменяется подножником, засыпанным песком). (Размеры даны в метрах.)

Рис. 3-11. Фундаменты металлических свободностоящих опор: а — из деревянных сваи с монолитным железобетонным ростверком; б — из деревянных свай со сборным металлическим ростверком, бетонируемым после установки опоры; в — плавающий складчатый; г — плавающий на деревянном плоту (Размеры даны в метрах).
1 — сборные железобетонные оболочки; 2 — стальные фермы; 3 — железобетонный подножник; 4 — плот; 5 — привозной грунт
В последнее время в грунтах с подстилающей скалой применяются свайные фундаменты с распорками (рис. 3-10,а), распределяющими горизонтальную. нагрузку между всеми сваями, в результате свая испытывает только действие вертикальной составляющей тяжения по оттяжкам. При недостаточной заделке сваи в грунте ее несущая способность на действие вырывающей нагрузки может быть увеличена грузом, установленным на свае (показан штриховой линией). При расположении скалы непосредственно под торфом сваи заменяются подножниками, засыпаемыми песком.
На рис. 3-10, б изображен узел закрепления оттяжек, выполненный в виде металлической подставки. В качестве груза используются пригрузочные плиты. Вес распорок с подставками 7,5 т.

Рис. 3-12. Схемы фундаментов из железобетонных свай: а — фундамент с высоким монолитным железобетонным ростверком; б — фундамент со сборным металлическим ростверком для поймы реки; в, г, д — фундаменты из двух, четырех, шести свай с металлическими балочками; е, ж — фундаменты для опор с оттяжками. (Размеры даны в метрах.)

Закрепление металлических свободностоящих опор 35—330 кВ.

Свободностоящие металлические опоры закрепляются на болотах более сложно, чем одностоечные с оттяжками, поэтому опоры такого типа в тяжелых болотных условиях целесообразно заменять одностоечными.
При толщине слоя торфа до 1,5—2,0 м опоры закрепляются на подножниках, которые засыпаются песком. При толщине торфа более 2,5—3,0 м устраиваются фундаменты из деревянных свай с монолитным железобетонным ростверком (рис. 3-11, а). Иногда применяются сборные металлические ростверки, защищаемые от коррозии бетоном (рис. 3-11,б).
Трест «Уралэлектросетьстрой» для закрепления промежуточной опоры 220 кВ использовал фундамент, плавающий на деревянном плоту, устанавливаемый непосредственно на поверхность торфа (рис. 3-11, г). На рис. 3-11,в изображена конструкция плавающего фундамента, состоящего из складчатых сборных железобетонных оболочек, которые также были применены этим трестом.
Некоторые конструкции фундаментов из железобетонных свай. Для закрепления опор в заливаемых поймах рек или в водохранилищах применяются свайные фундаменты с монолитным высоким ростверком (рис. 3-12, а) или со сборным металлическим ростверком (рис. 3-12, б). В слабых грунтах свободностоящие металлические опоры закрепляются на фундаментах, состоящих из двух, четырех или шести свай с металлическими балочками (рис. 3-12,в, г, д), а опоры с оттяжками — на фундаментах из двух свай (рис. 3-12,е, ж).