青藏±400kV直流输电线路工程多年冻土基础施工关键技术【摘要】本文分析了青藏±400kV直流输电线路工程多年冻土的特性、分布，冻土基础施工的特点及难点，在施工过程中遇到的关键技术问题，并提出了相应的解决方案，为我国在高海拔多年冻土地区输变电工程的施工提供了可借鉴的经验。【关键词】青藏直流线路工程；冻土基础；关键技术中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：0引言“多年冻土基础施工、高原生理健康、脆弱的环境保护”是青藏铁路和青藏±400kV直流输电线路工程建设的三大世界性难题。如何解决这三大难题是摆在各级工程管理者和工程技术人员面前头等大事。青藏直流线路工程跨越的多年冻土区，冻结期为8个月以上，工程其建设的特殊性和复杂性在世界上是独一无二的。尤其是连续多年冻土地区输电线路施工的参考资料较少，国内没有可供借鉴的工程实例，而铁塔基础的施工质量将直接关系到线路结构的安全性和线路长久稳定可靠运行，尤其是在基坑开挖和混凝土浇筑过程中尽量减少对冻土的扰动是基础稳定的关键。1工程概况青藏交直流联网工程主要包括西宁〜日月山〜乌兰〜格尔木750kV输变电工程、青海格尔木-西藏拉萨±400kV直流输电工程和藏中220kV电网等配套工程三个部分。青藏直流输电线路工程起于青海格尔木换流站，止于西藏拉萨换流站，线路全长1038km，海拔3000〜5300m，其中青海段长约616km,西藏段长约422km。全线共用铁塔2361基，设计采用了锥柱基础、掏挖基础、预制装配式基础、灌注桩基础、人工挖孔桩基础、斜柱式基础和直柱大板基础7种基础型式。其中连续多年冻土区长度约550km，共有铁塔1207基，采用的冻土基础型式包括锥柱基础、掏挖基础、预制装配式基础、灌注桩基础、人工挖孔桩基础等5种型式。本工程是世界上穿越多年冻土区最长的输电线路工程，多年冻土关键技术研究是该工程面临的主要问题。可以说，青藏直流工程的成败在于冻土基础的施工关键技术处理的好坏，如果施工处理不当，将给工程留下长久的安全隐患，而且将来的处理难度会十分艰巨，需要高度重视。青藏直流线路路径方案示意图如lo1青藏直流线路路径方案示意2多年冻土特性、结构2.1多年冻土的基本特点冻土是指温度低于零度并含有冰的岩土体，按其冻结时间长短可分为季节性冻土和多年冻土。其中，季节冻土为每年冬季冻结，夏季全部融化的周期性冻土。多年冻土是冻结状态持续2年或2年以上的冻土。当土体处于冻结时，冻土具有极高的强度特性；当土体融化时，土体将完全丧失强度，且冻土物理、力学性质均会随冻土温度而发生剧烈的变化。在工程作用下，多年冻土发生较大的变化，引起多年冻土上限下移、地下冰融化、多年冻土温度升高等，从而引起冻土工程性质变化，影响工程建筑物的稳定性。同时，施工活动本身对多年冻土易产生较大的扰动，易诱发威胁工程安全的冻融灾害，如以热融过程为主的热融滑塌、融冻泥流等，以冻结过程为主的冻胀丘、冰锥等。另外，冻土具有强烈的冻胀作用，致使工程建筑物产生强烈的冻胀破坏。如在桩基与冻土相互作用过程中易产生强烈的切向冻胀力，致使基础产生强烈的冻拔作用，影响基础的稳定性。作为送变电工程来说，在高含冰量地段各种基础的融化下沉变形和活动层土体冻胀作用，均会造成基础发生强烈的破坏。2.2多年冻土的土层结构冻土的表层暴露于地面，在寒/暖季节会呈现冻/融交替变化，一般10月开始冻结，次年4月开始融化。对于多年冻土，这种冻/融交替层称之为活动层，一般厚度在1.5-3.5m；其下为常年冻结层，厚度一般5—60m，最厚达120m。对季节冻土称为季节冻/融层，一般厚度在2—3.5m。其下为非冻结层。在多年冻土上限附近，往往含有大量的厚层地下冰，随着气候转暖、工程活动的加剧都会导致冻土的融化，2多年冻土的土层结构示意3多年冻土对输电线路铁塔基础的影响多年冻土对青藏直流输电线路工程铁塔基础的影响主要是冻胀、融沉和不良冻土现象见图33冻土的主要工程问题3.1冻土的冻胀冻胀是指在土体冻结过程中由于土中水分冻结而产生土体体积膨胀的现象。在天然条件下，由于土质条件、水份条件、冻结条件等的不同，土体的冻胀将是不均匀的。冻土在冻结过程中会对建筑...