架空输电线路基础分坑放样测量是根据定位的中心桩位及基础类型依照设计图纸规定的尺寸进行坑口放样工作。也就是根据设计要求确定各塔杆腿基础砼中心及设计基准面高(包括基础尺寸)。本次主要介绍铁塔(四腿塔,不含拉门塔等)通过经纬仪或全站仪分坑放样;采用GPS放样时,只要采用与设计测量时一致的坐标转换参数,在室内计算(也可以通过CAD画出)出各腿的各顶点的坐标,直接测定钉桩,满足偏差要求就可,相对简单,这里不再介绍。混凝土电杆分坑放样测量若有需要,另外在进行相关阐述介绍。
1分坑放样测量的基本要求
1.1 控制桩要求
(1) 塔位辅助方向桩。
(2) 转角塔分角桩。
(3) 直线塔横线路控住桩。
(4) 基础施工控制桩。
(5) 转角杆塔转角位移桩及换位塔中心位移桩。
1.2 分坑数据计算
分坑数据是根据设计的各种杆塔基础施工图中提供的基础跟开(相邻基础中心距离)、基础底座宽和坑深等数据的计算。在坑口放样时,还要考虑基础施工中的操作裕度和基础开挖的安全坡度系数。
图1-1 铁塔基础坑剖视图
坑口尺寸应根据基础埋深和土质情况确定,可以通过下式计算:
a=d+2e+2b
式中:
a -- 坑口尺寸。
d -- 基础底面长度(宽度)。
e -- 坑底施工操作裕度;普通土、坚土坑、土坑、松砂石为0.2m;泥水坑、流沙坑、干砂坑为0.3m;岩石坑有模板0.2m,无模板0.1m;普通土、坚土坑、土坑、松砂石为0.2m。
f -- 安全坡度系数。具体见下表:
h -- 设计坑深。
b -- 放坡宽度,b=fh。
2铁塔基础分坑控制辅助桩
2.1 直线塔基础分坑控制辅助桩
图2-1 直线塔基础分坑控制辅助桩
钉立控制辅助桩时,将仪器安置于杆塔中心桩G上,瞄准前后直线桩或杆塔桩,图2-1中以Z桩为基准方向,订立一般为线路方向的控制辅助桩B桩(辅助桩距杆塔的距离一般为20米~30米,平坦地方一般大于杆塔高度,地形条件较差时,可以适当调整,其位置应根据地形情况,钉在不易受碰动的稳妥地方为宜。下同,不在重复阐述),然后倒转望远镜,沿视线方向上钉立一般为线路方向的控制辅助桩A桩;将仪器照准部沿水平方向旋转90º水平角,沿正、倒镜方向钉立一般为横担方向的控制辅助桩C、D桩。
2.2 无位移转角塔基础分坑控制辅助桩
图2-2 无位移转角塔基础分坑控制辅助桩
图2-2 所示 G为转角塔塔位桩,线路转角值为α,Z为线路小号侧(或大号侧,本图例为小号侧)方向的直线桩(或方向桩,本图例为小号侧直线桩)。
钉立控制辅助桩时,将仪器安置于转角塔塔位桩(中心桩)G上,瞄准小号侧直线桩Z桩为基准方向,按逆时针沿水平方向旋转照准部(180º-α)/2,沿视线方向钉立一般为横担方向的控制辅助桩D桩,然后倒转望远镜,沿视线方向上钉立另一侧横担方向的控制辅助桩C桩;将仪器照准部沿水平方向旋转90º水平角,沿正、倒镜方向钉立控制辅助桩A、B桩。
2.3 有位移转角塔基础分坑控制辅助桩
图2-3 有位移转角塔基础分坑控制辅助桩
由于转角值较大,受转角塔的导线横担等因素的影响,在导线挂线后,线路方向发生变化,为消除这种影响,需将转角塔中心桩向线路转角内侧的角平分线方向平移一定的距离S(一般称位移值,具体位移值见设计图纸,也可以参考相关资料进行计算)。
图2-3 所示 G为转角塔塔位桩,线路转角值为α,Z为线路小号侧(或大号侧,本图例为小号侧)方向的直线桩(或方向桩,本图例为小号侧直线桩),O为位移后的塔位中心桩。
钉立控制辅助桩时,将仪器安置于转角塔塔位桩G上,瞄准小号侧直线桩Z桩为基准方向,按逆时针沿水平方向旋转照准部(180º-α)/2,沿视线方向钉立一般为横担方向的控制辅助桩D桩,然后倒转望远镜,沿视线方向上钉立另一侧横担方向的控制辅助桩C桩;将仪器照准部沿水平方向旋转90º水平角(线路转角内侧的角平分线方向,既辅助桩D桩方向),用钢卷尺的零刻度划对转角塔塔位桩G上的钉子,水平拉紧尺子沿视线方向量取位移长度S的长度,得到位移后转角塔的中心桩点,钉立转角塔的中心桩O桩。
将仪器安置于转角塔的中心桩O桩上,瞄准线路转角内侧的角平分线方向的辅助桩D桩为基准方向,将仪器照准部沿水平方向旋转90º水平角,沿正、倒镜方向钉立控制辅助桩A、B桩。
对于“T”接塔、分歧塔等的基础控制辅助桩,根据设计施工图的分坑图钉立相关控制辅助桩。
通过以上方法确定控制辅助桩后,无论直线塔还是转角塔基础分坑放样就可以通过杆塔的中心(包含位移后的中心桩)及辅助桩进行相关的分坑工作。下面将根据控制桩已钉立的基础上阐述各种基础跟开与基础型式的分坑方法。
3铁塔基础分坑放样
3.1 正侧面基础(半)跟开相等基础分坑
3.1.1 半对角线分坑法
图3-1-1 正侧面基础(半)跟开相等、基础坑口宽度相等的基础分坑
图3-1-1 所示为基础(半)跟开相等、基础坑口宽度相等的基础形式,由于塔位中心桩G到4个基础坑对角线内、外顶点的距离分别相等。根据图3-1-1 中关系知道θ=45o,则图中存在以下关系:
式中:
L-- 基础跟开(正、侧面相等)。
Lj-- 基础半跟开,Lj=L/2。
a -- 坑口尺寸。
L近 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L中 -- 塔位中心桩G至基础坑中心的距离。
L远
图3-1-2 跟开不相等、坑口宽度不相等的基础分坑
图3-1-2所示当高低腿或转角塔分坑时,基础跟开不相等、基础坑口宽度不相等。根据图3-1-2 中关系知H=H1+H2,H1=L1/2,H2=L2/2,故θ=45o,既两条对角线互相垂直。则图中存在以下关系:
式中:
L1-- 基础跟开。
H1-- 基础半跟开。
L2-- 基础跟开。
H2-- 基础半跟开。
a -- 坑口尺寸。
b -- 坑口尺寸。
L近1 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L远1-- 塔位中心桩G至基础坑外对角线顶点的距离。
L近2 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L远2-- 塔位中心桩G至基础坑外对角线顶点的距离。
分坑时,将仪器安置于杆塔中心桩G上,瞄准辅助桩A桩为基准方向置零,然后顺时针方向旋转照准部45o水平角,对准3号塔腿(C腿),用钢卷尺的零刻度划对准杆塔中心桩G上的钉子,水平拉紧尺子沿视线方向量取L近1和L远1的长度,得到基础坑内、外对角线顶点1、3点,并钉桩。用皮尺或细绳量取2a长(2倍坑口尺寸),将其两端分别固定在1、3桩上,将皮尺或细绳向外侧拉紧拉平,在皮尺或细绳的中点构成直角,分别折向两侧钉立2、4桩,既完成了一个基础(3号腿,既C腿)坑的分坑测量放样工作。用仪器顺时针方向测出135o水平角,利用L近1和L远1可分坑测量放样完成4号塔腿(D腿)基础坑的坑位桩。然后继续顺时针方向测出225o、315o水平角,利用L近2和L远2可分坑测量放样完成1号塔腿(A腿)与2号塔腿(B腿)基础坑的坑位桩。如果为全方位不等高的高低腿则根据以上方法分别计算出中心桩至各腿的基础坑内对角线顶点的距离与基础坑外对角线顶点的距离,采用半对角线分坑法可以钉出基础坑的坑位桩。
3.1.2 外心控制分坑法
图3-1-3 正侧面基础(半)跟开相等、基础坑口宽度相等的基础分坑
图3-1-3 所示(半)跟开不相等、坑口宽度不相等的基础分坑。根据图3-1-3 中关系,采取测量控制辅助桩的方法使其GF1=GF2=GF3=GF4=2Lj=L,钉立F1、F2、F3、F4辅助桩,既两条对角线互相垂直。则图中存在以下关系:
式中:
L-- 基础跟开。
Lj-- 基础半跟开,Lj=L/2。
a -- 坑口尺寸。
L近 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L中 -- 塔位中心桩G至基础坑中心的距离。
L远 -- 塔位中心桩G至基础坑外对角线顶点的距离。
图3-2-1正侧面基础(半)跟开不相等、基础坑口宽度相等的基础分坑
图3-2-1 所示(半)跟开不相等、坑口宽度相等的基础分坑。根据图3-2-1 中关系,采取测量控制辅助桩的方法使其GF1=GF2=Lj1-Lj2=(L1-L2)/2,钉立F1、F2辅助桩,既两条对角线互相垂直。则图中存在以下关系:
式中:
L1-- 基础正面跟开。
Lj1-- 基础正面半跟开。
L2-- 基础侧面跟开。
Lj2-- 基础侧面半跟开。
a -- 坑口尺寸。
L近 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L中 -- 塔位中心桩G至基础坑中心的距离。
L远-- 塔位中心桩G至基础坑外对角线顶点的距离。
将仪器安置于辅助桩F2上,瞄准辅助桩A桩,使仪器照准A桩并置零,然后顺时针方向旋转照准部45o水平角,对准3号塔腿(C腿),用钢卷尺的零刻度划对准杆塔辅助桩F2上的钉子,水平拉紧尺子沿视线方向量取L近和L远的长度,得到基础坑内、外对角线顶点1、3点,并钉桩。用皮尺或细绳量取2a长(2倍坑口尺寸),将其两端分别固定在1、3桩上,将皮尺或细绳向外侧拉紧拉平,在皮尺或细绳的中点构成直角,分别折向两侧钉立2、4桩,既完成了一个基础(3号腿,既C腿)坑的分坑测量放样工作。用仪器顺时针方向旋转测出水平角315o,依上述步骤,可分坑测量放样出2号腿(既B腿)的基础坑的坑位桩。将仪器安置于辅助桩F1上,瞄准辅助桩B桩,顺时针或逆时针方向旋转 式中:
Lj1-- 基础正面半跟开。
Lj2-- 基础正面半跟开。。
L1-- 基础侧面跟开。
L2-- 基础侧面跟开。
a -- 坑口尺寸。
b -- 坑口尺寸。
L近1 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L近2 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L远1-- 塔位中心桩G至基础坑外对角线顶点的距离。
L远2 Lj2-- 基础侧面半跟开。
a -- 坑口尺寸。
L近 -- 塔位中心桩G至基础坑内对角线顶点的距离。
L中 -- 塔位中心桩G至基础坑中心的距离。
L远-- 塔位中心桩G至基础坑外对角线顶点的距离。
将仪器安置于辅助桩F2上,瞄准辅助桩A桩,使仪器照准A桩并置零,然后顺时针方向旋转照准部45o水平角,对准4号塔腿(D腿),用钢卷尺的零刻度划对准杆塔辅助桩F2上的钉子,水平拉紧尺子沿视线方向量取L近和L远的长度,得到基础坑内、外对角线顶点1、3点,并钉桩。用皮尺或细绳量取2a长(2倍坑口尺寸),将其两端分别固定在1、3桩上,将皮尺或细绳向外侧拉紧拉平,在皮尺或细绳的中点构成直角,分别折向两侧钉立2、4桩,既完成了一个基础(4号腿,既D腿)坑的分坑测量放样工作。用仪器继续顺时针方向旋转测出水平角225o�elvetica Neue', Helvetica, 'Hiragino Sans GB', 'Microsoft YaHei', Arial, sans-serif;font-size:16px;text-indent:0em;text-align:center;background-color:#FFFFFF;">
图3-3-3偏心基础分坑尺寸示意图
图3-3-1~3 所示图中存在以下关系:
式中:
x-- 基础横线路方向(正面)顶面跟开。
y-- 基础顺线路方向(侧面)顶面跟开。
a-- 基础正面的坑口跟开。
b-- 基础侧面的坑口跟开。
Ex-- 基础横线路方向的坑口宽度。
Ey-- 基础顺线路方向的坑口宽度。
L2-- 基础侧面跟开。
Lj2-- 基础侧面半跟开。方向与逆时针方向旋转照准部90o水平角,分别钉出坑口桩M1、M2及M3、M4坑口位置,其位置应满足上式计算的、的距离值。a、b基础坑口宽应含坑底施工操作裕度。
以上主要参考《架空输电线路施工实用手册》(韩崇 吴安官 韩志军 )、《架空送电线路施工手册》(李庆林 )等文,由于水平有限,不足之处请指正。