ＬＯ ＣＡＲＢＯＮ１ＶＤＲ￡Ｄ ２０１７／８ 低碳技术 输电线路铁塔基础设计的几点分析 张鹏程（１￣ｔ ７１１电力设计咨询有限责任公司，Ｉ￣ｔ）ｉｌ成都６１００４１） 【摘要】对于输电线路铁塔基础设计而言，最主要就是选择合适的设计类型，对此设计过程中首先需要对线路现场进行详细勘察，确保输电线 路铁塔基础设计类型的准确性。本文针对输电线路铁塔基础设计进行了详细的分析，阐述了铁塔基础选型和掏挖类、大开挖、岩石等基础特点， 总结了输电线路铁塔基础设计的注意要点，并对调度自动化系统进行了思考，希望可以促进输电线路铁塔基础设计的顺利开展。 【关键词】输电线路：铁塔基础；基础设计 【中图分类号】ＴＭ７５３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１７）２４—００３９～０２ 基岩底层当中，这类基岩的结构比较完整，自身的强度能够承 担得起铁塔基础。岩石基础土石方量小．因此不但施工难度较 小、对基础材料的消耗较小之外，施工时对环境产生的影响也 １引言 作为电网输电线路的基础内容，铁塔基础设计对于整个 电网输电线路的设计质量而言非常重要。因此，本文针对输电 线路铁塔基础设计的原则，开展铁塔基础设计．避免出现铁塔 是最小的。 基础设计问题导致的供电事故，从而引发难以挽回的损失。在 对输电线路的铁塔基础进行设计时，不但需要对塔基现场土 ３铁塔基础的特点分析 （１）掏挖类基础是介于大开挖与岩石基础间的基础类型。 壤的物理力学性质进行分析，还需要找到铁塔和基础间存在 的应力关系，这样才可以在铁塔基础的安全性和经济性之间 找到最佳的平衡点．将输电线路铁塔基础工程成本控制在最 合适范围之内 可以应用在不同的直线塔与转角较小的转角塔中。一般情况 下，掏挖类基础应用在适合开挖、不存在地下水影响的基岩施 工当中。对于无法开挖的基岩在经过试验分析之后。若通过检 验就能够利用岩石基础，因此除了少量的岩石基础之外．最好 选择掏挖类基础（见图１）。 ２铁塔基础的选型 不同塔基现场的地貌不同，基岩性质也不一样 在选择输 电线路铁塔基础时，需要对铁塔基础的性质进行分析，根据安 全、经济等原则．选择最合适的铁塔基础类型 （１）掏挖基础包含着全掏挖基础和半掏挖基础，不同的掏 挖基础适用于不同的工程环境 对于全掏挖基础而言．主要是 用在山区、丘陵和强风化岩石区域，岩层性质属于硬塑至坚 硬，开挖深度内不存在地下水的干扰。半掏挖基础可以用在基 岩等难以开挖的地形当中 （２）大开挖基础主要应用在存在地下水干扰的土层当中． 《＃，串｜电枇纂碱 （ｂ 套辫犍囊硪 图１掏挖基础示意图 （２）大开挖基础属于施工技术比较完善的基础施工类型。 这主要是因为掏挖基础难以实现排水功能。或者有时需要在 施工时设置比较复杂的接地安装系统．此时需要使用大开挖 基础进行施工。大开挖基础包含着斜插式柔性、刚性基础和偏 心直柱刚性基础等不同的基础形式。大开挖基础对施工材料、 施工量、施工环境等的影响会较大．大开挖基础常用在地质条 件复杂、地下水较浅等环境比较差的工程当中 能够应用在不同的地质条件下，对比较复杂的铁塔基础进行 设计。为了将大开挖基础应用在不同的地质环境当中．需要对 其进行准确的分类 斜插式柔性基础主要是指依靠地基土将基础支撑应力呈 现出来．在压力的作用下．基础底板会在允许的范围内发生形 变，上拔应力则需要通过基础主柱角铜来实现 斜插式柔性基 础主要用于转角塔外侧柱和紧凑型直线塔基础当中．其塔架 （３）岩石基础一般被用在风化比较困难或者没有风化的 理，最终得到的总负荷才是合理的。这主要是因为每个地区不 显我国目前在此方面还有着较大的提升空间．因此相关机构 同，每个分负荷的实际情况也不同，若采取同一个方式进行处 和人员应加强此方面研究。 理．难免会存在误差，而这也是很多传统负荷检测方法的通 病。但是随着智能电网的不断发展，ＡＭＩ电力负荷检测体系随 参考文献 之出现，其在应用时可以很好的解决此方面问题．其可以通过 ［１１王德文，孙志伟．电力用户侧大数据分析与并行负荷预测Ⅲ．中国电 ０３：５２７～５３７． 应用智能电表来完成相应工作．如其可以根据各个负荷的特 机工程学报．２０１５。２］杨光宇，邵帅．计算智能在电力系统短期负荷预测中的应用综述【Ｊ］． 征来优化选择负荷预测方法，并将各个分负荷的预测结构综 ［３２：４４～４５． 合起来，如此一来不仅可以有效提升数据精度．也可以减少很 中国高新技术企业．２０１５，多时间［引。 ３总结 综上所述．研究关于电力负荷预测在智能电网中的应用 方面的内容具有十分重要的意义．其与智能电网的发展紧密 相关。电网建设近年来越来越完善，尤其在实现智能电网后， 使得电网运行、电网管理效率均有所提升，但鉴于此方面往往 会受到其他因素影响，导致智能电网发展缓慢，电力负荷预测 即为其中一种，若要充分解决此方面问题，则需要对以往的电 力负荷预测方面进行优化，并将其融入到智能电网中，但很明 『３１何耀耀，刘瑞，撖奥洋．基于实时电价与支持向量分位数回归的短 期电力负荷概率密度预测方法Ⅲ．中国电机工程学报，２０１７，０３：７６８～ 『４１何永秀，戴爱莫，罗涛，王跃锦，何海英．智能电网条件下的两阶段 电力需求预测模型研究『ＪＩ．电力系统保护与控制，２０１０，２１：１６７～１７２． 『５１魏安静，田丽．智能组合预测法在短期电力负荷预测中的应用研究 安徽工程大学学报，２０１１，Ｏ１：６２～６５． ．７７６． 收稿日期：２０１７—８—１１ ３９ 低碳技术 ＬＯ ＣＡＲＢＯＮＷＯＲＬＤ ２０１７／８ 基柱直接插在基础主柱当中。因此整个设计比较简单，不用使 用必要的连接紧固配件。也不需要使用地脚螺栓。由于斜插式 柔性基础可以借助金属基础结构自身的变形效应，利用地基 土的支撑力抵挡部分基础应力．因此大多会用在基岩性能较 好的基础当中．如图２。 斜插式刚性基础与斜插式柔性基础不同．一般应用在基 岩流动性较强。难以承受斜插式柔性基础压力的基岩当中，或 计当中制定相应的预防方案．使山洪可以绕开塔架，这样可以 降低洪水给塔架带来的，中击力，并在塔架下方设置边坡强化 设施．避免出现塔基不稳等 ４．４注意基础对塔型产生的影响 由于塔型设计、试验工作都比较复杂．因此设计人员在开 始设计时．最好使用一个标准塔型，对于普通的区域，尽量使 用标准塔型．这主要是因为非标准塔型虽然可以应用在不同 的环境当中．但是会产生一定的抗拉力后遗症 因此．除非比 较特殊的环境．我们一般选择标准塔型． ．者土的饱和度在地下水影响下产生变化的环境当中。斜插式 刚性基础本身就存在较大的刚度和重量，因此具备较好的抗 压、抗应力效果．如图３ 图２斜插式柔性基础图 图３斜插式刚性基础图 蝥 偏心直柱刚性基础主要应用在环境比较复杂的基岩当 中。属于功能比较全面的一种基础类型，该类型的基础自身的 重量最大，可以配合多项施工一同进行安装，因此能够应用在 很多的复杂施工当中．如图４所示。 图４偏心直柱刚性基础 （３）岩石基础的使用，需要选择基岩稳定、未经风化或难 以风化、无地下水与径流影响的基岩，此外还需要对选择的基 岩进行岩石应力测试．只有符合上述条件而且通过岩石应力 测试的基岩才可以使用岩石基础 岩石基础包含锚杆基础与 嵌固基础 岩石锚杆基础主要是指直接在岩石上进行打孔．将锚杆 当作地脚螺栓的锚固点．将钢筋混凝土的支座安装在锚杆的 上部．之后再布置地脚螺栓 岩石嵌固式基础则主要指直接在倾斜岩层上切出开方． 并在开方平面上安放塔架底座。岩石嵌固基础当中的ａ值范 围在１—１．５ｍ之间，在对开方平面进行清洁时．除了山体和铁 塔形状之间发生碰撞之外，不可增加开方面积．在完成开挖工 作之后，需要妥善处理后续工作，避免因为铁塔施工导致山体 滑坡等灾害的出现。 ４设计要点分析 ４．１对地下水进行控制 在开展铁塔基础设计时，若地下水较多或者基岩较厚，在 设计之前需要对基岩应力进行试验，利用仿真方式选择最佳 的铁塔基础类型．不能按照设计经验随意更改铁塔基础类型 和选择参数。由于铁塔会出现不均匀沉降．因此会对铁塔的使 用年限和安全产生不良影响。在选择施工方式时，需要结合基 岩应力测试结构．确定最佳的施工方案。 ４．２对中心桩采取必要的保护措施 作为塔架位置、基础埋深等的测量参照点．中心桩属于电 网控制的主要设施，因此在开展输电线路铁塔基础设计时．需 要对中心桩的保护措施进行考虑。在施工时，一旦出现中心桩 难以露出地面时，需要将其引导位置较高的地方．并采取一定 措施对其进行保护。 ４＿３对地表水进行控制 在山区组装塔架的过程中，需要对塔架进行严格的分析． 确保塔架具备抵抗滑坡、山洪等灾害的能力，同时还需要在设 ４０ ５对调度自动化系统的思考 在对铁塔实施在线监测时，最关键的监测环节包含铁塔 垂直度和基础应力监测 对铁塔钢结构产生的变形情况进行 洄１量，并根据测量结果分析铁塔钢材所能够承受的实际应力。 在对地下水环境进行测试时 可以利用铁塔基础的地下水测 量探头进行测量地下水含量、压差等参数的大小。 ５．１电视测斜装置 利用塔顶位置固定的摄像机和基座上地参考点位图之间 的关系，可以获得铁塔塔架形变和不均匀沉降情况 若增加获 取照片密度，能够知道铁塔在小周期范围内的状态、位置等的 变化情况。 ５．２加速度感应装置 对铁塔塔架摆动周期以及塔尖路径进行分析．我们能够 知道铁塔塔架的一些基本变化信息 铁架自身的结构应力改 变、基础状态的变化等都会导致铁塔塔基摆动周期产生变化， 其中基础状态的变化是常见的影响因素 ５－３地下水监测装置 按照施工区域地下水的分布特．占、，选择最合适的布置地 点，不需要每个铁塔都对应设计一个地下水监测系统 利用水 位的变化情况．可以对铁塔塔基存在的危险进行判断．并给出 相应的解决措施。 ５．４通讯实现和电源供应 近年来，随着智能化的发展，逐渐应用在了铁塔设计当 中．铁塔数据可以经过集中器处理后．经ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块传输 至调度中心．这样就能够实现数据对接。铁塔系统供电主要是 依靠光伏系统或者锂电池系统来实现 ６结束语 综上所述，针对输电线路铁塔基础的类型、特点等进行详 细分析，可以帮助设计人员针对不同的环境选择合适的铁塔 基础类型，避免出现不必要的设计问题 在对铁塔基础进行设 计时，需要摆脱传统设计带来的弊端．积极引进先进的设计理 念，将铁塔基础设计和自动化、智能化等进行联系．促进输电 线路铁塔基础设计发展 参考文献 ｆ１】陈国栋．有关输电线路铁塔基础设计的相关问题探究『Ｊ１＿中国科技 投资，２０１３，０５（１４）：１７７． ［２］Ｚ建庆．铁塔基础不均匀沉降实例分析及处理技术ｆｆＪ１．科技创新与 应用，２０１３，０８（２３）：１５７． ［３］纳慈眷．论输电线路铁塔构件钢的制作Ｉ ＪＩ．中国新技术新产品，２Ｏｌ０ （２１）． ［４］蔺靖华．架空输电线路铁塔结构设计要点浅析Ⅲ．中国新技术新产 品，２０１ｌ（２Ｏ）． 【５］高强．电力输电线路铁塔典型设计与施工新技术应用实务全书『Ｍ】． 北京：中国知识出版社．２００６． 收稿日期：２０１７—７—２４ 作者简介：张鹏程（１９８３一），男，工程师，本科，主要从事输变电 结构设计工作
