輸電線路涉礦區(qū)域桿塔與基礎(chǔ)技術(shù)方案的選擇研究

輸電線路涉礦區(qū)域桿塔與基礎(chǔ)技術(shù)方案的選擇研究

Summary：本文結(jié)合線路的實(shí)際情況對(duì)采動(dòng)影響區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出了針對(duì)涉礦區(qū)域的桿塔和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，地基處理方案，監(jiān)測(cè)與糾偏等應(yīng)對(duì)策略。Keys：輸電線路、涉礦區(qū)域、策略

1前言輸電線路涉礦區(qū)域誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害涉及因素較多且復(fù)雜，應(yīng)結(jié)合采空區(qū)的形成方式、回落冒頂措施、掘進(jìn)方向、巷道布局、煤層厚度、采厚比值大小、頂板的巖石構(gòu)造及厚度，以及它們的蝕化發(fā)育速率等情況進(jìn)行綜合分析。2桿塔設(shè)計(jì)方案2.1

塔型選擇（1）自立式鐵塔與拉線塔比較拉線鐵塔占地面積大，地基發(fā)生沉降時(shí)主柱和拉線容易產(chǎn)生垂直變位，而自立式鐵塔占地面積小，兩腿之間垂直變位相對(duì)小，抵御地基不均勻沉降能力較強(qiáng)；且自立式鐵塔整體剛度大，一旦發(fā)生地基變形不會(huì)馬上倒塔，且便于桿塔糾偏。因此，涉礦區(qū)推薦采用自立式鐵塔，不宜采用拉線塔。（2）窄基塔。窄基塔根開減小，能有效減小防護(hù)大板寬度，減小基面開方量。當(dāng)采厚比在30-100范圍內(nèi)，采用防護(hù)大板基礎(chǔ)時(shí)，如由于山區(qū)地形坡度導(dǎo)致開方量較大，推薦采用窄基塔。（3）單極塔。單極塔實(shí)質(zhì)上是將直流線路的同塔雙極架設(shè)，拆分為兩個(gè)單極獨(dú)立運(yùn)行，以減小單基塔的基礎(chǔ)根開和基礎(chǔ)作用力，尤其是荷載較大的耐張塔，推薦采用單極塔。（4）分體塔采空區(qū)荷載較大的耐張塔也可采用分體塔，塔位的場(chǎng)地要求為橫線路的長(zhǎng)方型地形，比較適合場(chǎng)地開闊的平地；對(duì)于山區(qū)線路，塔位位置往往容易受限制。2.2

桿塔設(shè)計(jì)桿塔設(shè)計(jì)除應(yīng)按照一般工程桿塔設(shè)計(jì)原則外，還應(yīng)滿足以下條件：（1）桿塔宜采用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)。（2）桿塔設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮桿塔運(yùn)行后傾斜所用臨時(shí)拉線荷載作用，預(yù)留安裝臨時(shí)拉線的連接設(shè)施。（3）當(dāng)需要配合防護(hù)大板使用時(shí)，鐵塔應(yīng)采用平腿設(shè)計(jì)。（4）當(dāng)不采用防護(hù)大板基礎(chǔ)時(shí)，桿塔設(shè)計(jì)應(yīng)驗(yàn)算傾斜變形的影響。（5）鐵塔宜使用根開小的自立式桿塔，降低對(duì)不均勻沉降的敏感性。（6）采用對(duì)地基不均勻沉降不敏感的塔身布材形式。（7）針對(duì)性地加強(qiáng)桿塔對(duì)地基不均勻沉降敏感的易損桿件。

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基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案3.1基礎(chǔ)選型原則根據(jù)采空區(qū)特點(diǎn)及以往線路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，基礎(chǔ)的選型應(yīng)滿足下列規(guī)定：①宜采用獨(dú)立的直柱式鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)；②不應(yīng)采用斜插式基礎(chǔ)；③不宜采用原狀土基礎(chǔ)；3.2

中空防護(hù)大板與聯(lián)合基礎(chǔ)的比較當(dāng)采空區(qū)板式基礎(chǔ)需要采用防護(hù)大板時(shí)，一般有以下兩種方案選擇：（1）中空防護(hù)大板基礎(chǔ)（簡(jiǎn)稱中空大板基礎(chǔ)）中空防護(hù)大板基礎(chǔ)尤其適用于涉礦區(qū)域根開大的特高壓輸電鐵塔。這種基礎(chǔ)型式目前已經(jīng)成功運(yùn)用于特高壓輸電線路中，具有一定的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，（2）聯(lián)合基礎(chǔ)為保證基礎(chǔ)根開不發(fā)生變化，可采用聯(lián)合基礎(chǔ)。3.3

地基處理方案中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司企標(biāo)《采動(dòng)影響區(qū)輸電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》（Q/DG1-A018—2013）規(guī)定，依據(jù)工程重要性及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論，對(duì)采取基礎(chǔ)處理措施后仍不滿足穩(wěn)定要求的塔位進(jìn)行地基處理。一般有以下五種方案選擇：（1）注漿充填法輸電線路采空區(qū)一般采用注漿法進(jìn)行治理。結(jié)合工程實(shí)際情況，主要采取以下措施進(jìn)行地基處理：（1）淺層高壓噴射注漿（2）采空區(qū)壓力灌漿及覆巖離層注漿（2）

非注漿充填法對(duì)于采空區(qū)的地基處理方法，除了注漿充填法，還可采用非注漿充填法。①干砌石方法。②漿砌石方法，適用條件與干砌石相同。③井下回填方法：適用于煤礦井下采動(dòng)影響區(qū)內(nèi)尚未塌陷且經(jīng)簡(jiǎn)單清理后施工人員能進(jìn)入的巷道進(jìn)行治理，可用回填石料或矸石。④開挖回填法，適用于采空區(qū)埋深小于6米，上覆頂板完整性差，巖土強(qiáng)度低，易開挖的采空區(qū)，。⑤鉆孔干、濕料充填法，為節(jié)約注漿材料，對(duì)于有明顯掉鉆的注漿孔或帷幕孔通過孔口將石屑、礦渣、砂等骨料投入鉆孔內(nèi)。3.4

設(shè)置緩沖溝上述方法均可配合設(shè)置緩沖溝。在采動(dòng)影響區(qū)基礎(chǔ)周邊設(shè)置緩沖溝也可以有效防止地面變形影響。緩沖溝能有效吸收地表水平壓縮變形，大大減少地表土體對(duì)基礎(chǔ)埋入部分的壓力，也可以減少水平變形對(duì)基礎(chǔ)底面的影響。4

監(jiān)測(cè)與糾偏4.1

桿塔在線監(jiān)測(cè)采空區(qū)的各種變形和破壞是一個(gè)逐漸發(fā)展的過程，因此工程建設(shè)及運(yùn)行過程中的監(jiān)測(cè)非常重要，加大監(jiān)測(cè)力度可及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程中出現(xiàn)的問題，并及時(shí)采取有效措施加以解決?？睖y(cè)設(shè)計(jì)文件中，應(yīng)對(duì)預(yù)測(cè)因采空地面變形、穩(wěn)定性可能受到較嚴(yán)重影響的鐵塔要重點(diǎn)說明。運(yùn)行單位須加強(qiáng)巡查，與開采單位建立聯(lián)動(dòng)溝通機(jī)制，及時(shí)了解開采和變形情況。必要時(shí)，對(duì)可能遭受嚴(yán)重影響的塔位設(shè)置觀測(cè)站或安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要監(jiān)測(cè)鐵塔傾斜。結(jié)合采空區(qū)特點(diǎn)及多年設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，桿塔傾斜監(jiān)測(cè)裝置安裝原則及范圍如下：（1）尚未穩(wěn)定的采空區(qū)，建議根據(jù)采厚比及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)安裝桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)裝置；（2）規(guī)劃開采區(qū)應(yīng)密切跟蹤開采動(dòng)態(tài)，依據(jù)開采情況，適時(shí)安裝桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)裝置；（3）位于采空區(qū)重要交叉跨越桿塔建議安裝在線監(jiān)測(cè)裝置；（4）位于采空區(qū)，運(yùn)行人員不易到達(dá)、地形破碎的桿塔建議安裝在線監(jiān)測(cè)裝置；（5）桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)安裝在不易觸碰、不易受外力破壞的位置；通常情況下在一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)桿塔上安裝2臺(tái)桿塔傾斜監(jiān)測(cè)裝置，分別位于桿塔高度2/3處和桿塔頂端。（6）桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)采用固定安裝方式，并采取防卸和防松措施；（7）必要時(shí)采空區(qū)塔位宜設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，便于運(yùn)行期間的桿塔沉降觀測(cè)。（8）采空區(qū)變形趨于穩(wěn)定后，可依據(jù)運(yùn)行方意見，在線監(jiān)測(cè)裝置可拆除并重復(fù)利用于其他桿塔。4.2

桿塔糾偏（1）桿塔傾斜后應(yīng)設(shè)置四個(gè)方向的臨時(shí)拉線，以限制桿塔出現(xiàn)過大的傾斜。（2）懸垂型桿塔出現(xiàn)傾斜時(shí)，應(yīng)首先釋放地線線夾，避免地線拉斷及橫擔(dān)破壞。（3）檢查桿塔主、斜材的變形情況，以判斷桿塔的整體穩(wěn)定。（4）位于采動(dòng)影響區(qū)的鐵塔若發(fā)生沉降、傾斜、不均勻沉降等現(xiàn)象時(shí)，桿塔傾斜不滿足安全運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)對(duì)桿塔進(jìn)行糾偏。（5）根據(jù)以往工程的經(jīng)驗(yàn)，本工程位于采動(dòng)影響區(qū)的鐵塔均采用地腳螺栓連接方式。為方便鐵塔糾偏，塔腳板的地腳螺栓孔應(yīng)按照地腳螺栓直徑的1.5倍設(shè)計(jì)。（6）為了抵抗由于地基沉降和基礎(chǔ)位移給鐵塔帶來的附加內(nèi)力，地腳螺栓的強(qiáng)度要留有一定儲(chǔ)備，建議地腳螺栓提高一個(gè)規(guī)格使用。位于采動(dòng)影響區(qū)的鐵塔若發(fā)生傾斜、不均勻沉降等現(xiàn)象時(shí)，可以調(diào)整鐵塔與基礎(chǔ)之間的連接部位，使鐵塔在一定范圍內(nèi)扶正和復(fù)位。