干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 冻土戈壁沙漠地区输电线路杆塔基础稳定性控制关键技术

Arid

	冻土戈壁沙漠地区输电线路杆塔基础稳定性控制关键技术
	程永锋; 汤华; 尹小涛; 鲁先龙; 李相国; 丁士君; 童瑞铭; 谭洪波; 朱江; 张鹏; 包永忠; 郭明伟; 蹇守卫; 邓琴; 苏雷
完成单位	中国科学院武汉岩土力学研究所
登记(发布)日期	2007
中文摘要	在我国,多年冻土、沙漠与戈壁滩等分布广泛。冻土地基约占我国国土面积的五分之一,沙漠总面积80.89万平方公里,戈壁总面积56.95万平方公里。电网工程是国民经济的重要支撑,属于生命线工程。随着我国经济的快速增长,电网工程建设进入一个跨越式、创新式发展阶段,在特殊土主要分布的西部与北部地区电网建设全面发展,一大批220kV及以上的电网骨架工程得到了规划与建设,大量输电线路不可避免的要经过多年冻土、沙漠与戈壁滩等地质条件复杂地区。这类土性复杂地区输电线路杆塔基础选型与设计缺乏参考依据,我国现行《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219-2005尚无专门针对特殊土地基杆塔基础的设计方法,各类工程问题的解决还不能实现标准化和规范化。这种技术缺乏的瓶颈,制约了地质条件复杂地区输电线路工程的建设,影响了全国范围内大电网的建成。在国民经济快速发展,电网建设加快推进与电压等级不断提高的背景下,针对性地在多年冻土、沙漠与戈壁滩地区开展地质条件复杂地区输电线路杆塔基础设计选型与试验研究,为该类地区输电线路杆塔基础建设提供依据,对于促进地质条件复杂地区电力事业与社会的整体、均衡发展具有重大意义。项目针对地质条件复杂地区输电线路杆塔地基稳定性的计算和评价方法问题,提出了考虑力的矢量特征的新方法;杆塔基础材料的耐久性问题,研制出了具有环境友好型的耐久性新材料;基础在选型、设计与施工过程中存在的问题,分别进行了多年冻土地区杆塔基础选型与设计研究,沙漠风积沙地基输电线路铁塔装配式基础设计及应用研究,以及戈壁滩碎石土地基输电线路杆塔掏挖基础试验研究。通过对多年冻土、沙漠与戈壁滩地区输电线路杆塔基础的工程情况调研、基础选型、现场试验、室内试验与理论推导等研究,得出了地质条件复杂地区输电线路杆塔基础的成套试验成果与设计计算方法。 (1)建立了适合多年冻土地区的杆塔地基基础设计形式和方法; (2)建立了沙漠地区杆塔基础防腐和施工技术及防风、固沙技术; (3)建立了适合戈壁滩碎石土地区的地基基础设计形式和方法; (4)基于地质条件复杂地区的自然地理气候环境和工程运行环境,研发了适用于上述地区的输电线路杆塔基础高性能耐久性材料; (5)建立了考虑了真实应力矢量特征的地质条件复杂地区输变电杆塔地基稳定性矢量和法的理论框架,并将其程序化。杆塔基础作为输变电工程的重要组成部分,对造价、工期和环境保护等多方面都具有重要的影响,也是电网的长期安全运行的重要保障。我国电网建设的快速发展对输变电工程地基基础理论研究和工程技术方面带来了新的机遇和挑战。鉴于特殊土地基的广泛分布性与复杂性,需继续深入开展地质条件复杂地区杆塔基础试验研究工作。项目研究成果已在皇—吉220kVI回与II回、220kV台远—塔中与塔中—且末、220kV小草湖变—托克逊工业园区变等输电线路工程中得到应用。皇—吉220kVI回与II回输电线路在可克库尔达板一带多年冻土发育的幽谷中通过,属于高山寒区的线路长度40公里,最高海拔3470m,应用该项目得出的多年冻土地基物理力学性质参数与杆塔基础设计原则,以及多年冻土地区人工挖孔桩基础的施工方法、机具、工艺与质量控制措施,成功完成了线路的建设,目前项目运行正常。该项目成果的应用,缩短了线路长度约31公里,节约工程投资近3255万元。 220kV台远—塔中与塔中—且末输电线路工程所经地域大部分为沙漠及沙丘,路径基本沿沙漠公路走线,穿行沙漠地段分别约213公里与156公里,深入沙漠腹地,两条输电线路分别使用装配式基础470基与427基。项目所取得的组合式预制装配基础选型与设计原则,沙漠地区杆塔基础防腐和施工技术,以及防风和固沙技术等被广泛应用到该线路工程中。根据测算,以沙漠现浇钢筋混凝土基础每基直接费用8万元计算,装配式基础每基可节约1.1万元,则在以上两输电线路工程中,应用沙漠地区装配式基础共节约基础本体造价约986.7万元。 220kV小草湖变—托克逊工业园区变送电线路工程全长50公里,其中20.5公里属于戈壁滩碎石土地基。工程应用了研究成果中关于地区戈壁滩碎石土地基原状土地基剪切强度、黏聚强度等试验参数,以及该课题中关于原状土掏挖基础抗拔“剪切法”计算参数A1和A2的理论计算值,掏挖基础抗拔承载力的修正公式、刚性与柔性基础的抗倾覆计算方法与参数,以及下压承载力计算方法。该线路工程共应用掏挖基础79基,共节约基础费用118.5万元。目前,该项成果已成功应用于近2000公里的输电线路建设中,节约资金约4500万元。项目成果的应用已经累计节约工程投资8000多万元;随着地质条件复杂地区输电线路建设的推进以及研究成果在全国的推广,预计可为国家节省投资数亿元;项目的研究成果将促进地质条件复杂地区的电网工程建设,从而促进当地国民经济发展;项目成果确保地质条件复杂地区输电线路安全稳定运行,避免线路损坏造成的停电事故,具有显著的经济效益。
中文关键词	冻土戈壁沙漠地区 ; 输电线路 ; 杆塔 ; 基础 ; 稳定性
成果类型	应用技术
中图法分类号	TM754
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001463346
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242261
推荐引用方式 GB/T 7714	程永锋,汤华,尹小涛,等. 冻土戈壁沙漠地区输电线路杆塔基础稳定性控制关键技术[Z]. 应用技术,2007.