浅析输电线路杆塔基础设计

浅析输电线路杆塔基础设计

李雪松

(云南银塔送变电设计有限公司云南昆明650206)

摘要：近年来，我国电力网络系统随着社会经济的发展也不断完善。但在电力传输设备的建设中也存在一定的问题。架空高压输电作为电力运输网络的主干，其建设的质量和安全性就十分重要，杆塔基础的建设又是架空高压输电建设中的重中之重。目前我国输电线路杆塔基础建设存在一定的问题，本文就结合杆塔基础建设的现状，对于输电线路杆塔基础设计的方法进行探讨。

关键词：输电线路；杆塔基础；设计

引言

架空高压输电对于电能的运输具有高效性的优势，这一优势主要来源于杆塔的支撑作用使得高压导线远离地面。这就有效的避免了人为的对于高压导线的破坏，避免了恶劣天气对于电能输送的影响，规避了许多供电故障。用电需求的不断增加促使电压不断提升，进一步影响了对于输电线路塔基的施工质量要求。而不同的地理地质条件对杆塔设计需要考虑的因素进一步增多，从而对设计者提出了更高要求。本文全面对杆塔设计及施工的重点进行分析和探讨。

1架空输电线路设计现状及问题

1.1杆塔结构缺乏必要的合理性

架空输电线路中主要采用的杆塔类型是拉线塔。拉线塔作为国内最具有经济效益、结构合理的工程技术形式，被应用到电网建设的许多领域。而在山区电网建设中，由于地形的复杂性，主要采用了自力式的铁塔代替。这里主要对于拉线塔的相关特点进行详细的分析。拉线塔的具体形式有绝缘支持式杆塔、拉线——拉索杆塔和拉V塔。对于绝缘支持式杆塔投入成本相对较大，在制造过程中难度也相对较高。因此，在现阶段输电线路杆塔结构设计中，这种杆塔的使用率较低。而对于拉线——拉索杆塔，其最大的优点是缩小线路传输的距离，提高电力运输的效率。其不足之处主要表现在杆塔的占地面积较宽，在相对狭窄的区域难以很好的投入使用。对于拉V塔，这种技术形式主要广泛的运用在高压线路之中，由于其机械强度相对较高，电力故障会对其造成严重的影响。

1.2杆塔的强度设计不合理

杆塔最为高压导线的重要支撑，杆塔强度是保证架空高压输电线路安全的基础。杆塔的强度通常会受到制造材料、杆塔结构的影响。我国在杆塔建设中为了保证施工质量，通常采用环形截面混凝技术，提高混凝土的整体强度。而在实际施工和设计过程中，需要对杆塔承受力进行科学的分析，充分保证钢筋混凝土的稳定性，以此提高杆塔稳定性以及使用寿命。

1.3杆塔自身质量水平较低

当前，我国经济水平快速发展，工业生产产量不断提高。但我们在一味追求数量的过程中没有注重质量，造成过多的低质量的工业产品积压。这一状况在钢铁领域表现的十分明显，我们拥有大量的建筑钢铁，但在对于东南亚国家的援助项目中却不能满足对于钢铁质量的要求，导致我们高额购买他国的高质量钢铁。这一现象也表现在杆塔的生产中，目前对于输电线路杆塔的生产来说，无论是设计水平还是制造水平都较为低下，不能适应当前电力网络建设的需要。国内的杆塔主要包括两类来源，民营手工生产企业和大型国营生活企业。民营手工生产企业由民营、个体或乡镇企业构成，这些企业在生产能力和加工能力上都不能达到较好的水平，有些精细的加工环节甚至依靠手工操作来进行。而国营生产企业生产的杆塔，一般是由电力部门指定使用的，国营生产企业的生产实力较民营手工生产企强一些。但也是处于80年代的技术水平而已，缺乏创新和必要的技术革新。

2输电线路杆塔基础优化设计

2.1路径设计及优化

线路路径的选择，关系着路线的安全性以及经济性，其中安全性又包含施工安全和输送电安全。一般在选择时，需要综合各方因素进行考虑，通过模拟设计，排除所有不利因素。其中，线中兼顾塔位，施工的合理性，施工材料的运输条件，以及线路投资，经济性等是进行综合评价的主要决定因素。一般需要把握以下原则。其一，路径选择时应当尽可能选取，长度较短，地形较好，地质以及水文条件符合一般设计标准的路径。其二，在选择时也应当注重对于自然资源的保护，一些植被茂密，气候及地理的区域，很容易使输送电过程中发生一定危险性。也很容易使植被资源等遭受破坏。其三，在路径选择时应对于周边沿线民众意愿进行调研，尽量减少房屋拆迁，建筑物损毁，以及大量占有农田情况。

2.2基础选型及处理

塔基在选型时，需要考虑以下因素。其一，考虑铁塔的承受外力，在电压等级不断升高的同时，其相应的铁塔基础所需要承受的外力也在不断增加，在此情况下，基础立柱其长度，体量也将随之增多，意味着在施工时所需要的工程量也在增长，这对施工成本控制提出了一定要求。其二，应当合理的根据工程的工期，运输体量，成本等计算工程造价，部分地域工程成本较高，这使塔基的质量不得不相对降低，从而不利于工程质量提升。其三，部分地域的地质条件有一定限制，在选择塔基材料，计算用量时，还需要考虑对于地形进行处理所花费人工及材料成本，同时，需要结合每个地域的地形，地质特点进行针对性基础形式设计。综合以上因素，需要在掏挖基础，灌注桩基础等基础形式中进行合理选择。一般而言，当地质条件，符合施工标准时，主要以掏挖类基础为主，当地质条件较差时，需要采用灌注桩。其中，需要强调的部分为基础的处理。一方面是为了防止病害，一方面也是为了夯实基础，加强质量。工程采用的方法有以下几种。第一种，换填法，将施工区域不符合施工条件的土质进行挖出，以符合标准的材料进行填入，从而起到固基，改善施工土质作用。第二种，强夯法，在碎石土，低饱和度的粘土、粉土较多时，采用强夯法进行基础夯实，其程度以现场试验进行确定。第三种，砂石桩法，通过向松散土质区域打入相应砂石桩体，从而使周围土质通过挤压和振动密度增加。第四种，振冲法，利用振冲器强烈振动和压力水灌入到土层深处，使松砂地基加密，或在软土层中填人碎石等无凝聚性粘粒形成强度大于周围土的桩柱和原地基土组成复合地基，提高地基强度的加固技术。振冲法工艺简单，施工方便、工期短、经济实用和效果显著等优点。

2.3杆体及定位优化

不同的杆塔在成本、占地、施工、材料耗费以及安全性方面都有所区别。常规统计下杆塔可以占到工程成本的1/3左右，因此在设计时必须选择合理的杆塔形式。通常情况下选择通用型塔型，特殊地形和地质情况下，需要根据选线的情况，长度距离，施工条件等进行综合考虑。在符合使用标准时，一般以经济性作为评判的主要标准。在绿化带边缘进行布置，需要尽量选用多回的直线钢制杆塔，以尽量减少城市用地。在一些转角较大的区域可以选用挖孔桩基础加以角钢塔。而在线路布置比较密集的情况下，需要选用一些较为紧凑的塔型，地面障碍物较高时，也需要适当的增加杆塔高度及基础质量。对于杆塔的定位，需要设计人员根据具体地形进行设计。一般而言，需要遵循以下几点原则。第一点，避免将其立于水量较多，土质较为松软，交通较为便利的区域。第二点，间距配置时，应当尽量避免因其大小悬殊过大导致平衡杆塔间平衡性下降。第三点，如出现导线交叉情况应当尽量的降低间距。第四点，立杆完成后应当进行实际检测和验证，检查杆塔线路，绝缘子等是否符合使用条件。如出现问题，应重新测算数据，进行重新定位。

结束语

综上所述，杆塔设计及施工质量关乎输送电安全，相关人员在处理时应当以实际要求为准则，在降低施工难度、危险性以及成本同时尽量增强其质量，提高我国电网建设的质量，建设安全、可靠、高效的电力网路系统，从而为电力输送提供保障。

参考文献：

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[2]宋卫华.架空输电线路铁塔结构与基础设计研究分析[J].工程技术：文摘版，2016(11)

[3]杨斌陈应权曾臻等.架空输电线路杆塔基础问题及改进方法探讨[J].企业技术开发，2014(24)