杆塔输电线路杆塔基础设计

摘要：前言我国电网业建设正迅速发展,不断提高全国供电的可靠性,大力增强电网输送能力,但是与此同时,建设输电线路的内部环境、外部空间正逐渐变小。多个地区难于选择开发土地的线路,难于协调居民占地建设施工,改造线路时仅能短时间停电的要求,缺乏工程建设资金等一系列难题干扰。该文从输电线路设计角度在方便施工、降低造价、利于运行等方面提出了经验和看法。
关键词：输电线路；路径；杆塔

随着国民经济快速增长，各地电网建设迅猛发展，从过去的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”实现了跨越式发展，供电可靠性进一步提高，电网输送能力大大增强，但输电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小。各地进行土地开发线路路径选择困难，施工占地的民事工作难以协调，线路改造停电时间短，工程建设资金短缺等是电网建设中遇到的新问题。如何应对新形势，最大限度地满足电网建设需要已成为技术部门不断研究的课题。本文从设计角度围绕方便施工、降低造价、利于运行等方面，对输电线路设计中应注意的问题进行了探讨。

1 设计中应注意的问题

1.1 路径选择

对送电线路来说, 路径优化是设计工作的第一步, 也是控制工程造价的重要措施。路径的选择影响本体工程的多个单位工程,是影响整个工程造价的主要因素。为了做到既合理的缩短路径长度、降低线路投资又保证线路安全可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返3～5趟才能确定出最佳方案，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。设计人员在设计前,要十分重视沿线气象条件、地形、地质、水文、污秽等级、现有可利用交通条件、重要交叉跨越、重大障碍物拆迁等资料的收集工作。不能片面追求路径最短化,而必须在满足所属地区规划部门要求及避让通信、军事等设施前提下,考虑安全运行、方便施工、降低造价、经济运行、障碍物处理及大跨越情况基础上,对线路路径的多方案进行综合比选,选择技术经济最优的方案,例如:拆除建筑物和居民住房, 砍伐经济林木或防护林,跨越采石厂等都会增加拆迁补偿费用,影响到其他费用中的建设场地征用及清理费的控制。
工业生产环境中电磁干扰是难以克服的。在使用可编程序控制器组成的控制系统中，要连接生产现场的大小设备，要连接多种通信线路，合理设计一个线缆走向和施工敷设是很重要的。这种工作不同于软件调试，一旦做完很难修改。特别要注意干扰源。生产现场有如下几种关键的干扰源：动力电缆、大型机械、高功率的设备在电力传输中会在电缆周围和设备附近产生电磁锅合；电焊机、火焰切割机本身就是生产线工作设备，有时又是可编程序控制器控制的设备，在它们反复动作时产生高频火花、金属熔渣等都会损坏其他设备或电缆；高频率的电子开关，在反复接通与关断时，产生高次谐波，从而反馈到接口电路，形成高频干扰；为了消除上述因素对整个生产过程控制系统的影响，合理设计电缆走向、选用电缆，合理施工敷设能保证一个可编程序控制器的控制系统正常运行。
在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性（

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如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等），个别特殊地段更要反复测量比较，使杆塔位置尽量避开交通困难地区，为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。

1.2 杆塔选型

杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分,它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间,运输量约占整个工程的60%,费用约占整个工程的20%～35%,基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设。在基础设计方面, 根据每基杆塔的基础作用力和地形地质条件,优先采用掏挖、嵌固、岩石基础等原状土基础, 并积极采用技术先进的基础型式和杆塔全方位高低腿、不等高基础等, 可大大减少工程中土石方量和混凝土量, 同时也减少了对自然环境和地面植被的破坏, 有效地减少建设场地清理费,节约工程的投资。
对于新建工程若投资允许一般只选用1～2种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔，材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的安全水平。对于同塔多回且沿规划路建设的线路，杆塔一般采用占地少的钢管塔，但大的转角塔若采用钢管塔由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形，基础施工费用也会比角钢塔增加一倍，直线塔采用钢管塔，转角塔采用角钢塔的方案比较合理，能够满足环境、投资和安全要求。
针对多条老线路运行十几年后出现对地距离不够造成隐患的情况，在新建线路设计中适当选用较高的杆塔并缩小水平档距可提高导线对地距离。在线路加高工程中设计采用占地小、安装方便的酒杯型（Y型）钢管塔，施工工期可由传统杆塔的3～5天缩短为1天，能够减少施工停电时间。

1.3 基础设计

杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程的60%，费用约占整个工程的20%～35%，基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设。
滨州市位于山东省北部，属于黄河冲积平原，土质大部分为粉质粘土，而且地下水位高，一般为±0.0 ～1.0 m，地基承载力又低，一般为70～90 kN/m2。通俗讲基础越深受力越好、体积越小，但由于受地下水的影响，基础深埋后泥水、流砂现象出现的几率就会加大，给施工带来极大困难，既影响工期又增加投资。
由于地质的特殊性和埋深的局限性，当前的基础型式只有采取浅埋式，通过适当加大基础地板尺寸，增加基础自重来满足上拔稳定才是比较安全经济的。直线塔埋深控制在2 m左右，承力塔埋深控制在3～4 m左右可减少地下水对施工的影响。
根据工程实际地质情况每基塔的受力情况逐地段逐基进行优化设计比较重要，特别对于影响造价较大的承力塔，由四腿等大细化为两拉两压或三拉一压才是经济合理的。
1.4加强设计变更的管理在项目建设过程中, 不可避免会发生设计变更。设计变更有业主的功能性变更与设计的技术变更,设计变更管理主要是针对设计的技术变更管理。技术变更又分施工图设计变更与施工中的设计变更,施工中的变更主要是材料设备采购变更和现场施工变更;施工图设计变更会产生基础或结构局部变更,从而影响工程的造价;再者,设计变更管理还涉及到变更所处的时间段的问题,对非发生不可的变更, 设计人员应主动深入了解情况,争取把设计变更控制在最小范围:在设计阶段发生变更,只修改设计图,损失就少;在采购阶段发生变更,不仅要修改图纸,还得要采购新的材料和设备;若是在施工阶段发生变更,不但是设计图和材料设备的变更,而且会造成返工、拆除、重做,势必产生重大变更损失,造成浪费。总之,要严格控制设计变更,变更前要算好账,论证其合理性、必要性再变更,严格履行变更程序,加强设计变更管理,使变更控制在限额内,达到有效地控制工程造价。

2 结束语

纵观近年来的输电建设工程，每项工程都有各自特点，设计中脱离工程实际，一味生搬硬套是无法保证设计质量与满足电网发展需要的。只有结合实际，因地制宜，通过优化方案，科技攻关，不断探索与创新，才能满足建设坚强电网的要求，才能开创工程设计“技术先进、安全合理”的全新局面。
参考文献
110～500 kV架空送电线路设计技术规定. 国家经贸委, 1999,10.
电力工程高压送电线路设计手册（第二版）. 中国电力出版社,2003,1.
[3]电力建设工程预算定额 第四册 送电线路工程（2001修订本）. 中国电力企业联合会,2002,4.