220kV输电线路铁塔基础误差纠偏技术分析

摘 要：输电线路的铁塔属于高耸结构，和普通的工程建筑物存在着较大的不同，极易出现倾斜。笔者结合多年的实践经验和实例，首先例举了一个工程并分析了产生倾斜的原因，其次分析了进行纠偏加固的指导思想和实施原则，最后分析了加固纠偏的基本步骤，希望能对同行起到抛砖引玉的作用。

关键词：偏加固；倾斜；输电线路铁塔

220Kv的输电线路要能可靠安全的送到用户端，支撑架空传输线路的铁塔对保证供电质量起着十分重要的作用。目前，由于受到各种人为因素及其外界地理条件等各种因素的影响，导致铁塔的地基会产生不同程度的位移和沉降，对输电线路的安全可靠运行造成了很大的威胁，也给供电企业的野外管理造成了很大的影响。到目前为止，国内外对于普通建筑物的地基纠偏加固具有比较丰富的经验，但是对于输电线路的铁塔地基加固纠偏的研究并不多，关于铁塔基础误差纠偏的研究报道也很少。由于输电线路的铁塔结构属于高耸结构，在很多方面，例如：铁塔的材料、铁塔的组成结构、铁塔的受力情况以及铁塔的基础形式等，和普通的建筑物存在着较大的区别，所以，对输电线路铁塔的基础误差进行纠偏研究是亟待解决的一个问题。本文以作者单位所辖的220kv输电线路的倾斜铁塔加固工程实例，深入探讨对于220KV输电线路铁塔基础误差纠偏的关键技术，并指出需要进一步研究的问题。

1、工程概况及倾斜原因分析

某工程已经建成的220KV输电线路铁塔，某端线塔形为KGU1-45，呼称高度是45m，全部高度为67.5m。地基基础共有4块混凝土支撑板，土层基地没有经过任何的加固处理。由于地基基础是由独立的4部分组成，由于受到各种外界环境的影响，四个脚的地基基础有三个脚产生了不同程度的位移和下沉，并具有进一步发展的趋势。变形观测结果如下表1：

根据工程所在处的地质条件分析，产生此种情况的主要原因是地基软弱下卧层分布不均匀而造成的。

2、对基础误差进行加固纠偏的指导思想和实施原则

2.1 基本指导思想

在对基础进行加固纠偏的全过程中，务必确保4个塔脚的底部处在同一平面；在进行纠偏的过程中，保证输送电尽量不受到任何的影响，铁塔也不用更换或者是改建；原来的4个塔脚在施工的过程中要尽量不受到任何程度的破坏，但是他们的受力情况要发生部分程度的改变；纠偏的主要技术措施以顶升调平为主。

2.2 基本设计原则

第一步，设置刚度和强度都比较大的桩顶平面框架梁，这个框架梁并非独立设置，必须和原来的基础连接在一起；第二步，在设置好的框架梁上设锚杆静压桩孔，并压入大小为250mm*250mm的方桩，以便能使上部的铁塔荷载发生转移，转移到框架梁和静压桩，实现静压桩的加固托换。为了保证能达到顶升调平的目的，要在各个静压桩的顶部加上设置维持压入荷载的装置，以便进行顶升作业；下降的三个脚在纠偏顶升的过程中，对于出现的空隙要使用水泥浆进行灌满；整个作业完成后，上部铁塔和导线荷载全部由平面框架梁和锚杆静压桩群承担。

3、实施加固纠偏的基本步骤

3.1 加固纠偏的方案设计

按照上述的指导思想和基本原则，设计出如下的加固纠偏方案，主要过程见下图1.

3.2 加固纠偏的方案设计计算

对于铁塔的加固纠偏方案进行设计时，必须进行计算，计算的内容主要包括以下几个部分：第一部分，原来基础铁塔的自身重量；第二部分，新增顶升机构的自身重量；第三部分，传输铁塔自身的重恒载和风载；第四部分，顶升时覆土可能产生的力。

3.3 加固纠偏的施工控制技术

加固纠偏的施工技术主要包括以下几个方面：

（1）原位设置平面框架梁，确保纠偏全过程中4个塔腿底部始终在一个平面上，减小塔脚次应力，框架梁尺寸为2 mX 1m；框架梁初始状态设置为非水平的，是南低北高的，纠偏复位后方使框架梁恢复到原来的水平位置。目前各独立小基础顶部1 mX 1m墩基顶南北两个端点间高差达20 mm，与整个塔身的倾斜率基本一致。因此，框架梁的初始顶面可设置为与现在有4个1 m×1m墩基顶面齐平。纠倾到位时，所有原有基础和新增框架梁全部处于水平位置。

（2）在新建基础预留锚杆静压桩孔，进行地基锚杆静压桩加固托换；锚杆静压桩的压桩力应以能满足刚性框架抬升、调平至完全水平位置的需要，同时不能大于500 kN（方桩的尺寸为250 mmX 250mm），以保证桩身强度不被破坏。因此，桩群的施工流程必须采取信息化施工原则，即轮流微调的操作形式，不能操之过急。若能考虑到桩数可能不足，难以纠偏到位这一非常规因素，则宜在框架梁南侧多留两个压桩孔，以供万一需补桩用。

（3）采用顶升法对II，III，I三个下沉基础进行纠偏，使塔脚回复在一个水平面上。

（4）为了使整个纠倾工程始终保持绝对安全的状态，原有基础必须与框架梁同步顶升移动，不受破坏或削弱。基底下产生的空隙必须用灌浆方法填补。

（5）顶升机构的设计可以用液压式千斤顶，置放在已压入的锚杆静压桩顶部中心位置，在框架梁顶面该桩桩位处设置带传感器的荷载维持装置，20个桩位静压桩必须先行压入孔内到位。然后在维持荷载阶段，用带传感器的荷载维持装置塞到反力架空挡内。抽出液压式千斤顶，荷载转移到荷载维持装置。纠偏到位后，直接将微膨胀细粒混凝土灌入桩孔的内腔。7～8 d凝固后，即可拆除加荷框架，材料回收，4根锚杆可交叉焊上钢筋，然后浇上高强混凝土。

（6）纠偏加固实施前，宜对电塔塔身先行加固，同时加固纠偏过程应采用信息化施工，以确保纠偏过程电塔塔身绝对安全。

4、结束语

对输电线路铁塔进行加固和纠偏，采取上述方式从最终的应用情况可知，具有较好的推广效果，也是具有较高的性价比的。主要的优点表现如下：（1）节省资金，和传统的纠偏加固方法相比能够节约50%左右；（2）施工过程的危险程度较低；（3）整个的纠偏过程不影响输电工作的正常进行；（4）施工结束后，具有较好的处理效果。尤其是对于那些地质基础不太好，并且停电时间要求较短的线路来说，具有更好的综合效益。

参考文献：

[1]刘毓氚.倾斜建筑物纠偏加固计算机智能施工控制系统初探[J].土木工程学报，2008，35（3）：99―103.

[2]刘毓氚.建筑物倾斜的纠偏加固综合治理实践[J].岩土力学，2010，21（4）：420--423.