淺談?shì)旊婅F塔在采空區(qū)的防治措施

段尚祥++李杰

摘 要：主要介紹了輸電鐵塔途徑煤礦采空區(qū)時(shí)采取的事先控制措施、事中控制措施和事后糾偏措施。

關(guān)鍵詞：輸電鐵塔；采空區(qū)；路徑；基礎(chǔ)沉降

中圖分類(lèi)號(hào)：TM753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.148

山西省煤炭資源極其豐富，據(jù)測(cè)算，含煤地層面積約占全省總面積的39.1%.隨著智能電網(wǎng)和特高壓電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，輸電線路工程不可避免地經(jīng)過(guò)煤礦采空區(qū)或計(jì)采區(qū)。采空區(qū)地面塌陷、裂縫將直接造成鐵塔基礎(chǔ)不均勻沉降、鐵塔構(gòu)件變形、損壞，或者導(dǎo)地線懸垂絕緣子串傾斜超差等。因此，采空區(qū)是輸電線路安全運(yùn)行的一大隱患，對(duì)其進(jìn)行提前預(yù)控、過(guò)程控制、及時(shí)糾偏是一項(xiàng)非常重要的工作。

1 事先控制措施

1.1 認(rèn)真選擇路徑，盡可能避開(kāi)采空區(qū)

在選擇輸電線路工程路徑時(shí)，應(yīng)盡可能避開(kāi)煤礦采空區(qū)或計(jì)采區(qū)。當(dāng)不可避免地經(jīng)過(guò)煤礦采空區(qū)時(shí)，采厚比等參數(shù)要符合設(shè)計(jì)規(guī)定，并且盡量選擇地勢(shì)較為平坦的地段，塔位處地面應(yīng)較為寬廣，附近應(yīng)無(wú)斷溝、坑洞、地面裂縫等。

輸電線路工程通過(guò)采空區(qū)或計(jì)采區(qū)時(shí)，不應(yīng)設(shè)計(jì)為同塔雙回線路，以縮小故障范圍；應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)采空區(qū)線路耐張段和對(duì)地距離，同時(shí)縮短塔位擋距，減小轉(zhuǎn)角度數(shù)。

1.2 做好輸電線路工程基礎(chǔ)及鐵塔選型

當(dāng)輸電線路工程經(jīng)過(guò)采空區(qū)時(shí)，鐵塔基礎(chǔ)應(yīng)采用地腳螺栓式臺(tái)階基礎(chǔ)，并根據(jù)采空區(qū)情況在基礎(chǔ)下部設(shè)置整體防護(hù)大板。防護(hù)大板為一塊可以同時(shí)承載4個(gè)塔腿基礎(chǔ)的鋼筋混凝土平板，可以抵御下部地層的變形，局部塌陷、裂縫，降低4個(gè)塔腿基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降的可能性。在防護(hù)大板上方鋪粗砂卵石墊層，再在粗砂卵石墊層上澆筑4個(gè)塔腿的混凝土基礎(chǔ)?；炷粱A(chǔ)的地腳螺栓采用加長(zhǎng)絲扣的地腳螺栓。當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻沉降時(shí)，通過(guò)在鐵塔塔腳下方加裝墊鐵來(lái)調(diào)整；當(dāng)發(fā)生較大的不均勻沉降或基礎(chǔ)位移時(shí)，通過(guò)改變處于粗砂卵石墊層上的基礎(chǔ)的高度或位置來(lái)調(diào)整。

采空區(qū)的鐵塔應(yīng)選用自立式鐵塔，不宜采用LV塔等靠拉線固定的桿塔。因?yàn)橐坏┎煽諈^(qū)出現(xiàn)塌陷、裂縫，不僅可能造成拉線鐵塔基礎(chǔ)的下沉，還可能造成拉線基礎(chǔ)外露，拉線松緊不一、失效，極易造成倒塔事故，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

2 事中控制措施

2.1 熟悉采空區(qū)情況，做好數(shù)據(jù)采集工作

煤礦采空區(qū)的塌陷、地面裂縫的形成受煤炭采厚比、季節(jié)、雨水等因素的影響較大，因此，運(yùn)維單位應(yīng)對(duì)采空區(qū)的桿塔情況進(jìn)行摸底，做好采空區(qū)鐵塔傾斜、變形，基礎(chǔ)沉降，絕緣子串傾斜等的數(shù)據(jù)收集和整理工作，并定期分析鐵塔、基礎(chǔ)變化情況，以便掌握各塔位的安全運(yùn)行狀況。

積極與當(dāng)?shù)孛旱V管理部門(mén)聯(lián)系，詳細(xì)調(diào)查、了解輸電線路工程途徑區(qū)的地質(zhì)情況、采厚比、回采時(shí)間、計(jì)采區(qū)等，掌握煤炭開(kāi)采動(dòng)態(tài)，禁止煤炭企業(yè)非法進(jìn)入塔位下方開(kāi)采，同時(shí)在開(kāi)采工作面臨近塔位時(shí)，及時(shí)通知電網(wǎng)運(yùn)維單位。運(yùn)維單位根據(jù)結(jié)合實(shí)際情況采取加強(qiáng)巡視、定點(diǎn)監(jiān)護(hù)、切斷負(fù)荷等預(yù)防措施。

2.2 加強(qiáng)采空區(qū)桿塔巡檢

運(yùn)維單位應(yīng)制訂采空區(qū)巡檢制度，加大對(duì)于采空區(qū)桿塔的巡視力度，重點(diǎn)檢查基礎(chǔ)地表附近有無(wú)裂縫和塌陷，絕緣子串有無(wú)傾斜，導(dǎo)線對(duì)地距離有無(wú)變小，桿塔傾斜是否超差，桿塔構(gòu)件有無(wú)變形、損壞等。一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)根據(jù)規(guī)定上報(bào)處理。

加強(qiáng)對(duì)《中華人民共和國(guó)電力法》的宣傳和護(hù)線工作，積極與煤礦等生產(chǎn)單位聯(lián)系，告知其采空區(qū)對(duì)桿塔的危害及預(yù)防措施的實(shí)施要求，并且在春季以及大雨過(guò)后及時(shí)對(duì)輸電線路采空區(qū)進(jìn)行巡視，做好記錄。

3 事后糾偏措施

3.1 直線塔傾斜糾偏方法

3.1.1 張力平衡法

相鄰鐵塔或本鐵塔傾斜后都會(huì)造成鐵塔導(dǎo)地線懸垂串傾斜超差。將耐張段所有傾斜嚴(yán)重的懸垂線夾替換成放線滑車(chē)，且使導(dǎo)地線張力平衡。此時(shí)，鐵塔傾斜值變小，能夠減小塔身所受的非正常荷載。

3.1.2 墊鐵調(diào)整法

由于基礎(chǔ)中預(yù)埋的地腳螺栓是加長(zhǎng)絲扣的，因此，當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降在200 mm以?xún)?nèi)，并且在鐵塔上采取安全措施后，將地腳螺栓帽松開(kāi)，然后用扶正工具將塔腿緩慢提起，在鐵塔塔腳板與基礎(chǔ)之間插入預(yù)先加工好的多種厚度的鋼板。鋼板總厚度一般不應(yīng)大于150 mm。

3.1.3 更換塔腳板法

當(dāng)采用墊鐵調(diào)整法不能滿足要求時(shí)，可采用更換塔腳板法來(lái)調(diào)整。根據(jù)基礎(chǔ)各腿下沉量，設(shè)計(jì)加長(zhǎng)塔腳板或墊鐵厚度，用扶正工具將塔腿提起，利用替換法將原塔腳板換掉。

3.1.4 調(diào)整基礎(chǔ)位置、高度法

采空區(qū)桿塔傾斜后，一般不需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)整，但基礎(chǔ)中心位移超過(guò)100 mm時(shí)，需調(diào)整基礎(chǔ)的位置、高度。調(diào)整前，應(yīng)做好相應(yīng)塔腿的安全措施，利用機(jī)械式千斤頂、液壓式千斤頂推移或頂升。

3.1.5 新建基礎(chǔ)、鐵塔法

如果原基礎(chǔ)未考慮采空區(qū)預(yù)防措施，且鐵塔變形、損壞較嚴(yán)重，宜在原基礎(chǔ)附近新建防護(hù)式大板加柔性臺(tái)階式基礎(chǔ)，并在基礎(chǔ)上新建鐵塔。

3.2 轉(zhuǎn)角塔傾斜糾偏方法

常用的轉(zhuǎn)角塔傾斜糾偏方法主要有以下三種：①?gòu)埩ζ胶夥?。與直線塔相同，但需根據(jù)塔腳板所處內(nèi)外角側(cè)情況加裝鐵塔穩(wěn)定拉線和輔助提升塔腳拉線。②更換塔腳板法。與直線塔相同，但需根據(jù)塔腳板所處內(nèi)外角側(cè)情況在放松導(dǎo)地線張力的情況下加裝鐵塔穩(wěn)定拉線和輔助提升塔腳拉線。③局部改線法。如果原基礎(chǔ)未考慮采空區(qū)預(yù)防措施，且轉(zhuǎn)角塔及附近直線鐵塔變形、損壞較嚴(yán)重時(shí)，宜采用局部改線法，避開(kāi)嚴(yán)重塌陷的采空區(qū)，并采取采空區(qū)不均勻沉降預(yù)防措施。

4 結(jié)論與建議

實(shí)踐證明，輸電線路工程通過(guò)煤礦采空區(qū)時(shí)，只要事先選好路徑，遵循相應(yīng)的采空區(qū)設(shè)計(jì)原則，在施工中嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)，加強(qiáng)質(zhì)量驗(yàn)收，并且在線路運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)巡視，定期測(cè)量?jī)A斜的鐵塔，超過(guò)規(guī)定時(shí)，按原則確定糾偏方案并實(shí)施，可以最大程度地降低采空區(qū)對(duì)輸電線路工程的影響。

〔編輯：劉曉芳〕