大興安嶺林區(qū)桿塔基礎(chǔ)病害特征及防治措施

中圖分類號(hào)：TU445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.021

Abstract：Thefailure of structures or components in permafrost caused by foundation diseases poses a certain threat to the ecologicalsecurityofforestregion.Basedonfieldinvestigationsoffoundationsofpowerfoundationsalong thesection Jagdaqi-Mo'heof Beijing-Mo'he nationalhighwayand China-Russia crude oil pipelines（CRCOPs）nearthe forest region in permafrost in Northeastern China，the maindistresscharacteristicsand countermeasures ofthe foundations wereanalyzed and summarized，and improved countermeasures were proposed.The results from field surveys showed that transmission line towers foundations suffered from frost jacking accounted for 18. 1 % ，including uniform frost jacking （ 8 . 5 % ）and nonuniform frost jacking （ 9 . 6 % ），while foundations with thaw settlement occupied only 3 . 7 % .Fissures （ 2 . 7 % ） spalling （ 2 . 7 % ） ，cracks （ 4 . 3 % ），erosion （ 5 . 9 % ），tilt （ 3 . 7 % ） ），and fracture （ 0 . 5 % ） occurred on the concrete foundation surface.The influences of nonuniform frost jackingand tilting had great influenceonthe safetyofthe tower.The concrete protective caps were more severely damaged by frost action，exhibiting fissures （ 1 5 . 4 % ），spalling （ 8 . 5 % ） cracks （ 1 5 . 4 % ），and erosion（ 5 8 % ）.Similarly，the tilting and collapse of utility poles were primarily caused by frost jacking and crack.Basedon the abovedamages，itissuggested to buildlong-term monitoring systems for tracking the structure in permafrost regions，improveandoptimizetheexisting mitigative measures.Thefindings providesomereferences forthedesign，construction，and damage preventionofinfrastructures inpermafrostregions，aiming tomitigatethe impact of engineering on the ecological environment of natural forest region.

KeyWords：Da Xing'anling；forest region；permafrost regions；poleand tower;transmission line;foundations；distress investigation;mitigative measures

0 引言

我國多年凍土主要分布在青藏高原、西北高山與東北高緯度區(qū)域，占國土陸地面積的 。大量在營和擬建基礎(chǔ)設(shè)施位于或穿越多年凍土區(qū)，而穩(wěn)定的凍土環(huán)境是保證其安全運(yùn)營的前提。然而氣候暖濕化和工程擾動(dòng)正加劇多年凍土（熱敏感性）發(fā)生不可逆性的退化。多年凍土退化對(duì)自然資源與生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定構(gòu)成了嚴(yán)重威脅2」，同時(shí)造成基礎(chǔ)設(shè)施破壞和重大經(jīng)濟(jì)損失[3]。比較典型病害主要發(fā)生在管道[4]、輸電線5與交通路線6等生命線工程沿線。預(yù)計(jì)至21世紀(jì)中葉，北半球 4 8 % ～ 8 7 % 的基礎(chǔ)設(shè)施將處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)[7]。

輸電線桿塔作為重要的能源供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施，受多年凍土退化影響顯著。桿塔周圍土體的凍脹與融沉將增加地基和基礎(chǔ)的不穩(wěn)定性，進(jìn)而危害上部結(jié)構(gòu)。對(duì)此，不少學(xué)者通過采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)[8、室內(nèi)試驗(yàn)9和數(shù)值模擬[10等方法展開了深入研究。淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與塔基建設(shè)均采用多種防控策略并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土體的熱力狀態(tài)[5，11-12]，有效保證了工程安全。但基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)范圍及內(nèi)容存在一定的局限性，難以覆蓋到線路所有工程點(diǎn)及相關(guān)病害問題。實(shí)地調(diào)查可分析不良凍土地質(zhì)長周期凍融作用對(duì)結(jié)構(gòu)運(yùn)營的影響以及各種防護(hù)措施的效果和適用性。近年來，針對(duì)路橋、涵洞、管道、房屋以及電力桿塔等基礎(chǔ)設(shè)施的系統(tǒng)詳細(xì)調(diào)查相繼展開[13-19]，為工程病害預(yù)防和治理提供了借鑒和指導(dǎo)。

大興安嶺地區(qū)多年凍土廣泛發(fā)育，森林覆蓋率高達(dá) 8 5 % 以上，對(duì)維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡、氣候調(diào)節(jié)與水土保持等方面起著不可替代的作用。然而由工程擾動(dòng)造成的局部多年凍土顯著退化[20]，不僅減小了植被覆蓋度，還使得既有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性受到嚴(yán)峻考驗(yàn)。工程結(jié)構(gòu)是否失效很大程度上取決于下部基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。青藏高原地區(qū)塔基融沉現(xiàn)象明顯[5.21]，相比之下，在高緯度多年凍土區(qū)內(nèi)，嚴(yán)重的輸變電工程事故多由基礎(chǔ)凍拔作用引起[22]。因此，在不同地區(qū)環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造背景下，基礎(chǔ)病害呈現(xiàn)出不同的特征。自前關(guān)于大興安嶺地區(qū)桿塔病害總體研究存在病害類型不全面與調(diào)查覆蓋面小等問題，詳細(xì)深人的實(shí)地調(diào)查和科學(xué)合理的防治技術(shù)改善與優(yōu)化亟待開展。

針對(duì)東北多年凍土區(qū)桿塔基礎(chǔ)病害問題，對(duì)北京一漠河公路（G111）加格達(dá)奇至漠河段沿線及中俄原油管道附近的桿塔進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。在此基礎(chǔ)上，分析總結(jié)了基礎(chǔ)凍融病害特征、破損程度和現(xiàn)有的治理方法以評(píng)估潛在的影響因素并提出合理有效的防治措施，為多年凍土區(qū)桿塔病害防治與研究提供參考。

一 調(diào)查區(qū)域概況及調(diào)查方法

1.1東北多年凍土與調(diào)查點(diǎn)分布

東北高緯度多年凍土是我國第二大多年凍土分布區(qū)，位于歐亞大陸多年凍土區(qū)的南緣地帶，主要分布在大、小興安嶺和松嫩平原北部（ 以北），總面積約40萬 ，其間包含大片連續(xù)與島狀多年凍土[23]，如圖1所示?？紤]到安全和交通便利，分別于2023年6月和10月沿G111及中俄原油管道附近等位置展開調(diào)查，調(diào)查對(duì)象均位于多年凍土區(qū)內(nèi)，包括：加松線（加格達(dá)奇至松嶺）等輸電線路的188基輸電塔（大部分6 6 k V ，少量 線路）、電力與通信線桿等。調(diào)查點(diǎn)的分布見圖1中的黃色三角形，鑒于輸電線鐵塔基礎(chǔ)病害嚴(yán)重且易于量化統(tǒng)計(jì)，根據(jù)調(diào)查結(jié)果對(duì)其病害特征進(jìn)行了定量分析。

1. 2 沿線環(huán)境及工程病害

大興安嶺地區(qū)的氣候?qū)俸疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，具有緯度高、海拔低的特點(diǎn)。夏季濕潤多雨，冬季低溫時(shí)間長和積雪覆蓋厚度大。公路沿線氣象站近50a的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明該地年平均氣溫低于 且正以 的速度升高[24]。公路、管道與輸變電等工程建設(shè)使得原有植被大幅減少、地表雪蓋厚度增加，產(chǎn)生的水熱效應(yīng)顯著影響了多年凍土工程地質(zhì)環(huán)境。由此可見，氣候變暖加劇和人類活動(dòng)增強(qiáng)加速了東北多年凍土退化，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)凍土厚度變薄、南界北移、地溫升高和活動(dòng)層增厚等問題[25]。地基及基礎(chǔ)必定會(huì)受到凍融作用與凍土退化的影響，進(jìn)而關(guān)系到上部結(jié)構(gòu)的服役性能與運(yùn)營安全。

1.3 調(diào)查方法

此次病害調(diào)查采用的方法有：1）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)建設(shè)工程病害及地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行目測(cè)和尺量。調(diào)查內(nèi)容包括調(diào)查對(duì)象的病害特征、整治措施、地形地貌、表層土質(zhì)和地表擾動(dòng)情況等；2）無人機(jī)航測(cè)，利用無人機(jī)獲取大范圍的地表信息，包括桿塔、地形、植被和水體等；3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，評(píng)估凍害的發(fā)生頻率和規(guī)模。以下對(duì)病害特征與現(xiàn)有的防治措施進(jìn)行分析與總結(jié)。

2基礎(chǔ)病害特征及防治措施

2. 1 輸電線鐵塔

本次調(diào)查的輸電線鐵塔全為角鋼塔，所處地理位置平均海拔為 4 4 3 m ，長期在低溫環(huán)境中運(yùn)營。鐵塔所處地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多樣，地表土質(zhì)以泥炭土、黏土和碎石土為主。參考塔興線（塔河至興安）鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土，埋深 3 . 4 m ，露出地表 0 . 2 m 。為確保鐵塔安全，可按照輸電線路的選線原則確定基礎(chǔ)的位置[26]，但部分輸電塔不可避免地修建在塔頭濕地等多年凍土較發(fā)育區(qū)域。當(dāng)?shù)乇頊囟冉抵霖?fù)溫時(shí)，季節(jié)融化層中水分開始凍結(jié)，體積膨脹導(dǎo)致土體體積增大，對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生向上的切向凍脹力。當(dāng)切向凍脹力大于上部荷載、基礎(chǔ)自重與凍結(jié)力時(shí)，會(huì)使基礎(chǔ)上拔，引發(fā)輸電塔變形或傾倒。

圖2與圖3中基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)的土體為凍脹敏感性的泥炭土和粉質(zhì)黏土（高含水率、高有機(jī)質(zhì)含量），強(qiáng)凍脹造成了基礎(chǔ)凍拔?；A(chǔ)均勻凍拔對(duì)鐵塔的影響較小，而不均勻凍拔直接導(dǎo)致鐵塔變形開裂和失穩(wěn)倒塌。金欣線 鐵塔呈現(xiàn)出顯著差異性凍拔，兩側(cè)平均高度相差約 3 4 c m ，導(dǎo)致鐵塔傾斜 ，頂端偏移約 1 . 7 6 m 金欣線 鐵塔受基礎(chǔ)不均勻凍拔的影響已“整體遷移”。調(diào)查中基礎(chǔ)最大露出地表高度接近 1 . 8 m ，占設(shè)計(jì)總高的 5 0 % ，如圖4（a）所示。由于其周圍為凍脹敏感性細(xì)顆粒土并有大量水流匯聚，其凍拔程度將隨輸電塔運(yùn)營年限的增加而日趨嚴(yán)重。然而，填土為碎石土和位于山坡坡上的基礎(chǔ)卻無凍拔現(xiàn)象，如圖4（b）所示。部分基礎(chǔ)甚至出現(xiàn)了融沉。例如，圖4（c）中位于耕地的泵站乙線 基礎(chǔ)下沉，周圍出現(xiàn)明顯的融坑。圖5顯示了調(diào)查的輸電線鐵塔中基礎(chǔ)出現(xiàn)凍拔和融沉的統(tǒng)計(jì)占比，其中基礎(chǔ)出現(xiàn)明顯凍拔的鐵塔有34基，占 1 8 . 1 % ，包括不均勻凍拔 （ 9 . 6 % ） 和均勻凍拔 （ 8 . 5 % ） ，而基礎(chǔ)出現(xiàn)融沉病害的鐵塔僅占 3 . 7 % 。

為提高塔身穩(wěn)定性并防止地表融沉積水，對(duì)土體進(jìn)行超挖將基礎(chǔ)周邊堆高，但在基礎(chǔ)周圍形成了水塘，如圖6所示。圖7為圖6（b）處開始進(jìn)人冷季時(shí)通過熱分析工具處理后的熱紅外影像，可看出最高溫度 位于鐵塔下部土體，而最低溫度 則出現(xiàn)在水塘區(qū)域。地表擾動(dòng)顯著改變了原有下墊面溫度 。一方面，增加的地表溫度加速基礎(chǔ)周圍凍土融化;另一方面，水塘積水將作為熱源對(duì)下部?jī)鐾廉a(chǎn)生持續(xù)熱侵蝕，加速地下冰融化，使水塘在垂直和水平2個(gè)方向上擴(kuò)張，最終形成大面積的熱融湖塘[27]，使基礎(chǔ)承受更大的凍脹力，嚴(yán)重影響輸電塔穩(wěn)定性并縮短運(yùn)營周期[28]。因此，回填基坑時(shí)需遵從“寧填勿挖\"原則8并及時(shí)平整場(chǎng)地，以避免天然地表在工程熱擾動(dòng)下演化成熱融湖塘現(xiàn)象。

除典型的凍拔與融沉外，既有輸電線鐵塔基礎(chǔ)表面由凍脹引起的劣化等問題也十分突出。孔隙水的凍結(jié)和冰體的增長引起混凝土局部膨脹。在低溫環(huán)境中混凝土溫度由內(nèi)到外逐漸降低，因而表面凍損相比于內(nèi)部更嚴(yán)重，見表1和圖8，圖8中出現(xiàn)的病害：（a）為基礎(chǔ)表面凍脹裂紋；（b）為擴(kuò)展裂紋使基礎(chǔ)表面混凝土出現(xiàn)剝落；（c為流水沖刷嚴(yán)重侵蝕基礎(chǔ)；（d）為回填凍結(jié)土體融化固結(jié)作用引起地表沉陷，降雨和地表水匯聚形成水塘加速凍拔，同時(shí)混凝土長期在水的侵蝕作用下受損嚴(yán)重，造成鋼筋腐蝕外露；（e）為凍脹力差異引起鐵塔基礎(chǔ)傾斜，造成上部支撐角鋼開裂和彎曲變形；（f為基礎(chǔ)嚴(yán)重風(fēng)化，表層顆粒逐漸剝離，地腳螺栓和螺帽松動(dòng)銹蝕；（g）為擠壓碎裂；（h）為基礎(chǔ)表面出現(xiàn)密集裂縫。綜合以上分析，基礎(chǔ)不均勻凍拔與傾斜對(duì)鐵塔安全穩(wěn)定影響較大。

對(duì)此，統(tǒng)計(jì)出鐵塔基礎(chǔ)的6類病害特征，分別為裂縫、剝落、裂紋、侵蝕、傾斜和壓裂，如圖9所示。其中，基礎(chǔ)出現(xiàn)侵蝕的輸電線鐵塔數(shù)量最多（11基），占比5 . 9 % ，其余占比分別為 2 . 7 % . 2 . 7 % . 4 . 3 % . 3 . 7 % 和0 . 5 % 。由于無法觀察到未凍拔和出現(xiàn)融沉的基礎(chǔ)表面凍害，實(shí)際占比高于該統(tǒng)計(jì)結(jié)果?；诂F(xiàn)階段的調(diào)查可預(yù)見基礎(chǔ)的凍害將愈發(fā)嚴(yán)重，且大量未調(diào)查和擬建的鐵塔位于多年凍土區(qū)中，輸電線路的安全運(yùn)營充滿了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明（圖10）， 7 8 . 2 % 輸電塔基礎(chǔ)上部保護(hù)帽表面（不包括重新澆筑）同樣出現(xiàn)了不同程度的病害，分別為裂縫、剝落、裂紋和侵蝕（圖8（b），圖11）。其中，侵蝕占比 5 8 % ，保護(hù)帽出現(xiàn)剝落的輸電塔數(shù)量最少，僅占 8 . 5 % 。對(duì)比圖9和圖10，可見保護(hù)帽病害比基礎(chǔ)更普遍。工程處理措施方面，鐵塔底部的塔腳板通過地腳螺栓與基礎(chǔ)相連，安裝螺帽進(jìn)行固定，然后澆筑混凝土保護(hù)帽，以防止銹蝕及蓄意破壞。但上部荷載從側(cè)向擠壓保護(hù)帽和不同的熱膨脹系數(shù)等原因致使保護(hù)帽與角鋼之間出現(xiàn)微裂?？諝夂陀晁M(jìn)入銹蝕螺栓和螺帽，凍脹與侵蝕加速裂縫發(fā)育，從而導(dǎo)致螺帽松動(dòng)和螺栓強(qiáng)度降低，威脅塔身安全。圖12顯示了保護(hù)帽裂縫不同發(fā)育程度，均沿著上部荷載作用方向開裂?？梢娏芽p對(duì)保護(hù)帽的影響較大，將直接導(dǎo)致其在短時(shí)間內(nèi)失效。

另外，由于冬季基礎(chǔ)作業(yè)環(huán)境惡劣及養(yǎng)護(hù)條件有限等原因，混凝土配合比及密實(shí)度難以滿足設(shè)計(jì)要求，因而不能保證基礎(chǔ)與保護(hù)帽的施工質(zhì)量。基礎(chǔ)表面出現(xiàn)蜂窩麻面，增加凍拔風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)內(nèi)部孔隙水引起的凍脹也顯著影響混凝土耐久性能，如圖13所示。

因此，調(diào)查區(qū)域內(nèi)塔基病害防控的關(guān)鍵是弱化水的侵蝕和減小切向凍脹力，已有處置措施主要為（圖14）：1）采用梯形斜面基礎(chǔ)，減弱了切向凍脹力；2）基礎(chǔ)表面澆筑約 4 5c m 厚鋼筋混凝土板，將基礎(chǔ)連接成整體；3）堆高塔基下部，增加基礎(chǔ)的穩(wěn)定性；4）在基礎(chǔ)周圍鋪設(shè)塊石；5）堆填爐渣以隔絕冬季空氣冷量；6）重新布設(shè)基礎(chǔ)并將鐵塔“整體遷移”。以上防治措施在一定程度上提高了塔基的整體性和抗凍拔能力，但仍表現(xiàn)出不足之處：1）減弱的凍脹力同樣使梯形斜面基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻凍拔和嚴(yán)重傾斜現(xiàn)象；2）由于不是整體澆筑，在措施實(shí)施兩年后，基礎(chǔ)和混凝土界面上已出現(xiàn)最大約 2c m 寬的裂縫，降低混凝土板的連接作用；3）部分爐渣與塊石基礎(chǔ)周圍出現(xiàn)大量積水。

為控制潛在的凍脹問題，建議改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方法[19.22，26.29]，在現(xiàn)有措施的基礎(chǔ)上：1）采用預(yù)制擴(kuò)底基礎(chǔ)以保證混凝土澆筑質(zhì)量并減弱對(duì)下伏多年凍土的熱影響；2）基礎(chǔ)側(cè)表面涂抹瀝青等潤滑材料；3）基礎(chǔ)周圍回填塊碎石土以削減切向凍脹力；4）設(shè)置排水隔水措施以減弱水的侵蝕和凍脹；5）主動(dòng)恢復(fù)植被綜合調(diào)控地層溫度。

2. 2 電力與通信線桿

線桿病害以凍拔和凍脹破壞為主，如圖15所示。木桿因具有自重輕、隔熱性能良好、成本低廉且易于施工等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，但桿身凍脹開裂及與土體之間存在較大的摩擦力使其容易發(fā)生凍拔和斷裂傾覆（圖15（a）和圖15（b）），不僅會(huì)導(dǎo)致電力和通信中斷，造成地區(qū)經(jīng)濟(jì)損失且對(duì)林區(qū)防火也產(chǎn)生重大隱患。此外，空心混凝土桿表面出現(xiàn)大量?jī)雒浟鸭y和貫通裂縫（圖15（c）和圖15（d）），水與空氣加速混凝土剝蝕和內(nèi)部鋼筋銹蝕，極易發(fā)生斷裂倒塌，因而部分線路已進(jìn)行截?cái)嗖⑻鎿Q。由于線桿之間存在線路聯(lián)結(jié)，桿身的傾覆還可帶動(dòng)相鄰的桿傾倒，進(jìn)一步加劇事故的嚴(yán)重程度與影響范圍。

以上病害極大縮短了線桿的使用壽命，為確保電力與通信基礎(chǔ)設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行，采取有效預(yù)防與治理措施顯得尤為重要。目前的加固措施有：1）通過堆王增加嵌入段長度，如雙腳電力桿塔（圖16（a））；2）石籠防護(hù)（圖16（b））；3）三角架結(jié)構(gòu)（圖 1 6 （ c） ） ; 4 ） 設(shè)置拉線和撐桿提高線桿穩(wěn)定性（圖16（d））?，F(xiàn)有措施不足：1）周邊開挖勢(shì)必會(huì)造成地表熱量失衡，破壞凍土原有的賦存狀態(tài)，改變了下墊面地表溫度，如圖17所示。在降雨和下層土的融化固結(jié)作用下匯聚大量積水，增加了線桿凍脹開裂和凍拔失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)；2）石籠防護(hù)會(huì)因其下部土體不均勻融沉而發(fā)生傾倒，同時(shí)防火隔離帶內(nèi)圍護(hù)塊石的木樁被燒毀，減弱防護(hù)效果；3）三角架在縱向上仍發(fā)生了嚴(yán)重傾斜和倒塌；4）拉線和撐桿錨固端的深度與穩(wěn)定有較高要求。

現(xiàn)有處置措施均無法控制和預(yù)防線桿的長期凍拔，對(duì)于處在凍土發(fā)育顯著區(qū)域內(nèi)的線桿，建議提高線桿材料的抗凍性能，并在施工時(shí)另外運(yùn)輸塊碎石土回填以減弱土體凍脹量，然后再在其上方堆土加固或增設(shè)石籠。對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)凍拔現(xiàn)象的線桿可按以上方法進(jìn)行及時(shí)修復(fù)加固、定期檢查和維護(hù)。

3結(jié)論

桿塔工程建設(shè)導(dǎo)致了大量林區(qū)植被破壞，且施工過程及后續(xù)運(yùn)營引發(fā)的多年凍土退化降低了植被覆蓋度，進(jìn)一步削弱了生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力。維護(hù)桿塔基礎(chǔ)安全與穩(wěn)定有助于促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得到了如下結(jié)論。

1）基礎(chǔ)出現(xiàn)凍拔的輸電線鐵塔占總調(diào)查數(shù)目的1 8 . 1 % ，包括均勻凍拔 （ 8 . 5 % ） 和不均勻凍拔 （ 9 . 6 % ） ，而基礎(chǔ)出現(xiàn)融沉的僅占 3 . 7 % ?；A(chǔ)表面出現(xiàn)裂縫（ 2 . 7 % ） 、剝落 （ 2 . 7 % ） 、裂紋 （ 4 . 3 % ） 、侵蝕 （ 5 . 9 % ） 傾斜 （ 3 . 7 % ） 和壓裂 （ 0 . 5 % ） 等病害?；A(chǔ)傾斜和不均勻凍拔顯著影響鐵塔穩(wěn)定。保護(hù)帽病害比基礎(chǔ)更嚴(yán)重和普遍，主要表現(xiàn)為裂縫（ （ 1 5 . 4 % ）、剝落 （ 8 . 5 % ）、裂紋（15. 4 % ）和侵蝕（ 5 8 % ）。裂縫均沿著上部荷載作用方向開裂，對(duì)保護(hù)帽的影響較大。凍拔和凍裂造成線桿傾斜和斷裂倒塌。

2）工程擾動(dòng)顯著改變了原有地表溫度，回填基坑時(shí)需防止地表融沉積水并設(shè)置排水隔水措施。桿塔基礎(chǔ)建議采用塊碎石土作為主要回填材料，同時(shí)將基礎(chǔ)周邊地形堆高并主動(dòng)恢復(fù)植被進(jìn)行溫度調(diào)控。針對(duì)大興安嶺特有的低溫環(huán)境，應(yīng)改良混凝土抗凍性能以減弱凍害威脅。另外，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、科學(xué)研究、治理措施、設(shè)計(jì)和施工之間應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化以綜合提升寒區(qū)基礎(chǔ)工程韌性。

3）本次調(diào)查僅在短期小范圍內(nèi)對(duì)桿塔基礎(chǔ)病害特征及防治進(jìn)行了初步分析，后期可引入無人機(jī)技術(shù)定期巡檢以快速獲取大量工程現(xiàn)場(chǎng)圖像，提升病害數(shù)據(jù)收集效率。同時(shí)構(gòu)建東北多年凍土區(qū)基礎(chǔ)典型病害數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)一步開展基于人工智能技術(shù)的病害識(shí)別與監(jiān)測(cè)研究。通過深入分析工程病害的時(shí)空演變規(guī)律，實(shí)現(xiàn)病害的精準(zhǔn)分類與區(qū)域劃分，為后期工程規(guī)劃和選線選位等提供科學(xué)的決策與參考。

參考文獻(xiàn)

[1]周幼吾，郭東信，邱國慶，等.中國凍土[M].北京：科學(xué) 出版社，2000. ZHOUYW，GUOD X，QIUGQ，etal.Geocryology in China[M].Beijing：Science Press，2020.

[2]JIN XY，JINHJ，LUO DL，et al.Impacts of permafrost degradationonhydrologyand vegetationin the sourcearea ofthe Yellow River on Northeastern Qinghai-Tibet Plateau，Southwest China [J].Frontiers in Earth Science， 2022，10：845824.

[3]HJORT J，STRELETSKIY D，DORE G，et al. Impacts of permafrost degradation on infrastructure[J]. Nature ReviewsEarthamp;Environment，2022，3（1）：24-38.

[4]李國玉，馬巍，王學(xué)力，等.中俄原油管道漠大線運(yùn)營后 面臨一些凍害問題及防治措施建議[J].巖土力學(xué)， 2015，36（10）：2963-2973. LIGY，MA W，WANG XL，et al.Frost hazards and mitigative measures following operation of Mohe-Daqing line of China-Russia crude oil pipeline[J].Rock and Soil Mechanics，2015，36（10）：2963-2973.

[5]WANGGS，YUQH，YOUYH，et al.Problems and countermeasuresin construction of transmission line projectsin permafrost regions[J]. Sciences in Cold and Arid Regions， 2014，6（5）：432-439.

[6]DORE G，NIU FJ，BROOKS H.Adaptation methods for transportation infrastructure built on degrading permafrost [J].Permafrost and Periglacial Processes，2016，27（4）： 352-364.

[7] HJORT J， KARJALAINEN O， AALTO J，et al. Degrading permafrost puts Arctic infrastructure at risk by mid-century [J].Nature communications，2018，9（1） ：5147.

[8]俞祁浩，溫智，丁燕生，等.青藏直流線路凍土地基監(jiān)測(cè) 研究[J].冰川凍土，2012，34（5）：1165-1172. YU Q H， WEN Z，DING Y S，et al. Monitoring the tower foundations in the permafrost regions along the QinghaiTibet DC Transmission Line from Qinghai Province to Tibetan Autonomous Region[J]. Journal of Glaciology and Geocryology，2012，34（5）：1165-1172.

[9]周亞龍，王旭，蔣代軍，等.青藏鐵路接觸網(wǎng)異型樁基抗 凍拔模型試驗(yàn)研究[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，59： 1-8. ZHOUYL，WANG X，JIANG DJ，et al. Experimental of anti-frost jacking model of grotesque pile foundations of overhead contact system mast of Qinghai-Xizang Railway [J].Journal of Southwest Jiaotong University，2023，59： 1-8.

[10] LI G Y，YU Q H，MA W，et al.Freeze-thaw properties and long-term thermal stability of the unprotected tower foundation soils in permafrost regions along the QinghaiTibet Power Transmission Line[J]. Cold Regions Science and Technology，2016，121：258-274.

[11]ANDERSLAND B. Frozen ground engineering [M].New York City：John Wileyamp;Sons，Inc.，2003.

[12]蔣代軍，王旭，劉德仁，等.青藏鐵路多年凍土地基輸 電塔熱棒樁基穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué) 報(bào)，2014，33（S2）：4258-4263. JIANG D J，WANG X，LIU D R，et al. Experimental study of stability of piled foundation with thermosyphons of power transmission tower along Qinghai-Tibet Railway in permafrost regions[Jl. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2014，33（S2）：4258-4263.

[13]穆彥虎，馬巍，牛富俊，等．多年凍土區(qū)道路工程病害 類型及特征研究[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2014，34（3）： 259-267. MUYH，MA W，NIU FJ，et al. Study on geotechnical hazards to roadway engineering in permafrost regions[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering，2014，34（3） ：259-267.

[14]陳敦，李國玉，牛富俊，等.喜馬拉雅山區(qū)公路橋涵病 害類型及特征研究[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2023，43 （1） ：18-31，59. CHEN D，LIG Y，NIUFJ，et al. Damage types and characteristics of highway bridges and culvertsin the Himalayas of China[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering，2023，43（1） ：18-31，59.

[15]HEPF，NIUFJ，HUANGYH，etal.Distresscharacteristicsin embankment-bridge transition section of the Qinghai-Tibet Railway in permafrost regions[Jl. International Journal of Disaster Risk Science，2023，14： 680-696.

[16]CHAI MT，MUYH，LIGY，et al. Relationship between ponding and topographic factors along the China-Russia Crude Oil Pipeline in permafrost regions [J]. Sciences in Cold and Arid Regions，2019，11（6） ：419-427.

[17] LIEW M， XIAO M，F(xiàn)ARQUHARSONL， et al. Understanding effects of permafrost degradation and coastal erosion on civil infrastructure in Arctic coastal villages：a community survey and knowledge co-production[J]. Journal of Marine Science and Engineering，2O22，10 （3）：422.

[18]唐華，徐琳，格桑平措，等．藏西北革吉縣雄巴鄉(xiāng)場(chǎng)鎮(zhèn) 凍土災(zāi)害特征及防治措施[J].中國地質(zhì)調(diào)查，2022，9 （2）：100-109. TANG H，XV L，GESANG P C，et al. Characteristics and prevention measures of permafrost disasters in Xiongba town of Geji County in northwestern Tibet[J].Geological Survey of China，2022，9（2）：100-109.

[19]劉萬福，曹陽，叢日立，等.我國高緯度多年凍土區(qū)電 力桿塔常見凍害問題分析及治理措施[J].低溫建筑技 術(shù)，2018，40（10）：119-124. LIU WF，CAO Y，CONG RL，et al. Study on the frost damage and its controlmeasures of the electric power tower foundation in high latitude permafrost regions in China[J].Low Temperature Architecture Technology， 2018，40（10）：119-124.

[20]HER X，JIN HJ，LUO D L，et al. Changes in the permafrost environment under dual impacts of climate change and human activities in the Hola Basin，northern Da Xing' anling Mountains，Northeast China[J].Land Degradation amp;Development，2022，33（8）：1219-1234.

[21] YOU Y H，YU Q H，GUO L，et al. In-situ monitoring the thermal regime of foundationbackfill of apower transmission line tower in permafrost regions on the Qinghai-Tibet Plateau[J].Applied Thermal Engineering，2016，98： 271-279.

[22]姜和平，劉兆瑞.凍土地區(qū) ± 5 0 0 k V 直流輸電線路地基 與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2006，24（4）：1-4. JIANG H P，LIU Z R. ± 5 0 0k V direct current transmis[J].Inner Mongolia Electric Power，2006，24（4） ：1-4.

[23] JIN H J，HAO JQ，CHANG XL，et al. Zonation and assessment of frozen-ground conditions for engineering geology along the China-Russa crude oil pipeline route from Mo'he to Daqing，Northeastern China[J]. Cold Regions Science and Technology，2010，64（3） ：213-225.

[24] WANG F，LIG Y，MAW，et al.Permafrost warming along theMo'he-Jiagedaqi section of the China-Russiacrude oil pipeline[J]. Journal of Mountain Science，2019，16 （2）：285-295.

[25]魏智，金會(huì)軍，張建明，等.氣候變化條件下東北地區(qū) 多年凍土變化預(yù)測(cè)[J].中國科學(xué)：地球科學(xué)，2011，41 （1）：74-84. WEI Z，JIN H J，ZHANG JM，et al. Prediction of permafrost changes in Northeastern China under a changing climate[Jl.ScientiaSinica（Terrae），2011，41（1）：74-84.

[26]王國尚，俞祁浩，郭磊，等.多年凍土區(qū)輸電線路凍融 災(zāi)害防控研究[J].冰川凍土，2014，36（1）：137-143. WANG G S，YUQ H，GUO L，et al.Prevention and control of freezing and thawing disasters in electric transmission lines constructed in permafrost regions[Jl. Journal of Glaciologyand Geocryology，2014，36（1）：137-143.

[27]母梅，牟翠翠，劉和斌，等．北半球熱融湖塘分布及其 甲烷排放潛力[J].冰川凍土，2023，45（2）：535-547. MU M，MU C C，LIU H B，et al. Spatial distribution and methane emission potentiality from thermokarst lakes in the Northern Hemisphere [J]. Journal of Glaciology and Geocryology，2023，45（2）：535-547.

[28] GUO L，YUQH，YOU Y H，et al.Evaluation on the influencesof lakeson the thermal regimes of nearby tower foundations along the Qinghai-Tibet Power Transmission Line[J]．Applied Thermal Engineering，2016，102： 829-840.

[29]王衛(wèi)東，崔強(qiáng)，韓楊春，等．高寒地區(qū)輸電線路錐管板 條裝配式基礎(chǔ)抗凍拔性能試驗(yàn)研究[J].防災(zāi)減災(zāi)工程 學(xué)報(bào)，2022，42（3）：542-552. WANG WD，CUIQ，HANYC，et al. Experimental investigation on frost resistance of assembled foundation with cone tube and slab of transmission line in alpine region area[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering，2022，42（3）：542-552.