《沿海地区输电线路铁塔基础结构安全性评估与加强技术研究现状及发展方向》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

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沿海地区输电线路铁塔基础结构安全性评估与加强技术研究现状及发展方向

范文

吴林

摘要：沿海地区输电线路铁塔基础的安全直接影响到输电线路的正常运行。目前的混凝土缺陷检测技术、基础结构安全性评价方法和基础防护加强技术在运用到沿海地区输电线路铁塔基础时存在明显局限。坚强电网的有效保障，有待于输电线路铁塔基础结构安全性评估与加强一体化平台开发和实现。

Abstract： The safety of the tower foundation of power transmission line in coastal regions plays an important role in the normal operation of the power transmission line. There are some disadvantages when applying the existing concrete defect detection techniques， foundation safety assessment methods and foundation protection and reinforcement techniques to the tower foundation of power transmission line in coastal regions. To ensure the normal operation of power grid， the safety assessment and reinforcement integrated platform is expected to be developed for the tower foundation of power transmission line in coastal regions.

关键词：沿海地区;铁塔基础;安全性评价;加强

Key words： coastal regions;tower foundation;safety assessment;reinforcement

中图分类号：TM753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2019）33-0045-02

0? 引言

沿海地区输电线路铁塔基础结构所处的地质环境和气候条件相对复杂[1]，其安全性受到自身混凝土的开裂、腐蚀和塔基所在区域地质灾害等多因素的威胁，直接关系到上方输电塔乃至整条输电线路的安全。借助可靠的混凝土缺陷检测技术和易操作的检测装置，对铁塔基础混凝土的缺陷进行检测，然后根据检测数据和塔基附近地质灾害情况对基础的安全性做出科学评价，掌握基础的健康状态，进一步的对处于亚健康状态的基础进行加强保护，对于保障电网系统的正常运行具有重要意义。

1? 沿海地區铁塔基础结构混凝土缺陷检测研究现状

沿海地区铁塔基础结构的混凝土缺陷主要包含物理化学作用下结构产生的裂缝和氯盐环境下混凝土的腐蚀[2]。输电线路铁塔基础缺陷常用的检测方法主要有钻芯取样检测和埋管检测。取芯试验需要对每待测铁塔基础取四个试样，而输电线路分布在荒郊野外，点多、线长、面广，该方法耗费很大的人力物力。埋管检测方法在埋管阶段受混凝土振捣影响，易发生倾斜、变形，后期易被堵塞，影响检测工作的实施。电磁波法、超声波法和冲击回波法等新型混凝土结构无损裂缝检测方法近年来已经取得较大进展[3]，但不同检测方法的测试精度和作业要求存在很大区别。电化学方法是最适宜检测钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀情况的非破损检测方法，其中半电池电位法、混凝土电阻率检测法、直流线性极化电阻法以及交流阻抗法等方法已在其他行业工程有所应有[4]。针对沿海地区复杂环境条件下铁塔基础这一特定工程对象，这些混凝土缺陷检测技术的测试精度和适应能力有待明确。

2? 沿海地区铁塔基础结构安全性评估研究现状

沿海地区铁塔基础结构的安全性一方面直接与基础结构混凝土的自身缺陷发展程度相关，另一方面还受到铁塔所处区域的地质环境条件和气候条件的影响。目前国内外对铁塔基础结构安全性的评估一般考虑自身缺陷为主，根据检测获取的基础结构混凝土裂缝开展情况和腐蚀发展程度对基础混凝土的质量进行评价，进而评估其有效承受上方结构传递荷载的能力来确定结构的安全性。针对滑坡、塌方等常见地质灾害对输电铁塔基础安全性造成的影响研究较少[5]，对基础自身内部缺陷和潜在地质灾害双重影响下沿海地区铁塔基础结构安全性的评价尚缺乏综合性的评价体系。

3? 沿海地区铁塔基础结构加强技术研究现状

对处于亚健康状态的铁塔基础结构，采用有效的工程方法对其进行加固，是一种经济成本较低的保障电网系统正常运行的手段。目前国内外其它行业对于混凝土结构进行加固的研究工作开展较多，钢纤维、环氧树脂等新材料被大量的引入，增大截面法、置换混凝土法、外加预应力法等新方法也取得了广泛的运用[6]。沿海地区铁塔基础结构的加强，一方面需要针对基础内部混凝土缺陷进行补强，另一方面需要对由于基础所在区域小型地质灾害引发的基础偏移进行纠偏。如何在不影响上方电网正常运行情形下进行基础结构混凝土的加强，现有加固方法的施工工艺和手段尚需进一步优化。

4? 沿海地区输电线路铁塔基础结构安全性评估与加强技术的发展方向

基于上述分析，可见对于沿海地区复杂环境条件下铁塔基础这一特定工程对象，现有的混凝土缺陷检测技术的适用性尚不明确，铁塔基础安全性评价体系尚未能考虑多重因子的影响，上方带电作业条件下的铁塔基础结构的基础防护和加强技术有待研究。

①新型输电线路铁塔基础结构缺陷检测技术与装备的研发。对目前已有的各种混凝土无损裂缝检测方法和腐蚀诊断技术的测试精度和作业要求进行分析，根据沿海地区输电铁塔基础的工程特征，对不同检测方法进行适用性评价，通过比选确定测试原理较为可靠、测试精度满足要求的缺陷检测技术方案。在技术方案确定的基础上，进行测试硬件和软件的开发，进行装备轻量化和集成研究，研发便于工程技术人员携带和操作简便直观的检测装置。

②沿海地区输电线路铁塔基础结构安全性综合评价体系的建立。针对易对输电铁塔基础造成危害的滑坡、塌方等常见地质灾害，通过现场调查和数值模拟等手段，研究基础在地质灾害作用下的变形特性，分析基础变形对输电铁塔整体稳定性的影响，以输电线路正常运行为原则建立基础变形的允许阈值，引入GPS、干涉雷达等监测技术实现基础变形的监测预警确保安全。输电线路铁塔基础安全性受到基础自身内部缺陷和潜在地质灾害的双重影响：针对裂缝和腐蚀等内部缺陷，研究其形成机理和随时间推移的发展趋势，分析其对基础承载力的影响;针对潜在的地质灾害作用，以其可能造成的基础变形失位为标准进行风险评价。采用单因子、多因子评价法等手段分析这些因素对基础安全性的影响，建立铁塔基础的安全性评价体系。

③沿海地区输电铁塔基础防护加强关键技术研究。研究针对输电线路铁塔基础的防护加强技术，对易发生缺陷和变形的基础提早进行防护，减少其进一步恶化的可能，降低后期维护成本。对已发生缺陷和变形，并且安全性评价结果为不健康的基础采取有效的加固措施，补强缺陷纠正变形，及时消除安全隐患。基础内部缺陷补强采用钻孔压力灌浆技术，研究适用于铁塔基础并满足线路正常运行条件的微创钻孔技术，同时研究补强用砂浆材料和灌浆技术。基础整体纠偏方面研究纠偏抬升力学计算模型，研究适用于铁塔基础并满足线路正常运行条件的纠偏位移控制技术和纠偏期间结构安全保障技术。

④沿海地区输电线路铁塔基础结构安全性评估与加强一体化平台研发。在前面三项研究成果的基础之上，进行沿海地区输电线路铁塔基础结构安全性评估与加强技术的集成平台研究，实现沿海地区输电线路铁塔基础结构“调查-评价-解决”的一体化。平台包括基础安全性评价试验平台，基础安全性评价综合体系和基础防护加强关键技术三大部分。基础安全性评价试验平台的开发包括基础混凝土裂缝无损检测装置和基础混凝土腐蚀无损诊断装置两部分，用于获取基础混凝土中的裂缝开展和腐蚀程度情况，为后续进行安全性评价提供数据支持。在获取基础混凝土中的裂缝和腐蚀情况之后，结合潜在地质灾害导致的基础变形，基础安全性评价综合体系可以实现对基础安全程度的科学评价，评价结果可供后续决策参考。如果基础安全性评价结果较差，及时采取基础防护加强措施进行处理，保障基础安全，延续基础寿命。其相互之间的关系如图1所示。

5? 结论

现有的基础结构缺陷诊断、安全性评估与加强技术在处理沿海地区输电线路铁塔基础这一特殊对象时存在明显不足。明确适应于沿海地区复杂环境条件下铁塔基础裂缝无损检测和腐蚀无损诊断技术并进行检测装备研发，基于混凝土内部缺陷状况和区域地质灾害的影响，建立输电铁塔基础安全性综合評价体系，根据安全性评价结论和基础发生的缺陷和变形采用适当的防护加强技术，对于保障沿海地区输电线路的正常运行无疑有着重要意义。沿海地区输电线路铁塔基础结构安全性评估与加强一体化平台的实现，可为坚强电网提供有力的技术支撑。

参考文献：

[1]张琰，刘华清，李志强，等.沿海地区输电线路混凝土基础耐久性现状研究[J].工业建筑，2015，45（增）：14-17.

[2]李国华，周亚宏.海洋环境下铁塔钢筋混凝土基础的腐蚀特性与防护[J].电力设计，2007，12（6）：62-64.

[3]刘建军，高强，石晓敏，等.基于冲击回波法的输电塔基础裂缝检测方法研究[J].南京工程学院学报（自然科学版），2015，13（2）：33-38.

[4]林恩亮.钢筋混凝土基础的腐蚀机理及防腐措施[J].福建建筑，2009，7：44-46.

[5]杨莉，罗学礼，王森.输电走廊滑坡泥石流灾害预警预报[J].云南电力技术，2013，41：75-76.

[6]郑拯宇.压电混凝土基础设施健康安全主动监测技术的基础研究[D].重庆大学，硕士学位论文，2003.

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