输电线路铁塔倾斜原因分析及纠偏施工方法

输电线路铁塔倾斜原因分析及纠偏施工方法
侯虎伟
（广东电网公司佛山供电局，广东佛山 528000）
摘要随着输电线路的运行环境日趋恶劣，
铁塔倾斜的状况时有发生，本文通过对运行中的
110 kV竹联线铁塔倾斜现象进行分析, 提出了
铁塔发生倾斜的主要原因, 并在此基础上阐述
了如何采取措施纠正倾斜以及施工方法。

关键词铁塔倾斜原因分析纠偏施工
1 铁塔倾斜概况
近两年来，随着佛山地区经济的高速发展，
城市转型进程日益加快，很多乡镇工业区成为厂
房的外迁地，荒地开发日益突出，这样使得佛山
很多区域多条位于乡镇开发区的输电线路出现
基础位移、铁塔倾斜等情况，严峻影响线路安全
运行。

而输电线路铁塔基础的牢固、稳定是输电
线路安全运行的基本保障。

地处佛山市南海区西樵镇的110kV竹联线
铁塔的地形早期为水稻田, 随着政府开发，厂房
兴建，铁塔周围地形都发生巨大变化。

在2011
年6月份, 班组人员发现运行中的110kV竹联线
#26塔发生倾斜，严重威胁线路的安全运行。

铁
塔倾斜状况见图1-1。

图1-1铁塔倾斜情况
2 数据分析
110kV竹联线投产于2005年7月, 全线长度13.256km，与110kV竹民线同塔架设，基础大部分采用大开挖阶梯型基础,#26塔地脚螺栓规格Φ36，基础地质为淤泥土，允许承载力[p]72kN/ m2、摩阻力τp18kN/ m2 、计算容重16 kN/ m3。

Z19型基础埋深1.8米，底板宽3.5米，混凝土11.21m3 。

其内角侧基础其内角侧基础最大压力设计值F为582kN、水平力72KN。

线路运行人员利用经纬仪仪器对110kV竹
联线#26 铁塔进行精确测量, 具体的测量结果
如下：110 kV竹联线# 26 塔面向大号方面倾斜
距离310 mm，#26塔型为ZGu3-20.5 型直线塔。

如图2-1所示为倾斜计算示意图：
图1-1铁塔倾斜导致悬垂
绝缘子发生一定程度的
倾斜
2.1 规程要求
根据《输电线路运行规程》得知：正常杆塔倾斜最大允许值如下表所示(见表2—1)
表2—1 正常杆塔倾斜最大允许值
2.2 倾斜度计算
查《输电线路测量规程》得知：杆塔倾斜度计算公式为： G= E/H ×100％ 式中 G ——倾斜度，％；
E ——倾斜后偏移距离，mm ； H ——对应的高度，mm 。

由于110kV 竹联线#26塔，通过经纬仪测量得出铁塔向大号测偏移距离为：310 mm 。

通过线路杆塔明细表查知：110kV 竹联线#26塔全高为27.5m,由测量时候对应高度25.5m 计算得出该塔倾斜度为 1.215%，已经超过运行规程要求，对线路运行构成一定的威胁。

3 杆塔倾斜原因分析
3.1地质情况分析
根据铁塔倾斜的情况, 我们对该线路#26塔段设计时候的地质进行了查看, 情况如下:
( 1) 素填土: 灰黑色, 粘性较弱(土层 0
至-2.3 m) 。

( 2) 漩泥质粘土: 灰黑色, 主要由粘粒和少量有机质组成, 稍湿, 稍密(土层 -2.3m 至-10.8 m) 。

( 3) 粉质粘土: 灰黄色、灰白色, 含少量
粉细砂
, 粘性较强, 可塑(土层 -10.8m 至-17.7m) 。

( 4) 砾砂: 由粗砂、砂砾组成, 含少量泡质, 饱和、稍密(土层 -17.7m 至-19.6 m)
说明该地质的土质极不均匀, 塑性变化极大, 粘性强、软塑, 局部流塑, 承载力较低, 稳定性差, 属高压缩性土，特别容易受外力破坏影
响而下沉。

3.2倾斜原因分析
针对110kV 竹联线#26塔发生倾斜进行分析，得出造成铁塔倾斜的主要原因有以下几点：
（1）早期由于110kV 竹联线#26塔处于河床及鱼塘复杂的地理位置处，随着鱼塘以及河涌改造的开挖、填土,各种重型机械长期施工附近，铁塔基础受到一边开挖另一边填土的不均匀受力,加上该地段的土质及其不均匀，基础下部的泥土极容易发生局部流塑，在长时间的运行情况下，难免会导致铁塔基础受力不均匀、从而导致铁塔发生倾斜。

（2）线路周围运行环境的影响，铁塔周围的厂房日趋增多，厂房建设中的振动取土以及淤泥的堆积，使铁塔不得不承受着急剧变化的外来荷载, 大量泥土挤压淤泥变位移动, 使基础产生不同程度的位移和下沉, 最终导致铁塔发生倾斜。

4 倾斜纠偏施工
通过检查分析，110kV 竹联线#26塔5316kg ，倾斜是因为开挖型式的下压腿基础下沉造成。

首先要用微型钢管灌注桩补强下压腿基础，提高基础的承载力，基础补强后再将铁塔调整至设计预
#26塔
联新站
图2-2 铁塔倾斜示意图
偏状态，满足运行要求。

4.1承载力计算 4.1.1基础承载力计算
按照《送电线路基础设计技术规定（DL5219-2005）》:
P max ＝A G F G γ+＋Y X
W M ＋X Y W M
P max －基础地面边缘最大压力设计值，kPa ； F －上部结构传至基础顶面的竖向压力设计值，kN ；
G －基础自重和基础上的土重，kN ； A －基础底面面积，m 2
；
γG －永久荷载分项系数，对基础有利时取
1.0，不利时取1.2；
M X 、M Y －作用于基础地面的X 和Y 方向的力矩设计值，kN·m；
W X 、W Y －基础底面绕X 轴和Y 轴的抵抗矩m 3。

在P max ≤[p]的情况下，计算基础能承受的上部竖向压力F'为140kN 。

F - F'＝ 442 kN
即在未补强的情况下，基础下压抵抗力有442kN 的缺口。

4.1.2 微型钢管灌注桩承载力验算
因为微型钢管灌注桩不同于普通桩径的灌注桩，按单桩计算微型钢管灌注桩的垂直承载力。

根据SDGJ62-84技术规定：
[F Va ]＝Uhτp /K 1 （式2） (注：由于桩径小，式1忽略了桩端的承载力)
式中：
U―桩身截面周长，m ； h―桩入土深度，m ；
τp ―桩周土单位面积的加权平均极限摩阻力，kN/ m 2。

K 1―基础稳定设计安全系数，对耐张塔取2.5。

4条25米深直径200mm 微型钢管灌注桩的总垂直承载力为452kN ，新浇筑承台混凝土3m 3。

补强微型钢管灌注桩满足基础承载力要求。

4.2微型钢管灌注桩补强基础施工 4.2.1开挖
开挖下沉基础，至露出阶梯型基础最底层阶梯的平面。

4.2.2开孔
用开孔机在基础四边底层阶梯平面的中间垂直开钻φ250mm 左右的孔，孔贯穿底层阶梯。

4.2.3钻孔
从孔中开钻成型φ200mm 的孔至需要的深度，适当清孔。

4.2.4微型钢管安装
将φ130×4mm 的钢管逐条焊接放入孔中，钢管焊口预留水泥浆外溢孔。

钢管安装在孔的正中间。

4.2.5桩身灌注
用φ50mm 的钢管作为水泥浆灌注管，水泥浆从孔底开始灌注至孔中泥浆完全排出。

水泥浆浓度为每立方米水泥浆不少于400公斤325R 水泥。

水泥浆灌满后，再将0.5～1.0mm 的碎石倒入
孔中，倒碎石的过程中用水泥浆灌注管振捣，直至孔填满。

4.2.6承台浇注
桩身灌注完成后，如图4-1所示，
图4-1 微型钢管灌注桩施工示意图
安装承台钢筋、将承台浇注面打毛后浇注承台。

承台混凝土标号C25。

4.2.7基础回填
浇注承台24小时后将基础开挖部分回填。

4.3纠偏施工
4.3.1 施工前准备
微型钢管灌注桩施工完成28天后可进行铁塔纠偏施工。

由于110kV竹联线#26塔倾斜度不是太大，现场核算和度量基础地脚螺栓，铁塔下沉的高差只有41mm，基础螺栓有足够的长度提升铁塔。

因此这里不需要加工额外的套筒加长地脚螺栓，另外准备足够垫片，用以填塞提升高度。

4.3.2 施工步骤
在线路停电后，首先要在该铁塔约塔高三分之二处的塔身主材上，向四个方向各打一条带6吨以上链条葫芦的临时拉线，其中铁塔倾斜反方向的临时拉线要适度收紧，临时拉线与地面的夹角要小于45度，以免防止在施工过程中#26铁塔受力不均匀而倾倒。

其次，要将该塔上导地线的悬垂线夹，更换成相对应的导地线放线滑轮，然后拆除需提升塔脚的地脚螺母，放松其余塔脚的地脚螺母。

将足够能承受塔重和架空导地线重量安全系数的起重吊车，在下沉的塔脚处就位，然后缓慢起吊。

在起吊塔脚的过程中，适当调整临时拉线，将两台经纬仪分别布置在铁塔的正面和侧面，一定要垂直于铁塔的正面和侧面，观察调整中的铁塔的中心线是否达到设计要求内，同时在提升塔脚下加塞垫片。

当铁塔达到设计预偏状态后塞紧垫片，度量塔脚根开。

然后使吊车吊钩不受力但不脱离铁塔，用两把经纬仪复测铁塔时候达到设计预偏状态，如未到达要求重复起吊继续加减垫片，直到铁塔达到设计预偏状态，并紧固地脚螺栓。

之后观察铁塔以及塔材是否发生扭曲和变型，如无其他变化恢复导、地线挂线，重新浇注保护帽，纠偏施工完成。

5 结束语
微型钢管灌注桩补强下压腿基础，提高基础的承载力的方法不用迁移铁塔和改变线路线行，施工简单实用。

针对日后的线路运行工作，我们应该防患于未然，从以下三方面着手：（1）在线路审图的过程中一定要考察一下该设计线路基础的地形是否合理。

（2）在新建线路验收的过程中严格把关，把倾斜度严格控制在远远小于规程要求的范围内。

（3）在运行过程中加强各种外在因素的控制，避免外来长期对铁塔造成倾斜威胁的可能。

参考文献
[1]孟遂民.架空输电线路设计. 北京：中国电力出版社.2007
[2]张殿生等.电力工程高压送电线路设计手册（第二版）. 北京：中国电力出版社，2005 [3]李光辉等架空输电线路施工. 武汉：湖北科学技术出版社.2004
作者简介
侯虎伟1986-，男，学士，助工，从事输电线路运行维护工作
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