根据青海省冻土的特点,首次提出输电线路铁塔基础在冻土地区采用钢管混凝土基础的可行性。从理论上分析了其抗冻的受力机理,体现了其技术先进适用、经济合理、资源节约、环境友好的特点。
我国高纬度多年冻土区主要为岛状多年冻土,主要分布在我国东北的大小兴安岭地区,其中根河作为中国冷极,具有明显的代表特性。通过对根河区内几条主要电力线路的调研发现,电力杆塔基础存在冻拔、融沉、倾斜以及冻裂等严重的冻害问题。针对以上问题进行分析,结果表明,其冻害产生的关键是由高含水率、高有机质含量粉黏土、泥炭土和腐殖质土在较大变温模式和水分补给下的复杂冻融特性与杆塔发生相互作用所导致。并针对冻害问题提出合理的冻害防治措施,对解决以根河为代表的我国高纬度多年冻土区电力杆塔基础冻害问题具有重要的意义。
选取东北多年冻土区锥柱式电力杆塔基础为研究对象,基于含相变的热传导理论,采用有限元方法对-1.8℃、-3.5℃和-6.1℃三种年平均气温下不采取保护措施和采取PUR保温板措施的塔基温度场、基底温度变化以及基底的融化层厚度进行了数值分析.结果表明,东北多年冻土区电力杆塔基础修筑过程中,由于施工以及混凝土杆塔良好的导热作用,会对地基土体的温度场产生较大的扰动.施工完成后短时间内杆塔基础底部温度会快速升高,导致地基土体发生融化,严重威胁电力杆塔的热稳定性.在基础旁边设置PUR保温板能明显减弱塔基底部多年冻土温度的上升,有效控制塔基底部的融化范围,对塔基热稳定性具有明显的提升作用.
由于青藏高原多年冻土恶劣的工程地质条件,给青藏直流联网工程建设和运营带来了巨大的技术和经济难题。对工程沿线不同冻土类型、不同杆塔基础型式以及有无热棒处理措施的8个地段、10个基塔进行了地温和变形监测,并基于监测结果,分析了冻土地区杆塔基础地温和变形的变化规律和影响因素,预测了其在全球气候变暖条件下的长期稳定性,为冻土区杆塔基础的设计和稳定性研究提供基础数据。
介绍了冻土地基低温混凝土冻融循环的机理,主要对改善混凝土抗冻性能的技术措施以及冻土地基挖孔类基础低温混凝土的施工技术进行了阐述,为今后我国冻土地区超(特)高压输电线路工程建设提供参考。
根据季节性冻土地区地质情况,结合我国规范的要求,在季节性冻土地区需要根据冻土地区基础设计原则进行输电线路杆塔基础设计,验算输电杆塔基础极限抗冻拔稳定。另外某些输电杆塔基础需要采取技术措施,包括采用回填非冻胀性材料、坡形基础或桩基础等使冻土地区输电线路杆塔基础设计更符合地理、地质情况。
针对送电线路杆塔在高寒地区发生因地基土冻胀基础失稳造成的倒杆及倒塔的问题，研究探讨了冻土地基对杆塔基础稳定的影响原因、影响程度及防冻胀措施，为在架空输电线路杆塔地基与基础设计中消除或减少地基土冻胀危害，提供了具有实用价值的地基冻胀力的分析、计算方法和防冻胀的措施。
随着青藏铁路 (格拉段 )工程的开工建设 ,工程的施工电源及未来铁路沿线的配套供电系统急需解决 ,然而高压输电线路必须穿越青藏高原高海拔多年冻土地区。文章就冻土对输电线路杆塔基础的影响进行了分析和研究 ,并提出了相应的处理措施