0.引言

 

　　我国国家电力公司提出加强城乡电网建设和改造，建设西电东送的北、中、南3条大通道，因此非常有必要加强架空输电线路地基基础工程的研究，成立专门的输电线路地基基础工程实验室，针对输电线路杆塔基础的共性、前沿和关键的科学问题，探索输电线路杆塔基础的机理和规律，形成我国系统完整的“送电线路基础设计和计算”的理论体系。研究开发出安全、经济、实用的科技成果为工程建设服务，彻底改变送电线路基础设计中保守落后的现状，开创我国21世纪送电线路基础工程“技术先进、设计安全合理”的全新局面。

 

　　1.输电线路设计方面的问题

 

　　近一段时间以来，国外电网事故频繁，造成多次大面积停电事故，影响了人民的生产生活和的稳定。我国不少省份有时也出现了限电、停电现象，虽然造成事故的原因是多方面的，但其中存在部分人为因素，如破坏、盗窃输电线路设施，线下违章建房、种植林木等违法现象，严重地影响了输电线路的安全运行。线路故障有设计的因素，更多的是自然界的因素。

 

　　1.1由于输电线路地基基础工程问题的特殊性和复杂性，目前《送电线路基础设计技术规定》还没有采用概率极限状态设计原则，仍然采用总安全系数法，而不是分项系数设计法。国内外很多专家、学者都在致力于地基基础工程可靠度的研究。地基基础工程问题与结构工程问题实行同步的可靠度设计是国际趋势。输电线路地基基础工程如果继续在以后较长时间内沿用传统安全系数设计法的定值设计方法，显然是不合适的。如何尽快改变这种现状是一个紧迫且具有现实意义的问题。

 

　　1.2由风荷载引起的输电线路杆塔的破坏常给经济建设和人民生活带来非常严重的影响，而且需要花费大量的资金和时间修复。据统计，在各类杆塔倒塌、导线断股等严重事故中，由风引起的约占30%。动力风荷载需要通过理论和试验的方法，根据风特性、结构自振特性以及风和结构地基基础的相互作用等多方面的参数才能确定，因此，动力风效应分析的正确性和精度将关系到送电线路杆塔及基础设计的合理和安全。研究风与杆塔结构体系的相互作用，并且在输电线路设计中采取恰当的抗风措施，对保障线路结构体系的安全有非常重要的意义。

 

　　1.3在软土质地区，由于其杆塔基础设计不仅要满足一般杆塔基础设计要求，还应满足塔基沉降量、倾斜度等要求，因此软土质地区杆塔基础设计有其特殊性。在软弱地基中使用灌注桩，造价很高，质量不易控制；在软弱地基中如果使用大板式基础，基础的尺寸约为7×8m，成本较高，土的开方量大，施工复杂，钢筋用量在7、8t。且大板式基础有时在铁塔安装前，基础已经发生了不均匀沉降。

 

　　2.勘测方面的问题

 

　　路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。为了做到既合理的缩短路径长度、降低线路又保证线路安全可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返3～5趟才能确定出最佳方案，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性（如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等），个别特殊地段更要反复测量比较，使杆塔位置尽量避开交通困难地区，为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。

 

　　3.工程施工方面的问题

 

　　在山区施工，现有的施工机具难以进入场地进行施工，钢筋、混凝土的运输和基础的开挖等较为困难。在软土地基施工，水网密布，各种施工机具难以进入场地，各种基础形式的施工比较困难。因此，需要研制轻巧、高效的施工机具以解决施工方面存在的问题。总之，根据我国现有的技术规范，上部铁塔部分的设计和国外相比，较为合理和成熟，但根据现有的《送电线路基础设计技术规定》进行基础设计过于保守，设计理论一直延用前苏联规范，基础的尺寸要比国外同等级别的基础大，基础的安全系数过高，基础砼及钢筋用量过大，基础的施工工程量占总体工程量的比重较大，约为20%，其中，仅土石方的开挖费用就为2500-3000元/m3，钢筋、混凝土的运输费用也较高。基础的施工费用约为工程造价的15-25%，基础施工等各方面的费用比国外要高出很多，工期较长，在国外投标中，和国外设计的基础相比，处于不利的地位。

 

　　在工程选线阶段，设计人员要根据每项工程的实际情况，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研，进行多路径方案比选，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少，地形条件较好的方案。

 

　　4.存在问题的原因分析

 

　　我国架空输电线路地基基础工程存在上述问题的原因为：

 

　　4.1一般输电线路所经地区的地形、地质条件差异较大，设计和施工要考虑的边界条件较多，加之科研条件和研究经费的制约，在输电线路杆塔基础方面的科研工作较薄弱，科研成果较少，技术储备不足。

 

　　4.2对地基基础问题国内外专家和学者已做了大量的研究工作，取得了许多有价值的成果，但大多数都把注意力集中在某些结构（如建筑物、桥梁等）的基础上，这些研究成果由于下列原因而限制了它们在电力线路上使用：①抗拔荷载经常是各种输电线路杆塔基础设计的控制条件，而对建筑物和桥梁来说上拔力却是次要的。②输电线路杆塔基础所在的土质勘测，无论在精确性还是在详细程度上，都无法与建筑物和桥梁相比。③一条线路上可能使用许多基本相同的杆塔，但它们的基础则因土质不同而不同。④线路杆塔常位于无人居住之处，而且除了施工、检修和维护外并不危及人们的生命安全。

 

　　这些不同导致电力工业的杆塔基础有其独特的分析、设计方法，这些内容在一般的基础书籍中是难以找到的，例如：一般的基础工程教科书对基础上拔问题仅附带提一下，对钢框结构的基础很少涉及。这样就导致在输电线路基础方面受过专门训练的国内人才偏少，专门从事输电线路杆塔基础设计的高级研究人员则更少。

 

　　4.3国内电力行业对杆塔基础也做了一些研究工作，但还没有建立专门的基础工程实验室，对不同特性地基、不同型式基础展开系统的试验研究。目前，世界上电力工业发达国家，非常重视杆塔基础的研究，尤其是美国、加拿大等国，除了理论分析计算外，还建立了专门的岩土工程实验室，对不同特性地基、不同型式基础进行了系统的试验研究，有效保证了线路的安全运行，同时降低了线路基础造价。美国、加拿大等国可以针对输电线路所经地区的地质状况，提出合理的基础型式。

 

　　5.小结

 

　　要加强架空输电线路地基基础工程的研究，成立专门的输电线路地基基础工程实验室，针对输电线路杆塔基础的共性、前沿和关键的科学问题，探索输电线路杆塔基础的机理和规律，从而形成我国系统完整的“送电线路基础设计和计算”的理论体系。

 

　　参考文献：

 

　　[1]胡毅.影响送电网安全运行的有关问题及对策[J].高电压技术.2005.

 

　　[2]武利会、张鸣、朱文滔.低气压覆冰条件下绝缘子的直流闪络特性[J].高电压技术.2006.

 

　　[3]郭秀慧、李志强、钱冠军.输电线路绕击防护的新措施[J].高电压技术.2005.