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采動(dòng)對(duì)輸電線塔安全影響分析及加固改造設(shè)計(jì)

文檔作者：孫凱華１，２文檔來源：１. 天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部２. 煤炭科學(xué)研究總院開采研究分院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月15日
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采動(dòng)對(duì)輸電線塔安全影響分析及加固改造設(shè)計(jì)
孫凱華１，２
（１. 天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部，北京１０００１３；２. 煤炭科學(xué)研究總院開采研究分院，北京１０００１３）
［摘 要］ 結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)地下煤層開采引起的地表移動(dòng)變形及相應(yīng)桿塔移動(dòng)變形進(jìn)行了計(jì)
算分析，并參照輸電線路相關(guān)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)桿塔的運(yùn)行安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)合分析評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)每基桿
塔制定了針對(duì)性的加固改造設(shè)計(jì)方案，并提出了具體的加固、糾傾及平移措施，保證了輸電線塔的安
全運(yùn)行。
［關(guān)鍵詞］ 采動(dòng)沉陷區(qū)；輸電線塔；變形和評(píng)價(jià)；加固改造
［中圖分類號(hào)］ＴＵ７４６. ４ ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］Ａ ［文章編號(hào)］１００６-６２２５ （２０１７）０５-００６４-０４
Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
Ｌｉｎｅ Ｔｏｗｅｒ ｕｎｄｅｒ Ｍｉｎｉｎｇ
ＳＵＮ Ｋａｉ-ｈｕａ１，２
（１. Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｔｉａｎｄｉ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ. ，Ｌｔｄ. ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ；
２. Ｍｉｎｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｔｏｗｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ
ｓｅａｍ ｍｉｎｉｎｇ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｔｏｗｅｒ
ｗｅｒｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，
ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｔｏｗｅｒ ｗａｓ ｅｎｓｕｒｅｄ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉｎｇ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅａ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｔｏｗｅｒ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ
［收稿日期］２０１７－０４－２１ ［ＤＯＩ］１０. １３５３２ ／ ｊ. ｃｎｋｉ. ｃｎ１１－３６７７ ／ ｔｄ. ２０１７. ０５. ０１６
［基金項(xiàng)目］ 國(guó)家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目（２０１６ＺＸ０５０４５－００７－００３）；天地科技技術(shù)創(chuàng)新基金（ＫＪ－２０１５－ＴＤＫＣ－０３）
［作者簡(jiǎn)介］ 孫凱華（１９８２－），男，河南長(zhǎng)葛人，碩士，副研究員，主要從事采動(dòng)區(qū)建（構(gòu)） 筑物設(shè)計(jì)及沉陷區(qū)環(huán)境治理等研究工作。
［引用格式］ 孫凱華. 采動(dòng)對(duì)輸電線塔安全影響分析及加固改造設(shè)計(jì)［Ｊ］． 煤礦開采，２０１７，２２ （５）：６４－６７，７０.
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)建（構(gòu)）筑物糾偏加固積累了
一定經(jīng)驗(yàn)［１－２］，對(duì)沉陷區(qū)的抗采動(dòng)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)
計(jì)也有較多的設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)［３－６］，但對(duì)于輸電線
路桿塔加固糾偏研究還很有限，加固糾偏技術(shù)應(yīng)用
的相關(guān)報(bào)道不多［７－８］，尤其是由于開采造成的采動(dòng)
影響區(qū)的輸電線路桿塔加固改造，相關(guān)的設(shè)計(jì)和研
究還比較少。由于輸電線路桿塔屬高聳結(jié)構(gòu)，桿塔
的材料、結(jié)構(gòu)、受力情況及基礎(chǔ)形式與普通建筑物
有很大的不同，要針對(duì)這些特點(diǎn)采取相應(yīng)的輸電線
路桿塔加固糾偏技術(shù)。
山西省作為我國(guó)的煤炭資源大省，地表多條高
壓輸電線路經(jīng)過礦區(qū)，其中位于臨汾的同富新煤業(yè)
有限公司的１０１０１ 和１０１０２ 工作面上方就有同富新
—金山３５ｋＶ 線路、東團(tuán)—光華１１０ｋＶ 線路經(jīng)過。
為了實(shí)現(xiàn)在“東團(tuán)—光華１１０ｋＶ 線路”２８ 號(hào)、２９
號(hào)、３０ 號(hào)桿塔安全運(yùn)行的前提下完成１０１０２ 工作
面全面回采，應(yīng)對(duì)“東團(tuán)—光華１１０ｋＶ 線路”２８
號(hào)、２９ 號(hào)、３０ 號(hào)桿塔受１０１０２ 工作面采動(dòng)影響進(jìn)
行分析，并制定相應(yīng)的桿塔加固改造設(shè)計(jì)方案。
１ 輸電桿塔受采動(dòng)影響分析及評(píng)價(jià)
１. １ 工作面開采及地表輸電桿塔概況
同富新煤業(yè)有限公司１０１０２ 工作面寬１６０ｍ，
長(zhǎng)９０６ｍ，煤層平均厚度約２. ７１ｍ，煤層傾角０ ～
１０°，工作面煤層頂?shù)装迩闆r見表１。
表１ 煤層頂?shù)装迩闆r
類型巖石名稱厚度／ ｍ 巖性特征
基本頂砂巖６. ２５ 粉砂巖、中粒砂巖
直接頂Ｋ２ 石灰?guī)r４. ９１
深灰色、質(zhì)地堅(jiān)硬、性脆，屬堅(jiān)
硬巖石， 巖體完整時(shí)構(gòu)成了
（堅(jiān)硬）極難冒落頂板，飽和抗
壓強(qiáng)度為４８. ５ ～５８. ８ＭＰａ
偽頂炭質(zhì)泥巖０. ３０ 較薄，隨采隨落，直接頂為灰
巖，不易垮落，易采用強(qiáng)行放頂
管理頂板
直接底
砂質(zhì)泥巖、
鋁質(zhì)泥巖１０. ２５ 黑色砂質(zhì)泥巖飽和抗壓強(qiáng)度２７. ６ＭＰａ
老底
粉砂巖、Ｋ１ 石英砂巖１７. ７５
東團(tuán)—光華１１０ｋＶ 線路有３ 基桿塔經(jīng)過１０１０２
工作面上方，分別為２８ 號(hào)桿、２９ 號(hào)塔和３０ 號(hào)塔，
６４
第２２ 卷第５ 期（總第１３８ 期）
２０１７ 年１０ 月
煤 礦 開 采
ＣＯＡＬ ＭＩＮＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ. ２２Ｎｏ. ５ （Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ. １３８）
Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１７
萬方數(shù)據(jù)
其中３０ 號(hào)塔位于１０１０２ 工作面開采邊界上方，２９
號(hào)塔、２８ 號(hào)桿位于１０１０２ 工作面中部上方。１０１０２
工作面開采順序?yàn)閺模常?號(hào)塔下方依次經(jīng)過２９ 號(hào)
塔、２８ 號(hào)桿。其中，３０ 號(hào)塔所在位置煤層埋深
１０３ｍ，２９ 號(hào)塔所在位置煤層埋深１３４ｍ，２８ 號(hào)桿
所在位置煤層埋深１２８ｍ。３ 基桿塔與工作面的相
對(duì)位置如圖１ 所示。
圖１ 輸電線路與工作面相對(duì)位置
１. ２ 開采引起地表移動(dòng)變形及對(duì)線塔的影響分析
利用概率積分法對(duì)１０１０２ 工作面開采引起的地
表移動(dòng)和變形進(jìn)行預(yù)計(jì)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，桿塔所在
地表在工作面推進(jìn)過程中所經(jīng)歷的移動(dòng)變形最大動(dòng)
態(tài)值和最終靜態(tài)值見表２。
表２ 桿塔所在地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)結(jié)果
桿塔
下沉／ ｍｍ
水平移動(dòng)／ ｍｍ
東西南北
動(dòng)態(tài)值／
最終值
傾斜／
（ｍｍ·ｍ－１ ）
東西南北
動(dòng)態(tài)值／
最終值
水平變形／
（ｍｍ·ｍ－１ ）
東西南北
動(dòng)態(tài)值／
最終值
２８ 號(hào)桿２２９４ ５４２ ／０ －９８ ３８. ２ ／０ －０. ２ ±１７. ４ ／０ －０. ４
２９ 號(hào)塔２２９２ ５５０ ／０ １１０ ３４. ７ ／０ ０. ８ ±１６. １ ／０ －１. ６
３０ 號(hào)塔１２１１ ２８２ ／０ ７３９ ２１. ６ ／０ ５２. ４ ±９. ２ ／０ ０. ９
高壓輸電線路通過建設(shè)在地表的桿塔支撐，地
表發(fā)生移動(dòng)變形過程中桿塔連同導(dǎo)線將隨地表產(chǎn)生
一系列移動(dòng)和變形。在此過程中，決定桿塔能否安
全運(yùn)行的關(guān)鍵因素為：地基變形引起的腿部變形穩(wěn)
定性和頭部位移導(dǎo)致的頭部受力狀態(tài)變化。地基水
平變形將引起桿塔基礎(chǔ)的移動(dòng)和變形，從而導(dǎo)致腿
部發(fā)生受力彎曲。頭部位移主要由地表水平移動(dòng)、
傾斜引起，頭部位移分順線路方向和垂直線路方向
兩種：其中順線路方向位移易導(dǎo)致頭部?jī)蓚?cè)導(dǎo)線荷
載失衡，導(dǎo)線對(duì)頭部產(chǎn)生反方向的水平荷載，對(duì)桿
塔體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不利，同時(shí)亦可導(dǎo)致絕緣子串順線
路方向偏斜角和偏移量過大；而垂直線路方向地表
位移引起的導(dǎo)線水平荷載和變形相對(duì)順線路方向較
小，只有量值較大時(shí)可導(dǎo)致頭部垂直荷載作用點(diǎn)偏
離基礎(chǔ)范圍以外，從而形成傾覆力矩，可能引起桿
塔傾覆。
１. ３ 采動(dòng)影響下桿塔運(yùn)行安全性評(píng)價(jià)
電力行業(yè)相關(guān)規(guī)程中對(duì)高壓輸電線路運(yùn)行過程
中主要設(shè)施的變形、偏差限值等提出了明確的標(biāo)
準(zhǔn)。國(guó)家能源局發(fā)布的《架空送電線路運(yùn)行規(guī)程》
（ＤＬ／ Ｔ ７４１－２０１０）及其他相關(guān)規(guī)程對(duì)線路運(yùn)行標(biāo)
準(zhǔn)有如下規(guī)定：
（１）桿塔傾斜、橫擔(dān)歪斜最大允許值見表３。
表３ 桿塔傾斜及歪斜允許值
類別鋼筋混凝土桿角鋼塔
桿塔傾斜度１. ５％ １. ０％ （５０ｍ 以下高度鐵塔） ０. ５％ （５０ｍ 及以上高度鐵塔）
橫擔(dān)歪斜度１. ０％ １. ０％
（２）桿塔結(jié)構(gòu)根開偏差不得超過０. ００４Ｂ （根
開）。
（３）一般情況下導(dǎo)線、地線弧垂允許偏差：
１１０ｋＶ 及以下線路為＋６. ０％ ，－２. ５％ ；２２０ｋＶ 及以
上線路為＋３. ０％ ，－２. ５％ 。
（４）直線桿塔絕緣子串順線路方向的偏斜角
不得大于７. ５°，且其最大偏移值不得大于３００ｍｍ，
絕緣橫擔(dān)端部偏移不得大于１００ｍｍ。
（５）鐵塔主材相鄰結(jié)點(diǎn)間彎曲度不得超過
０. ２％ 。
（６）順線路方向兩相鄰桿塔間的距離偏差不
得大于檔距１ ／３００。
（７）直線桿塔轉(zhuǎn)角度數(shù)不超過３°。
當(dāng)輸電線路主要設(shè)備在運(yùn)行過程中發(fā)生的變形
超過上述標(biāo)準(zhǔn)，則需要采取相應(yīng)的維護(hù)措施，以保
證線路運(yùn)行安全。
綜合桿塔所在地表及其自身可能發(fā)生的移動(dòng)變
形數(shù)據(jù)，對(duì)３ 基桿塔在１０１０２ 工作面回采過程中的
運(yùn)行安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體如下：
２８ 號(hào)桿主要受地表東西方向（近順線路方向）
的動(dòng)態(tài)傾斜變形和水平移動(dòng)影響，造成其順線路方
向傾斜度、絕緣子串偏移量、整體平移量遠(yuǎn)超出允
許值，主要影響時(shí)間為工作面推進(jìn)至桿塔前后約
５０ｍ 范圍內(nèi)。
２９ 號(hào)塔主要受地表東西方向（近順線路方向）
的動(dòng)態(tài)傾斜變形、水平移動(dòng)和水平變形影響，造成
其順線路方向傾斜度、根開偏差、絕緣子串偏移
量、整體平移量超出允許值，同時(shí)也要注意垂直線
路方向的傾斜度，主要影響時(shí)間為工作面推進(jìn)至桿
塔前后約５０ｍ 范圍內(nèi)。
３０ 號(hào)塔主要受地表南北方向（近垂直線路方
向）傾斜變形和水平移動(dòng)、東西方向（近順線路
６５
孫凱華等：采動(dòng)對(duì)輸電線塔安全影響分析及加固改造設(shè)計(jì)２０１７ 年第５ 期
萬方數(shù)據(jù)
方向） 的動(dòng)態(tài)傾斜變形和水平變形等因素影響，
造成其順線路和垂直線路方向的傾斜度、垂直線路
方向的平移和絕緣子串偏移量、順線路方向根開偏
差超出最大允許值，主要影響時(shí)間為工作面推進(jìn)至
桿塔前后約３０ｍ 范圍內(nèi)。
由于桿塔與地表同時(shí)發(fā)生下沉，因此地表沉陷
盆地范圍內(nèi)的線路對(duì)地距離應(yīng)能滿足運(yùn)行要求。
２ 桿塔加固改造設(shè)計(jì)
根據(jù)預(yù)計(jì)的地表移動(dòng)變形值和規(guī)程的要求，３
坐線塔基礎(chǔ)的主要治理措施為地基及基礎(chǔ)加固、桿
塔糾傾和整體平移。
２. １ 桿塔基礎(chǔ)加固改造整體方案
為了抵抗地表和地基的水平變形對(duì)鋼結(jié)構(gòu)鐵塔
基礎(chǔ)的影響，應(yīng)采取預(yù)加固的鐵塔基礎(chǔ)措施。綜合
地表變形預(yù)計(jì)值、工程造價(jià)、工期要求及施工條件
等因素，采用可調(diào)式聯(lián)體“井”字梁基礎(chǔ)改造加
固方案。
可調(diào)式聯(lián)體“井” 字梁基礎(chǔ)改造加固方案：
改造原相對(duì)獨(dú)立的基礎(chǔ)為整體基礎(chǔ)，從而提高基礎(chǔ)
的適應(yīng)水平變形和不均勻沉降的能力。使其基礎(chǔ)連
為整體或加強(qiáng)塔基之間相互聯(lián)接，以增加其穩(wěn)定
性，將桿塔原獨(dú)立基礎(chǔ)加固改造為可調(diào)整聯(lián)體
“井”字鋼梁基礎(chǔ)架構(gòu)基礎(chǔ)。采動(dòng)影響前先進(jìn)行以
上基礎(chǔ)加固措施；工作面推過線塔下方過程中，根
據(jù)塔實(shí)際發(fā)生的傾斜和移動(dòng)情況進(jìn)行糾傾和調(diào)整塔
體兩側(cè)線路馳度，糾傾方向主要為順線路方向。
２８ 號(hào)和２９ 號(hào)線塔主要以加固和糾傾為主，適
宜選取可調(diào)式聯(lián)體“井”字梁基礎(chǔ)改造加固方案。
３０ 號(hào)線塔在選擇可調(diào)式聯(lián)體“井”字梁基礎(chǔ)改造
加固方案的基礎(chǔ)上，若現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地表水平移動(dòng)較
大，超過規(guī)范允許值，影響線塔的安全運(yùn)行，再考
慮對(duì)線塔進(jìn)行平移。
２. ２ 桿塔基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)與施工工藝
根據(jù)以上方案，桿塔基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)與施工工藝
如下：線塔塔身為鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深１８００ｍｍ，基
礎(chǔ)為底板尺寸２０００ｍｍ 的臺(tái)階鋼筋混凝土基礎(chǔ)，根
開為３４００ｍｍ。對(duì)線塔采用可調(diào)式聯(lián)體“井”字梁
基礎(chǔ)改造加固技術(shù)，其具體施工工藝步驟如下［９］：
（１）線塔原基礎(chǔ)及支墩的改造：用風(fēng)鉆在支
墩東西兩側(cè)各打３ 排通孔，每排２ 個(gè)，穿入鋼筋，
將鋼筋與開眼鋼板焊接，其中鋼筋的直徑為
３０ｍｍ，鋼板厚度為１０ｍｍ，鋼板寬度與支墩等寬，
長(zhǎng)８００ｍｍ，鋼板緊貼支墩。其余兩側(cè)面（南北）
也用鋼板與支墩緊貼，棱緣與東西側(cè)面鋼板焊接。
（２８ 號(hào)、２９ 號(hào)線塔為此方向，３０ 號(hào)線塔的施工改
造方向相反，即東西和南北進(jìn)行對(duì)調(diào)）。
（２）“井”字鋼架的安裝：將型號(hào)為４５Ｂ 工字
鋼與塔基４ 個(gè)支墩連接，連接方式為與支墩側(cè)面鋼
板焊接，形成如圖２ 所示的“口”字形；在每個(gè)
支墩側(cè)面向外焊接３. ０ｍ 延長(zhǎng)梁，從而形成“井”
字形狀；最后將四面相鄰延長(zhǎng)梁焊接。
（３）混凝土調(diào)整臺(tái)的建造：調(diào)整臺(tái)以級(jí)配砂
石為墊層，建造于“井”字形鋼架四面兩端點(diǎn)下
方，調(diào)整臺(tái)的高度為１. ０ｍ。
（４）調(diào)整絲桿的安裝：將調(diào)整絲桿分別焊接
在“井”字鋼架的８ 個(gè)端點(diǎn)處。再將鋼架端點(diǎn)與
螺母焊接，螺紋絲桿的型號(hào)為φ８１ｍｍ，在混凝土
基礎(chǔ)臺(tái)上方絲桿下端加墊２０ｍｍ 厚鋼板。
（５）安全輔助措施：為了防止地表不均勻下
沉導(dǎo)致的鐵塔傾斜，根據(jù)地形條件，在東西南北四
個(gè)方向均勻布置拉線，每根拉線富余調(diào)節(jié)量為
０. ３ｍ。
基礎(chǔ)加固總體示意圖如圖２、圖３ 所示。
圖２ 塔桿基礎(chǔ)加固平面
圖３ 塔桿基礎(chǔ)加固剖面
６６
總第１３８ 期煤 礦 開 采２０１７ 年第５ 期
萬方數(shù)據(jù)
２. ３ 桿塔的糾傾
由于桿塔隨地表會(huì)產(chǎn)生一定量的下沉，下沉?xí)?
對(duì)線路導(dǎo)線的對(duì)地距離產(chǎn)生不利影響，因此桿塔糾
傾不適于迫降法。
鐵塔糾傾采用頂升法，頂升裝置為螺紋絲杠，
通過調(diào)節(jié)絲杠頂升加固后的整體基礎(chǔ)的一側(cè)，使下
沉的較大的一側(cè)抬升從而實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔傾斜的糾正。
調(diào)整過程中基底下產(chǎn)生的空隙用灌漿方法填補(bǔ)。
基礎(chǔ)傾斜的調(diào)整方向、調(diào)整幅度、調(diào)整設(shè)備的
選擇等，都需要在專門技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行，并
由現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行配合，隨調(diào)隨測(cè)。
２. ４ 桿塔的平移
對(duì)于２８ 號(hào)和２９ 號(hào)線塔而言，其水平移動(dòng)主要
發(fā)生在順線路方向，建議采用調(diào)節(jié)桿塔兩側(cè)線路馳
度方式解決線塔水平移動(dòng)的問題，應(yīng)對(duì)３０ 號(hào)線塔
的實(shí)際地表移動(dòng)值與預(yù)計(jì)值的結(jié)果進(jìn)行比較分析，
若現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)南北向（垂直順線路方向）地表水平
移動(dòng)較大，移動(dòng)后會(huì)偏離中心線，超過規(guī)范允許
值，有必要對(duì)塔身整體進(jìn)行平移，將其恢復(fù)到合理
的位置。
平移方案設(shè)計(jì)主要包括地基基礎(chǔ)的改造設(shè)計(jì)、
軌道梁（上下兩部分）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、移動(dòng)支座和
移動(dòng)裝置設(shè)計(jì)等［１０］。
線塔地基基礎(chǔ)改造設(shè)計(jì)：首先應(yīng)保證移位過程
路線的地基有足夠的剛度，避免線塔平移過程中出
現(xiàn)不均勻沉降和較大的整體沉降；其次，部分移出
原基礎(chǔ)范圍后的新舊基礎(chǔ)交錯(cuò)和過渡部分的基礎(chǔ)設(shè)
計(jì)；最后，平移到目標(biāo)位置后，新的地基基礎(chǔ)設(shè)
計(jì)。主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則是：盡量使上部線塔
的荷載通過柱及支承梁直接傳遞到軌道梁上，關(guān)鍵
部分是托換梁及上、下軌道梁的截面設(shè)計(jì)。
線塔平移的動(dòng)力施加方式有牽引式、頂推式和
前拉后推３ 種。動(dòng)力施加方式及動(dòng)力設(shè)備選型取決
于平移對(duì)象的重量及上下軌道梁之間的摩擦情況，
其大小一般為線塔重量的１ ／１０ ～１ ／２０。
根據(jù)線塔的結(jié)構(gòu)和自身重量等特點(diǎn)，選用頂推
式螺旋千斤頂作為平移的動(dòng)力機(jī)構(gòu)。
３ 其他輔助措施
３. １ 拉線施工與調(diào)節(jié)
在３ 基桿塔基礎(chǔ)治理工程施工前，均應(yīng)設(shè)置拉
線，在拉線上增加可調(diào)拉線工具。設(shè)置拉線的作用
一是為在基礎(chǔ)開挖后防止倒塔，二是可輔助桿塔糾
傾。
拉線設(shè)置：沉陷區(qū)的桿塔宜采用十字拉線，每
基桿塔設(shè)置４ 根拉線。拉線上端應(yīng)裝設(shè)在桿塔導(dǎo)線
橫擔(dān)和桿塔體受力處，距離掛線點(diǎn)２００ ～ ３００ｍｍ 為
宜。拉線地錨位于基礎(chǔ)對(duì)角線的延長(zhǎng)線上，其距離
基礎(chǔ)中心的距離不得小于桿塔高度１. ２ 倍，拉線與
地面夾角應(yīng)不大于４５°。
拉線調(diào)節(jié)：在地表變形過程中，當(dāng)監(jiān)測(cè)到桿塔
發(fā)生傾斜或發(fā)生某個(gè)方向的平移、傾斜時(shí)，在進(jìn)行
相應(yīng)的桿塔糾傾、平移調(diào)節(jié)的同時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)每條
拉線的松緊度進(jìn)行調(diào)整，保證桿塔的整體穩(wěn)定性和
安全性。
３. ２ 桿塔調(diào)節(jié)閾值
對(duì)桿塔安全性影響較大的移動(dòng)變形指標(biāo)為傾
斜、垂直線路方向的平移和絕緣子串順線路方向的
偏移，三者可通過桿塔糾傾、平移措施將其控制在
允許范圍內(nèi)。為了保證桿塔安全，設(shè)定對(duì)應(yīng)３ 個(gè)指
標(biāo)的閾值，當(dāng)測(cè)得桿塔發(fā)生的移動(dòng)變形瀕臨或超過
對(duì)應(yīng)的閾值后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
根據(jù)輸電線路運(yùn)行相關(guān)規(guī)定及地表移動(dòng)變形發(fā)
生發(fā)展的規(guī)律，按照２ 倍的安全系數(shù)考慮，將桿塔
糾傾、平移調(diào)節(jié)的閾值設(shè)定為：傾斜度不得超過
０. ５％ ；垂直線路方向的平移不超過１００ｍｍ；絕緣
子串順線路方向的偏移值不得超過１５０ｍｍ。
３. ３ 其他措施
桿塔的修復(fù)治理工作需要與及時(shí)準(zhǔn)確的地面監(jiān)
測(cè)工作以及地下工作面推進(jìn)速度控制配合進(jìn)行。地
表及桿塔移動(dòng)變形的監(jiān)測(cè)工作應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方
案進(jìn)行，做到及時(shí)、準(zhǔn)確，監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)及時(shí)分析并
指導(dǎo)調(diào)節(jié)決策。
４ 結(jié)束語(yǔ)
輸電線路桿塔屬高聳結(jié)構(gòu)，桿塔的材料、結(jié)
構(gòu)、受力情況及基礎(chǔ)形式與普通建筑物有很大的不
同，對(duì)于采動(dòng)影響區(qū)的輸電線塔，要針對(duì)這些特點(diǎn)
采取相應(yīng)的輸電線路桿塔加固改造設(shè)計(jì)。
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（下轉(zhuǎn)７０ 頁(yè)）
６７
孫凱華等：采動(dòng)對(duì)輸電線塔安全影響分析及加固改造設(shè)計(jì)２０１７ 年第５ 期
萬方數(shù)據(jù)
并繪制預(yù)測(cè)曲線（圖５），預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的擬合
度為０. ９９９，吻合程度較高，說明改進(jìn)的Ｋｎｏｔｈｅ－ｎ
時(shí)間函數(shù)模型能較準(zhǔn)確地描述工作面地表下沉量隨
時(shí)間的變化關(guān)系。
圖５ Ａ２６ 測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)下沉與新模型下沉?xí)r間函數(shù)曲線對(duì)比
４ 結(jié) 論
（１）針對(duì)傳統(tǒng)Ｋｎｏｔｈｅ 無法適用于７２２６ 工作面
的特點(diǎn)，提出了新的Ｋｎｏｔｈｅ－ｎ 時(shí)間函數(shù)模型。該
模型對(duì)應(yīng)速度與加速度曲線變化規(guī)律符合實(shí)際情
況，同時(shí)含有時(shí)間參數(shù)ｃ 與ｎ，兩者共同決定曲線
特征，相較于Ｋｎｏｔｈｅ 模型具有更廣的應(yīng)用范圍。
（２）對(duì)所提出的Ｋｎｏｔｈｅ－ｎ 時(shí)間函數(shù)模型的適
用性進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)實(shí)測(cè)下沉數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，相關(guān)
系數(shù)達(dá)到０. ９９９，模型計(jì)算值與實(shí)測(cè)值符合較好，
證明提出的Ｋｎｏｔｈｅ－ｎ 時(shí)間函數(shù)模型是有效的。
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（上接９１ 頁(yè)）
（５）回采工作面勻速推進(jìn)對(duì)防治沖擊地壓的
發(fā)生是有利的，工作面開采期間推進(jìn)速度突然變化
等均有可能引發(fā)強(qiáng)烈震動(dòng)。
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［責(zé)任編輯：潘俊鋒］
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總第１３８ 期煤 礦 開 采２０１７ 年第５ 期
萬方數(shù)據(jù)

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