张洪伟，唐秦
中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局 广西百色 533000
【摘要】：近些年随着我国经济的快速发展，人们对于能源的需求也越来越大，目前煤炭在我国一次能源消耗中占70%左右，并且在未来的50年内也将在我国国民经济发展中占据主要的位置，而煤炭在铁路下、水下以及建筑物下的开采问题是目前我们所面临的主要难题，本文就建筑物中高压输电线路铁塔采动损害及安全性进行了分析和论述，希望能为今后开展采动区高压输电线路铁塔保护技术的研究提供一定的参考。
【关键词】：高压输电线路；铁塔；采动损害；安全性分析
0引言
为了在矿区就地消化煤炭等资源、减少煤炭等资源运输上的问题，在我国采取的主要措施为架空输电线路，该高压输电线路不但能缓解铁路煤炭的输送压力，同时也能为我国国民经济建设输送电能，通过修路取土，矿石开采，煤炭开采，山体滑移，膨胀土吸水造成的地表移动等。随之而来给我们带来一个新的问题，就是电网建设需途经煤炭采动区，尤其是对高压输电线路铁塔下方的煤炭的开采，往往会引起地表移动变形，开采可能会对高线输电线路产生较大影响，轻则基础沉降、裂开、塔身倾斜，重则倒塔、断线等等，这就已经严重的影响到了该地区的输电线路的运行安全。因此，对高压输电线路铁塔采动损害及安全性进行分析，可有效的提高我国的煤炭资源的合理开发利用，同时也能提高我国的电力建设水平。
1高压输电线路铁塔采动损害
（1）地面沉陷损害
对高压输电线路铁塔下面的煤炭等资源进行开采，会对铁塔本身产生一定的影响，对于采动区地表变形如何引发的高压输电线路铁塔的变形，可通过现场铁塔变形的情况进行研究分析，并总结相关的规律，发现铁塔最容易发生的变形就是倾斜，因为开采势必会导致地表发生下沉，这样就会导致高压输电线路铁塔的建设基础发生下沉，当基础下沉到一定位置后，使得地面潜水位接近或高于铁塔基础地面时，该地基的土就会被水浸泡，土经过水的浸泡就会软化从而稳定性减弱，由于地基的沉降对于铁塔内部会产生一定的附加应力，如果这些应力超过了铁塔材料的许用应力，铁塔的杆件就会遭到破坏，最终发生倾斜现场。由于铁塔发生倾斜，使得该高压输电线路的档距发生了变化，通过研究发现高压输电线路铁塔倾斜量与地表变形及输电线路的档距之间有一定的关系，具体分析如下：
第一，高压输电线路铁塔的倾斜量与垂直线路方向地表变形量关系公式为：y=（1+0.033H）x，该公式中的y值为由于开采导致铁塔H高度（单位为m）位置处垂直线路方向的倾斜量值，单位为mm；公式中x为垂直线路方向地表变形量，单位为mm/m。
第二，高压输电线路倾斜量与输电线路的档距之间的关系公式为：
在该公式中，l1为两高压输电线路铁塔初始档距，单位为m；h1为高压线路铁塔的高度，单位为m；i水为铁塔沿线路方向上的倾斜值，单位为mm/m；i垂为铁塔垂直于线路方向上的倾斜值，单位为mm/m。
（2）采动对于高压输电线路铁塔变形的影响
开采煤炭等资源过程中的任何方向移动或者沉降都会对输电线路铁塔造成影响，例如地表变形会造成输电线路铁塔导线、铁塔本身等产生变形，而地基表层沉降会引发铁塔基础的下沉，从而引发铁塔内产生附加应力而造成铁塔的破坏。另外，煤炭开采所形成的地面倾斜会造成铁塔发生倾斜，从而大大提升杆塔倾覆力，直接影响到基础、杆塔的倾覆稳定性，也会引发线路档距的改变。所以想要严格确保高压输电线路铁塔的安全性，一定要对每一个基础的变形进行严格控制，确保其变形控制在标准范围内。对于铁塔倾斜问题来说，一般都通过钢管灌注桩加固铁塔基础的方式来避免铁塔发生较大倾斜。
2高压输电线路铁塔保护技术分析
和常规的建筑物不同，高压输电线路铁塔的基础相对较小，在较小占地面积的基础上能够抵抗较大的外部载荷影响，具有较大的变形控制量，因此总的来说高压输电线路铁塔下进行采煤作业时采取的关键保护技术就是对高压输电线路进行维修。针对此方面问题，有些研究中提出可以通过提升拉线的方式来增强高压输电线路的安全防护以及变形控制力度，能够从多方面来保证高压输电线路铁塔的稳定性。例如可以对铁塔结构以及基础进行强化，可以对独立基础进行改造而形成连梁基础。除了该措施之外，也要加强采空区线路的塔型、相应基础类型的分析研究，要充分分析铁塔加固设计技术、具体施工工艺、铁塔调整技术等内容，可以通过弹性连梁基础技术增强基础的变形适应能力，通过连梁基础来取代独立基础能够大大提升整个铁塔基础的横、纵向变形能力，从而提升高压输电线路铁塔的保护性能。
3安全性分析及展望
通过以上对高压输电线路铁塔采动损害以及保护等方面的研究可知，虽然在高压输电线路铁塔保护方面取得了一定的成果并且在实践应用中有所突破，但是现阶段所进行的研究更多是针对某工程来进行的，缺少高压输电线路地基、塔身、基础、导线等影响铁塔安全性因素的系统性研究，从而造成缺少科学理论对铁塔变形进行预估，只有全方位提高安全系数才可以真正保证输电线路的安全运行。
（1）高压输电线路运行的相应标准
目前，我国在高压输电线路铁塔下采煤方面积累了一定的宝贵经验，并在高压线路铁塔保护技术上取得了丰富的研究成果，为我们今后在高压输电线路铁塔下方开采奠定了一定的基础。根据《架空送电线路运行规程》及《检修工艺规程》中规定，在采动区上方的输电线路设施在运行过程中需要满足以下标准：
第一，对于高度小于50米的铁塔来说，其要求地表顺线路倾斜度的最大允许值为1.0%，横线路倾斜度最大的允许值为1.0%；
第二，铁塔上方的导线及避雷线的松弛度需要符合相关规定，一般要求误差不得超过3%；
第三，高压输电线路沿着线路方向两个相邻的杆塔之间的距离要求偏差量不得超过该档距的1/300。
（2）进一步提升对整个采煤过程的现场监控和检测，以此来对已经研究成果的合理性、可靠性进行验证，发现其中存在的问题，不断进行改进及完善相应理论，能够为后续保护提供更加有效的理论指导；
（3）充分发挥现代信息技术的优势，利用合适的软件系统建立起高压输电线路铁塔整体结构、基础、地基等协同作用的理论模型，以此来对线路铁塔采动可能发生的变形损害等进行准确预估，从而采取针对性的措施对其进行保护。另外，在利用模型进行分析仿真时，也要充分考虑到节点滑移、节点简化等对于实际结算结果可能造成的影响，不断对高压输电线路铁塔模型进行优化，最终能够利用模型仿真显现出高压输电线路铁塔失稳原理；
（4）要对采动区域所受地表变形的输电线路铁塔抗风性能进行深入分析研究，特别是对于风力较大、寒冷的区域要重点加强此方面的分析研究，明确不同风力等级、寒冻等对于输电线路铁塔造成的影响，从而按照不同时节、不同环境采取针对性的保护措施；
（5）要对采动区域高压输电线路铁塔安全性评定指标进一步分析，在此基础上建立起完善的高压输电线路安全评定体系，能够对铁塔的安全性进行全面的评价，这是确保高压输电线路铁塔安全性高的根本。
4结束语
总的来说，为了明确高压输电线路铁塔采动损害下的变化发展规律，需要加强铁塔稳定性、变形控制等方面的分析，通过更加系统化的分析来明确采动影响下铁塔基础变化规律，从而采取针对性的保护技术确保铁塔的稳定性，保证高压输电线路的正常运行。
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