ThestudyonUHVtransmissionlinestowerfoundationengineeringinChina中国特高压输电线路杆塔基础关键技术研究 程永锋ChengYong feng 国网北京电力建设研究院BeijingElectricPowerConstructionResearchInstituteofSGCC ChinastartedtheUHVtransmissionstudysince1986 Somesubjectresearchesandachievementhavebeendevelopedsincethen 中国对特高压输电技术研究始于20世纪80年代 取得了一批重要科研成果 Attheendof2004 theStateGridCorporationofChina SGCC startedresearchesonkeytechnologyofUHV includingpowersystemanalysisofUHVAC DCtransmission engineeringdesign constructionandtest andmanufactureofmainequipment etc 2004年底 国家电网公司启动了特高压输电工程关键技术研究 全面开展特高压交 直流输电的系统分析 工程设计 施工调试和主设备研究等方面研究 The1000kVJindongnan Nanyang JingmenUHVACexperimentalpilotinChinabegantoconstructin2006 2006年8月 中国1000kV晋东南 南阳 荆门特高压交流试验示范工程开工建设 标志着我国特高压电网建设的序幕已经拉开 Introduction 引言 BasicConcernsDuringDesigning 设计和选型中主要考虑因素GeologicalCondition地质条件LoadCharacteristic基础荷载特性SubsoilProperties地基承载特性ConstructionMethod基础施工方法TransportationCondition施工运输条件EconomyConsideration经济性考虑EnvironmentProtection环境保护因素 中国110 500kV输电线路设计中考虑的故障顺序一般是 直线塔 直线塔基础 悬垂绝缘子金具串 转角塔 转角塔基础 终端塔 终端塔基础 导地线 耐张绝缘子金具串 以上各组成部分之间的故障顺序通过相应的专业设计规范的安全系数或分项系数体现 按我国规范设计计算得到的各类基础安全度是杆塔部分的1 2倍 基础和上部结构的强度配合 InChina theusuallyacceptedstrengthcoordinationsequenceofmajorcomponentsfor110 500kVtransmissionlineis straightlinetowerstructure straightlinetowerfoundation suspensioninsulatorsandfittings tensiontowerstructure tensiontowerfoundation dead endtowerstructure dead endtowerfoundation conductorsandwires tensioninsulatorsandfittings Theaccidentsequenceofeachpartareexternalizethroughsafetycoefficientandpartialcoefficientsintechnicalcode DesignprinciplesforfoundationandtowershouldbematchedintheUHVtransmissionlineengineering whichisimplementedthroughthetransferoffoundationloadings SosimplesecurityreliabilityalternationforUHVtransmissionlinefoundationisnotnecessary Typicalstrengthcoordinationoftransmissionlinecomponents UpliftandlateralstabilitiescheckedEquation 基础上拔和倾覆荷载稳定性计算 基于可靠度理论的特高压基础设计 Reliability baseddesign RBD fortransmissionlinestructurefoundations Compressionstressonfoundationbase 基础下压承载 Foundationtypeselection 基础选型原则与要求 Appropriatefoundationtypeshouldbeadoptedtoreducelateralforceandmomentonfoundationpillar whichcanimprovefoundationbearingcapacityandstressstatus 选用合理的基础结构型式 改善基础受力状态Propertiesofhighbearingcapacityandsmalldeformationofundisturbedsubsoilshouldbeutilizedsufficiently Undisturbedsoilfoundationsinaccordancewithlocalconditionisrecommended 充分发挥地基自身承载特性 因地制宜采用原状土基础Inordertoprotectslopeandreduceexcavationareaattowerlocationonslopeofmountainground hills schemeofcombinationoftowerunequallegswithunequalfoundationsaccordingtolocalconditionisrecommended 注重环境保护和可持续发展战略 因地制宜选择全方位高低主柱基础和铁塔长短腿配合使用的杆塔基础技术方案 Foundationoptimization 基础优化设计原则 ItissimilartotheordinaryEHVtransmissionlineengineeringthatthemajorgoalofUHVtransmissionlinedesignoptimizationistoachieveaminimumcostforagivenlevelofreliabilityandsafety Firstly foundationtypeschematizationshouldbemadeaccordingtotheloadsandgeologicalconditionalongthetransmissionlinecorridors Andthen designoptimizationofthesametypefoundationshouldbedonetodeterminethesizeandstructureofthefoundation Maincontentsincludeembedmentdepth widthordiameterofthefoundationbottom materialandconnectionstylewiththetowerstructure etc duringoptimizing 与一般超高压输电线路杆塔基础设计相同 特高压杆塔基础优化设计目标就是在保证工程安全和可靠性水平下使基础工程造价最低 首先需根据不同的地质条件和杆塔基础作用力规划出相对经济合理的基础类型 在同类基础中根据基础作用力和地质条件 以降低混凝土和钢材消耗指标为目标进行基础优化设计 设计基础尺寸和基础构造 从而确定基础工程量 基础设计优化的主要内容有基础埋深 底板宽 直径 基础材料 基础与杆塔连接方式等 Undisturbedsoilfoundation 掏挖类原状土基础 FoundationStyle类型 Calculationmodel计算模式 Typicalfoundationtypesandschemes 基础型式及其工程技术方案 Inclinedman diggedbase enlargedfoundation IMDBEF 斜掏挖基础 Typicalfoundationtypesandschemes 基础型式及其工程技术方案 IMDBEFsufficientlyutilizepropertiesofhighbearingcapacityandsmalldeformationofundisturbedsoil andhasthemeritofconventionalcolumnfoundation Inaddition IMDBEFhasthesamepadandchimneyfoundation whichcanreducethelateralforceonpadtoalowerextend Stressstatusoffoundationcolumnandpadisimproved 斜掏挖基础既具有直掏挖原状土基础的工程特性 又具有斜柱插入式基础主柱坡度与塔腿主材坡度一致的结构优点 可有效改善基础受力状态 提高基础稳定性 Full scaletestofIMDBEFforUHV斜掏挖基础 Typicalfoundationtypesandschemes 基础型式及其工程技术方案 Rockanchorfoundation 岩石基础 Rockanchorfoundationtypeisthebestchoiceinthelightweatheredrocksubsoilinmountainousarea 在微风化和中等分化的岩石地基可因地制宜采用锚桩基础 直锚式和群锚式 和嵌固式基础 rockanchorfoundation岩石基础 泥沼 河网 塘地等地区和大跨越工程 RecommendedFoundationType Pillfoundation Micropilefoundation FoundationsinMoor rivernetwork wetlandsareas largecrossingtransmissionline 推荐型式 常规灌注桩基础 微型桩基础 Typicalfoundationtypesandschemes 基础型式及其工程技术方案 Pilefoundation 桩基础 Commonpilefoundation常规桩基础 Micropilefoundation微型桩基础 Typicalfoundationtypesandschemes 基础型式及其工程技术方案 Technicalschemeofunequaltowerleglengthwithunequalfoundationheight 斜坡地形全方位铁塔长短腿和不等高基础设计 Foundationonslopingground 斜坡地形杆塔基础 Designmodelanddamagestyle计算方法和破坏模式 Technicalscheme技术方案 Typicalfoundationtypesandschemes 基础型式及其工程技术方案 AccordingtogeographicalfeaturesofenergysourcesandloadsinChina itisunavoidablethattheUHVtransmissionlineswillpassthroughthevariouslymining affectedareas includingtypesofto