近基坑高压输电线塔变形监测及变化规律研究

边继豪

【摘 要】施工项目基坑施工中土体初始应力平衡被打破，土体抗剪强度大幅度降低，例如控制措施不足容易导致土体位移，导致塌方造成不可逆转的事故。施工期间及时加固基坑附近的高压输电线路塔，进行线路塔变形监测和数据分析，对于确保工程安全组织实施和输电线路运行至关重要。国内对高压输电线路塔变形监测进行了大量研究，刘建伟等人提出了一种三维整体变形光学测量方法，解决了各种塔三维变形测量的有效性和观测精度问题;本文主要分析了基坑附近高压输电线路塔变形监测及变化规律研究。

【关键词】基坑监测;输电线塔;变形监测

引言

电力是工农业生产的重要能源，直接关系到生产效率，中国对电力的需求很高，作为一个主要的制造国，中国建立了全面的发电和输电系统，高压输电线路分布广泛随着城市发展进程的加快，越来越多的高压电力线受到建设的影响。

1、高压输电线塔监测方案

1.1高压输电线塔高度的获取

塔的高度是通过测量悬架高度得到的。为保证塔高测量的准确性，悬架高度测量采用正反转镜多回归测量和周期观测。同时，充分考虑到直线塔倾斜的影响，在四个方向观察塔高度，相邻方向之间的水平角度为45，观测点与高压塔之间的距离不少于1.5h，h为塔高度。建筑物高度的最终值是使用观测资料计算斜度修正。将调整观测线列顶部中心处的水平投影偏移l，以获得高压输电线列的高度。高压输电线路塔高度为35.2米。

1.2线塔倾斜的重要方向

国家研究人员进一步研究了挖掘的破坏机制，随着挖掘深度的增加，挖掘周围的土壤压力发生了很大变化，水平位移的变化具有明显的时空影响。沟渠开挖边坡阶段，水平变形较小，变化较小;随着暴露时间的推移，坡度顶部向沟渠内的水平变形会显着增加，但由于地面工程而受到干扰。根据挖掘边坡破坏的历史经验和模拟实验，局部破坏后，邻近破坏范围内的地面压力迅速增加，并伴随着地球表面的更大变形，在重力情况下导致滑坡。根据监测开挖变形的经验和对现有研究的分析，挖方坡度顶部一旦受到施工的影响，通常是垂直于挖方外侧边缘的水平变形。综合文本中，高压输电线路塔区土应力扰动和强度，高压输电线路塔倾斜变形的重要方向垂直于线路方向，即垂直于基坑外部的东西方向。

1.3线塔倾斜值的监测

监控基点分别在高压输电线路方向和主要倾斜方向上设置，高度约为输电线路塔高度的1.5 ～ 2倍，监控基点相对于测量控制点设置，以确保不受开挖影响。选择与塔楼顶部和底部相切的观察基点的目标点作为控制点。沿直线塔底部沿道路方向组织约2米宽的水平区域，并使用重要的坡度方向放置水平坡度观测标尺。水平标尺可以被列标尺替代，但必须确保标尺读数清晰且水平。在监视基点安装全站仪，同时在塔底安装水平尺。为便于确定电视塔的倾斜方向，各装置的水平标尺应确保零头位置基本一致，标尺值的上升方向一致。依次测量塔顶中心和塔底中心，计算相应塔尺的读数并正确记录。监视点的测量应确保塔的上下讀数不少于2个时段，每个时段的观测值不少于6个返回测量值，返回塔顶部中心的水平投影偏差不超过限值。

2、高压输电线塔监测数据分析

2.1关键部位变形分析

使用与关键部分具有相同名称的点的坐标计算铁塔各个部分的变形参数。（1）水平荷载作用下的应变比和竖向荷载作用下的应变比：水平荷载小于垂直荷载时，水平荷载作用下的水平承载力较敏感，整体的腿部应变较小;当水平荷载增加且垂直荷载保持不变时，框架的整体变形会更大。数据表明，轴承主要受电缆拉伸的影响，因此在电缆方向上更明显，并且在电缆方向偏移0.0245m时符合预期结果。（2）整个塔的所有工作载荷都传递到塔腿与内部力所在的城市地面或桩之间的连接处 并且塔的销由较长的连续构件支撑，这些构件在顶部传输的载荷较大时会受到结构力学第二类稳定性的影响。塔在x和y方向变为接近零，垂直下降0.008米。（3）在移动皇冠与铁塔主体材料的连接点处，塔在某些角交点处弯曲时有敏感区域，横杆与塔连接处的点云数据显示电缆方向的偏移为0.0184m，在其他方向没有偏移。总之，铁塔关键监控部分沿y轴（沿直线）的最大偏移部分为横担，偏移为24.5mm;最大垂直偏移是指建筑物的腿，偏移为14.2mm。因此，扶手是建筑物中变形最大的部分，变形最大的部分比指定建筑物的坡度小，整个建筑物的坡度被视为在正常范围内。

2.2变形监测点观测

为了确保监测数据的准确性，减少观测站的数目，以减少观测误差的累积，并在可能的情况下，使用极座标测量E01工作点上的所有观测点，同时使用高全息图工作点与监视点之间的最大观测距离为71米。监视点观测极限差值要求：水平角度测量三个测量，半测量回归零差值小于6′太阳，第一测量2C相互差值小于9′太阳，同一方向各测量的差值小于5′太阳垂直位移也使用更高的精确度指标0.3mm进行测量，并使用第3级测量标准进行测量。监测频率按月进行，并根据实地天气条件和实际变形情况对监测数据进行分析。

2.3信号模拟

测控站可以使用平面天线网络。一般来说，采用传统方法的网络天线理论在探索时必须考虑边缘效应的影响。如果假定反射板的值，则该值将设置为无穷大，并且其方向在阵列单位中是一致的。天线网络在甚高海拔地区使用输电塔变形监测技术时经常使用。考虑到重量和体积对实际工作的影响，空间距离将调整在0.5 ～ 1波长之间，以便在实际应用中克服网络天线的局限性。在实际应用过程中，阵列可产生三级现象，①天线单元有自己的直接耦合;②间接耦合周围反射板和绝缘;③电网产生的线路耦合。这就是说，在智能天线系统的应用过程中，应考虑波形指标要求，合理设计野外公路一体化。此时应根据实际测量数据建立参数s：天线局部振荡元件。

3、基于变形监测数据的铁塔结构安全性分析

输电线路项目是一个由桥塔和相应的导线组成的协调力和位移系统。对于采掘区的电线杆，表面变形造成的额外内力主要由两个方面组成：一方面，肯塔基州的地面沉降不均匀，造成支架垂直和水平移动不均，导致塔体倾斜，甚至型材变形;另一方面，倾斜和移动其他塔会变更导引线（楼板）的张力，这会变更套用至塔的负载并产生相应的变形。简而言之，由于塔架的移动和顶部（地面）引线捕捉点的载荷，曲面变形会对塔架结构产生负面影响。总的来说，监测塔构件和导线的内力是一项重大挑战，从承载能力的角度对塔结构的安全评估可以通过使用有限元软件首先对塔进行建模，然后应用所得到的支撑位移和d点位移来轻松地进行分析此外，根据控制塔关键点的移动情况对塔的整体倾斜和局部偏差进行分析，可以评估塔是否满足输电线路正常运行的要求。

结束语

在设计开挖支架时，应充分考虑到建筑物和周边结构变形极限的要求，并应尽可能提高建筑物和结构变形监测的频率，以确保施工安全及时的变形监测有助于有效检测屋顶及其周围建筑物的变形值、结构和相应的治理措施，确保风险控制和建筑安全。

参考文献：

[1]杨志.我国电力能源现状及其发展趋势[J].企业技术开发，2015（11）：179-180.

[2]王宏涛.电力生产技术现状及发展趋势研究[J].科技创新导报，2018（26）：202-203.

[3]谢品杰，潘仙友，林美秀.中国电力强度重心迁移及差异研究[J].世界地理研究，2017（2）：119-126.

（作者单位：河南工学院电气工程与自动化学院）