输电线路杆塔定位的方法分析

李松伟，孙辰军，郭青梅，金 涛

（1.河北省电力勘测设计研究院，石家庄 050031；2.国网河北省电力公司，石家庄 050021）

输电线路的杆塔定位是线路设计的一个重要环节，在已经选好的线路路径上进行定线、断面测量绘制，在纵断面上配置杆塔位置，称为杆塔定位。杆塔位置排定的是否适当，直接影响线路建设的经济合理性和运行的安全可靠性。杆塔定位分为编制“定位手册”、室内定位和室外定位3个步骤，是一项实践性很强的技术工作，选线时要对线路技术经济是否合理、施工是否方便、运行是否安全等因素进行全面考虑和比较，尽可能选择路径短、特殊跨越少、水文和地质条件较好的路径；同时还应尽可能避开森林密集区、绿化区、果木林、公园、防护林带、房屋等，若必须穿越时，应选取最窄或最少处通过，以减少树木的砍伐和房屋的拆迁，从而满足环境保护的要求。

1 编制“定位手册”

杆塔定位开始前首先针对工程编制“定位手册”，内容主要包括工程基本情况、杆塔使用条件、定位原则、定位方法和注意事项等。

工程基本情况包括线路长度、地形比例、海拔高度、电压等级等；杆塔使用条件包括塔型、呼高，塔头尺寸、高低腿配置、根开尺寸，适用的导线型号、地线型号、风速、覆冰、使用档距等；定位原则包括基本的避让原则、选定原则和无法避让时的处理原则等；定位方法包括塔腿的编号方法、定位的步骤和塔基地形图的测绘范围及方法；注意事项是定位过程中需要注意的其他问题。

2 室内定位

室内定位主要是在平断面图上通过大弧垂模板选择杆塔的位置，并进行排定。室内定位通常有2种模式：一种是结合GPS动态测量成图的定位模式，一种是结合海拉瓦－洛斯达技术的定位模式。

2.1 结合GPS动态测量成图的定位模式

采用GPS结合航测技术进行线路测量，利用GPS动态测量，实地落实转角位置，求出转角桩位的坐标及高程，将成果发回室内测量成平断面图，将工测测定的交叉跨越（电力线、通信线及房屋等）、重要地形点、边线、危险点、风偏断面等加绘在图中，形成完整的平断面图。电气专业在平断面图上按照“定位手册”中的杆塔使用条件排定塔位。此模式现在一般用于路径长度较短的220 k V平原线路以及110 k V及以下的线路。

2.2 结合海拉瓦－洛斯达技术的定位模式

海拉瓦－洛斯达技术主要由海拉瓦全数字摄影测量系统与洛斯达自主研发的一套针对电力工程优化设计的技术组成。海拉瓦系统基于卫片和航片，将卫片、航片、遥感片等处理后生成数字地面模型、正射影像图和三维景观图等各种数字化产品，并形成一个可视化的工作平台。洛斯达技术是指基于海拉瓦系统进行深入开发，使之适合于输变电工程需要，如实时断面提取、跨越统计、土方平衡计算、电子模板排位等，形成的辅助电网勘测设计一系列技术。

结合海拉瓦一洛斯达技术的定位模式，是一种可开展各专业配合的室内选线定位模式。将初设路径展绘在影像地图上，并输入海拉瓦系统，借助立体眼镜察看路径两旁的地物与地貌。通过量测建筑物、电力线、通信线、采石场等对线路有影响的地物到路径的距离，以及陡峭地貌的坡度，加上对地物地貌的识别，及时获取电气专业需要的跨越物及地物属性，局部地段立塔条件是否具备，能否跨越电力线，以及转角的度数和数量、耐张段长度等信息，确立路径的成立与否。路径确立后，使用JX4C全数字摄影测量系统及TL线路平断面处理系统便可很快的完成平断面的测图工作。通过优化排位，使杆塔的跨步能力与地面模型相适应，在数万种排位结果中寻找出经济指标最优化的排位结果，使得杆塔利用率达到最大化，最终达到节约投资的目的。地质专业主要需要确定杆塔位置的地质条件，结合洛斯达地质解译，分析杆塔位置周边区域对杆塔基础的影响及规模。结构专业需要确认不同杆塔的基础范围、杆塔重量以及立塔条件（坡度、植被、地质、周边区域裕度、接腿高差等），这些信息都可在海拉瓦立体模型中获取，随即提出相应的保护措施，确保塔位安全。此模式现在一般用于山区线路和路径长度较长的220 k V及以上的平原线路。

3 室外定位

室外定位主要是指在室外对已经固定好的杆塔位置进行现状校对，然后采用标桩将其准确可靠地固定。室外定位是在室内定位工作的基础上进行，主要是对地形图（海拉瓦图）上所选择的杆塔点位进行实地校核和修正。室外定位要兼顾塔位点的经济合理性，对特殊点应反复比较，做到“以线为主、线中有位”。

3.1 塔腿的编号方法

为方便定位，一般在“定位手册”中对塔腿编号作出规定，比如说线路从甲变电站架设至乙变电站，小号侧是指甲变电站方向，大号侧是指乙变电站方向。站在塔位中心桩面向大号侧，左后方为A腿，左前方为B腿，右前方为C腿，右后方为D腿，见图1。

3.2 室外定位步骤

设计人员到达现场后，首先应该根据室内定位成果和“定位手册”中的定位原则选择适合立塔的位置，并打桩标记为铁塔中心桩。如果杆塔所处地形塔腿最大高差大于0.5 m，则需要测量人员测塔基地形图。塔基地形图的测绘范围及塔基地形图测量控制点要求如下：

图1 塔腿编号

a.以塔位中心桩为测绘中心，直线塔、直线兼角塔以铁塔的斜半根开外加3.0～4.0 m为测绘半径；转角塔、终端塔以铁塔的斜半根开外加4.0～5.0 m为测绘半径；特殊地形应适当加大测绘范围。

b.塔位中心桩为必测控制点，图2中1－9点为塔腿周围必测控制点，1、2、3点用于准确配置高低腿，4、5、6、7、8、9点用于准确计算基面开方，地形有明显变化处也应有实测点。

图2 塔基地形图测量控制点

c.在测量专业测图的过程中，结构人员应详细了解此塔位处的地质情况、塔基周围是否需要进行特殊处理、处理方案如何等，并记录下来，以便日后查阅。

3.3 山区定位注意事项

a.山区定位原则上要利用全方位高低腿铁塔配合高低柱基础做到“0”基面开方。塔腿按山体的自然坡度与山体接触点即为基础施工点，如高低腿配置完成后与基础施工点仍有差值，则利用基础主柱升高的方法解决。对于个别塔腿处需要降低基面而发生的土石方量，要作好记录，并指定弃土堆放地点。

b.塔位应立在便于配置长短腿的位置，减少出现短腿与长腿高差大于铁塔设计差值的情况。如果立在山顶，两侧山体一面缓一面陡，则塔位应立在偏缓的一侧，尽量保证四个塔腿（或较多塔腿）在一个水平高程上；如果立在山坡，则选择坡度较缓的位置立塔。

c.塔位上坡位置尽量躲避危石，发育冲沟，下坡位置尽量躲避矿洞。

d.在“三边”即河（沟）边、坎边、坡边立塔时，应要求地质人员评价塔位稳定性。

e.尽可能避免出现小档距和杆塔超条件使用；转角杆塔点位应尽量选择在山底或山腰，不宜选择在高山顶、沟底、河岸、悬崖边缘及易冲刷地带，否则会造成杆塔垂直档距增大，使杆塔选型困难；尽量选择直线杆塔进行跨越；跨河运行的杆塔点位应尽量选择从河道最窄、河床平直、地形较高、地质较好地段垂直跨越而过。

f.对上方汇水面积较大的杆塔位应设置排水沟，并明确位置、长度及型号。

g.对于易被雨水冲刷或易风化而剥落坍塌的边坡，无法避开的应设置护坡。对于基础临空面边坡陡峻，易于崩塌，或少数塔位因受线路走廊限制，不可避免地位于土体稳定差的地段的杆塔位，应设置挡土墙，并明确位置、长度及型号。

h.对于塔位上方无法躲避的危石，应现场喷漆标注，并作好记录，要求施工时清理。

3.4 平丘地区定位注意事项

平丘地区铁塔定位不应破坏农田，遇有梯田、土坎等情况要用基础主柱来调节，塔位选择时要远离深沟、泥（水）塘、陡坎以及较重要的道路。其安全距离（a值）参考GB 50007－2011《建筑地基基础设计规范》／P32公式（5.4.2－2）的要求，如图3所示。

图3 基础安全距离

当边坡坡角大于45°、坡高大于8 m时，应验算坡体稳定性。

如果上述条件不能满足，沟坎较陡，塔位又不能移动时，应考虑做护坡处理，设计人员应作好详细记录。

对于必须落于池塘中的塔位，应尽量靠近岸边（或坎边），以降低将来的施工难度与费用，设计人员应画出示意图并对塔型、呼称高、水深、地质情况等做好详细记录。

4 结束语

杆塔定位除上述考虑的因素外，应考虑特殊地质（岩溶与洞穴、不良地质作用发育地段、膨胀土、软土等）及洪水冲刷对塔位的影响。科学合理的杆塔定位是进行优秀输电线路设计的基础，也是建设“资源节约型，环境友好型”输电线路的重要环节。因此，在定位过程中必须慎重对待，反复比较，综合考虑，最终实现输电线路最优化设计。