浅谈输电铁塔在采空区的防治措施

段尚祥++李杰

摘 要：主要介绍了输电铁塔途径煤矿采空区时采取的事先控制措施、事中控制措施和事后纠偏措施。

关键词：输电铁塔；采空区；路径；基础沉降

中图分类号：TM753 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.148

山西省煤炭资源极其丰富，据测算，含煤地层面积约占全省总面积的39.1%.随着智能电网和特高压电网建设的不断发展，输电线路工程不可避免地经过煤矿采空区或计采区。采空区地面塌陷、裂缝将直接造成铁塔基础不均匀沉降、铁塔构件变形、损坏，或者导地线悬垂绝缘子串倾斜超差等。因此，采空区是输电线路安全运行的一大隐患，对其进行提前预控、过程控制、及时纠偏是一项非常重要的工作。

1 事先控制措施

1.1 认真选择路径，尽可能避开采空区

在选择输电线路工程路径时，应尽可能避开煤矿采空区或计采区。当不可避免地经过煤矿采空区时，采厚比等参数要符合设计规定，并且尽量选择地势较为平坦的地段，塔位处地面应较为宽广，附近应无断沟、坑洞、地面裂缝等。

输电线路工程通过采空区或计采区时，不应设计为同塔双回线路，以缩小故障范围；应适当延长采空区线路耐张段和对地距离，同时缩短塔位挡距，减小转角度数。

1.2 做好输电线路工程基础及铁塔选型

当输电线路工程经过采空区时，铁塔基础应采用地脚螺栓式台阶基础，并根据采空区情况在基础下部设置整体防护大板。防护大板为一块可以同时承载4个塔腿基础的钢筋混凝土平板，可以抵御下部地层的变形，局部塌陷、裂缝，降低4个塔腿基础发生不均匀沉降的可能性。在防护大板上方铺粗砂卵石垫层，再在粗砂卵石垫层上浇筑4个塔腿的混凝土基础。混凝土基础的地脚螺栓采用加长丝扣的地脚螺栓。当基础发生较小的不均匀沉降时，通过在铁塔塔脚下方加装垫铁来调整；当发生较大的不均匀沉降或基础位移时，通过改变处于粗砂卵石垫层上的基础的高度或位置来调整。

采空区的铁塔应选用自立式铁塔，不宜采用LV塔等靠拉线固定的杆塔。因为一旦采空区出现塌陷、裂缝，不仅可能造成拉线铁塔基础的下沉，还可能造成拉线基础外露，拉线松紧不一、失效，极易造成倒塔事故，严重威胁电网的安全运行。

2 事中控制措施

2.1 熟悉采空区情况，做好数据采集工作

煤矿采空区的塌陷、地面裂缝的形成受煤炭采厚比、季节、雨水等因素的影响较大，因此，运维单位应对采空区的杆塔情况进行摸底，做好采空区铁塔倾斜、变形，基础沉降，绝缘子串倾斜等的数据收集和整理工作，并定期分析铁塔、基础变化情况，以便掌握各塔位的安全运行状况。

积极与当地煤矿管理部门联系，详细调查、了解输电线路工程途径区的地质情况、采厚比、回采时间、计采区等，掌握煤炭开采动态，禁止煤炭企业非法进入塔位下方开采，同时在开采工作面临近塔位时，及时通知电网运维单位。运维单位根据结合实际情况采取加强巡视、定点监护、切断负荷等预防措施。

2.2 加强采空区杆塔巡检

运维单位应制订采空区巡检制度，加大对于采空区杆塔的巡视力度，重点检查基础地表附近有无裂缝和塌陷，绝缘子串有无倾斜，导线对地距离有无变小，杆塔倾斜是否超差，杆塔构件有无变形、损坏等。一旦发现异常，应及时根据规定上报处理。

加强对《中华人民共和国电力法》的宣传和护线工作，积极与煤矿等生产单位联系，告知其采空区对杆塔的危害及预防措施的实施要求，并且在春季以及大雨过后及时对输电线路采空区进行巡视，做好记录。

3 事后纠偏措施

3.1 直线塔倾斜纠偏方法

3.1.1 张力平衡法

相邻铁塔或本铁塔倾斜后都会造成铁塔导地线悬垂串倾斜超差。将耐张段所有倾斜严重的悬垂线夹替换成放线滑车，且使导地线张力平衡。此时，铁塔倾斜值变小，能够减小塔身所受的非正常荷载。

3.1.2 垫铁调整法

由于基础中预埋的地脚螺栓是加长丝扣的，因此，当基础不均匀沉降在200 mm以内，并且在铁塔上采取安全措施后，将地脚螺栓帽松开，然后用扶正工具将塔腿缓慢提起，在铁塔塔脚板与基础之间插入预先加工好的多种厚度的钢板。钢板总厚度一般不应大于150 mm。

3.1.3 更换塔脚板法

当采用垫铁调整法不能满足要求时，可采用更换塔脚板法来调整。根据基础各腿下沉量，设计加长塔脚板或垫铁厚度，用扶正工具将塔腿提起，利用替换法将原塔脚板换掉。

3.1.4 调整基础位置、高度法

采空区杆塔倾斜后，一般不需要对基础进行调整，但基础中心位移超过100 mm时，需调整基础的位置、高度。调整前，应做好相应塔腿的安全措施，利用机械式千斤顶、液压式千斤顶推移或顶升。

3.1.5 新建基础、铁塔法

如果原基础未考虑采空区预防措施，且铁塔变形、损坏较严重，宜在原基础附近新建防护式大板加柔性台阶式基础，并在基础上新建铁塔。

3.2 转角塔倾斜纠偏方法

常用的转角塔倾斜纠偏方法主要有以下三种：①张力平衡法。与直线塔相同，但需根据塔脚板所处内外角侧情况加装铁塔稳定拉线和辅助提升塔脚拉线。②更换塔脚板法。与直线塔相同，但需根据塔脚板所处内外角侧情况在放松导地线张力的情况下加装铁塔稳定拉线和辅助提升塔脚拉线。③局部改线法。如果原基础未考虑采空区预防措施，且转角塔及附近直线铁塔变形、损坏较严重时，宜采用局部改线法，避开严重塌陷的采空区，并采取采空区不均匀沉降预防措施。

4 结论与建议

实践证明，输电线路工程通过煤矿采空区时，只要事先选好路径，遵循相应的采空区设计原则，在施工中严格控制各环节，加强质量验收，并且在线路运行时加强巡视，定期测量倾斜的铁塔，超过规定时，按原则确定纠偏方案并实施，可以最大程度地降低采空区对输电线路工程的影响。

〔编辑：刘晓芳〕