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1、煤矿采空区输电线路杆塔基础设计 【摘要】本文通过对采空区对输电线路造成破坏入手进行分析，重点对煤矿采空区的输电线路杆塔基础设计提出一些建议，供参考。【关键词】煤矿采空区；输电线路；杆塔基础；设计中图分类号：X752文献标识码：A一、前言煤矿采空区属于一种较特殊的地质形式，会引起地面建筑出现裂缝甚至倾倒，严重影响到了使用。煤矿采矿区对输电线杆塔的破坏也是较大的。在设计过程中，要加强对采空区的处理。二、煤矿采空区对输电线路造成的影响和破坏1、采空区地表破坏7从煤炭采掘工程及其对地表变形的影响来看,可以把煤矿采空区分为老
2、采空区、现采空区、未来采空区等三大类,它们对输电线路杆塔及基础造成的影响存在显著区别.一般而言,老采空区若变形已稳定、不能再次活化,可选择立塔;现采空区地表位移和变形活跃,对杆塔及基础造成的影响和破坏较大,这类地段必须经过详细评价,满足稳定性要求时,才可选择立塔,否则应避开或采取有关工程措施;未来采空区在以后开采时产生的破坏情况同现采空区,因此建设输电线路必须按现采空区的有关原则和措施进行。2、煤矿采空区对输电线路造成的影响和破坏当杆塔及基础处于采空区的不同位置时,受到的变形和损害也是不一样的.地表的移动和变形值取决
3、于所研究点处在移动盆地内的位置.在如图1所示的杆塔与工作面的相互位置图中,图中Ⅰ位于最大拉伸和正曲率位置,点Ⅱ为最大倾斜和最小水平变形位置,点Ⅲ(充分采动条件下)为最大压缩和负曲率位置,点Ⅳ为下沉最大,倾斜最小,而当不充分采动时,压缩和负曲率最大.因此对于Ⅰ位置,往往由于拉伸变形产生地面裂缝,属不连续变形,对线路破坏较严重;对于Ⅱ位置,倾斜量较大,对属于高耸结构的杆塔也产生较严重的影响;对于Ⅲ位置,压缩变形可导致基础根开变化,塔材变形;对于Ⅳ点,杆塔只发生整体的下沉,对结构本身造成的破坏较小因此只要能够满足导线的对地
4、距离,就是采空区地段输电杆塔的最佳塔位。我国特高压交流试验示范工程在山西、河南两省的有些地段就无法避过采空区,在确定塔位时,应尽量选择在图中所示Ⅳ点的位置。图1建筑物位于移动盆地内不同位置三、杆塔基础的现状分析杆塔基础作为输出电线路的重要组成部分,7它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程占很大比重。据有关资料统计:输电线路基础工程施工工期约占整个工期的一半,运输量约占整个工程的60%,费用约占整个工程的l5%-35%。基础选型、设计及施工的优劣严重影响着线路工程的建设。根据我国现有的技术规范,铁塔设计和国外相比,较
5、为合理和成熟,而基础设计的尺寸比国外大,设计较为保守,基础施工费用比国外要高出很多。同时,基础过大,若采用大面积开挖,势必会造成大面积植被的破坏和水土流失。因此有必要加强对输电线路基础的研究。四、煤矿采空区输电线路杆塔基础的设计应考虑的一些条件在煤矿采空区工程的诸多问题中,最为突出的是地表移动问题,也就是采空区所引起的环境问题。煤矿采空区所带来的危害远比煤矿“三废”要大得多,它破坏景观,使地表出现裂缝,造成水土流失,地表积水;破坏厂房,使输电、输水线路中断,阻断交通;使地表水疏干,地下水位下降,影响农业生产排灌,破坏
6、上部建筑物。所以输电线路杆塔基础在设计上应该考虑下列以下的条件。1、移动盆地的形成及对建筑物的影响地下一定面积的煤层被开采后,上覆和周围的岩层会发生移动和变形煤层上部的部分岩层就会立即垮落充填采空区,地面随之下沉,形成比采煤面积大一些的地表移动盆地。其中区间位于采空区上方,地表下沉均匀,一般不出现裂缝,7地表下沉值最大,建于该区的建筑物相应安全。但边缘区一般位于采空区外侧煤层上方,地表下沉不均匀,地面向盆地中心倾斜,呈凸形,产生拉伸变形,对建筑物破坏严重。2、采空区覆岩的破坏特点对建筑物的影响煤层开采后,其上覆盖层形
7、成冒落带、裂缝带、弯曲带。在冒落带岩层被断裂成块状,岩块之间缝隙太且多,在这一层岩层已完全破坏;在裂缝带岩层被断裂、离层、裂隙,岩体的内部结构已被不同程度的破坏;在弯曲带岩层基本呈整体下沉趋势,破坏轻微,岩层整体及内部结构未被扰动。从地基基础设计考虑。冒落带、裂缝带的岩体由于已受到严重破坏。虽经多年压实,仍不可避免地存在一定的离层、裂隙,其抗拉、压、剪强度明显低于原始岩体的相应强度,如果建筑物的上部荷载传递到这两带上,势必造成建筑物的整体塌陷或不均匀沉降,而导致上部结构的破损或破坏;而弯曲带的岩层整体完好,内部结构与
8、原始岩体基本一致,符合基础持力层的要求。五、煤矿采空区输电线路杆塔基础的设计1、杆塔选型选用独立式的刚性杆塔,杜绝采用带拉线杆塔。拉线杆塔主要靠拉线支撑,一旦杆塔柱身基础发生下沉,拉线随即退出工作,极易造成倒塔,所以不能采用对地基下沉非常敏感的拉线杆塔,而应采用抵御下沉能力较强的四腿刚性杆塔。72、杆塔基础选型应当使用配有钢筋的柔性杆塔基础,自
