CN106638663B - 一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法 - Google Patents
一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，包括：在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设混凝土结构或钢结构的加固梁，使铁塔的四个独立基础加固为整体式的联体基础；每个加固梁均由两端向外延长预设的长度形成延长柄；使用顶升机构由延长柄下方对联体基础进行抬升，将联体基础的顶部标高调整至同一水平；在铁塔周围架设拉线，防止倾倒；使用顶升机构将铁塔进行抬升，在联体基础下部设置用于平移铁塔的行走装置；使用行走装置平移铁塔；在平移到达预定位置后，拆除行走装置，回填联体基础，拆除拉线；本发明施工操作简单，基础加固、纠倾和平移效果好，安全可靠，适用性强，实现不停电作业，不影响地下的正常生产秩序。
Description
技术领域
本发明涉及沉陷区高压输电铁塔的保护技术领域，特别是指一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法。
背景技术
目前，高压输电线路压覆地下资源开采时会遇到沉陷区移动变形影响高压输电线路安全的问题，一般采取的方法为高压输电线路改线重建或地下留设保护矿柱。然而，输电线路改线重建需要耗费大量资金和时间，期间还需要停电，影响正常的生产生活用电；留设保护矿柱则造成地下资源的巨大浪费，影响企业的正常生产秩序，缩短了服务年限，降低了经济效益，制约了企业的长远发展。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，施工操作简单，基础加固、纠倾和平移效果好，安全可靠，适用性强，可实现不停电作业，不影响地下的正常生产秩序。
基于上述目的本发明提供的一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，包括：
在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁，使铁塔的四个独立基础加固为整体式的联体基础；所述加固梁为混凝土结构或钢结构，且每个所述加固梁均由两端向外延长预设的长度形成延长柄，位于所述联体基础同一侧面的相邻的两个所述加固梁的所述延长柄相连；
使用顶升机构由所述延长柄下方对所述联体基础进行抬升，将所述联体基础的顶部标高调整至同一水平；
在铁塔周围架设用于防止倾倒的拉线；使用所述顶升机构将铁塔进行整体抬升，在所述联体基础下部设置用于平移铁塔的行走装置；使用所述行走装置平移铁塔；在平移到达预定位置后，拆除所述行走装置，回填所述联体基础，拆除所述拉线。
在一些实施方式中，所述顶升机构包括：设置在所述延长柄下方的支座，和设置在所述支座上的顶升千斤顶或顶升螺纹丝杠。
在一些实施方式中，所述行走装置包括：设置在所述支座上、且顶推方向与平移方向反向的顶推千斤顶，以及设置在所述支座和所述加固梁之间的垫块。
在一些实施方式中，所述垫块与所述加固梁接触的端面上还设置有辅助钢板。
在一些实施方式中，当所述加固梁为混凝土结构时，所述在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁的步骤具体包括：
根据相关技术规范进行计算确定所述加固梁的尺寸和配筋；
在铁塔四周均匀布置四条临时拉线，每根所述临时拉线留出0.3m的调节余量；
将铁塔地基表层土体开挖，使铁塔独立基础露出30cm；
在铁塔独立基础上采用钻孔植筋锚固方法，经过支模、浇筑混凝土、养护、拆模，形成加设在独立基础之间的所述加固梁。
在一些实施方式中，当所述加固梁为钢结构时，所述在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁的步骤具体包括：
根据相关技术规范进行计算确定所述加固梁的结构形式及构件尺寸；
在铁塔四周均匀布置四条临时拉线，每根所述临时拉线留出0.3m的调节余量；
将铁塔地基表层土体开挖，使铁塔独立基础露出30cm；
从独立基础两组相对的侧面上靠近边缘位置分别设置贯穿的钢筋，并在所述钢筋上焊接与所述独立基础等宽的钢板，相邻所述钢板棱缘相连，形成封闭的梁结构；
使用工字钢将所述独立基础内侧相邻的所述梁结构焊接相连，使所述独立基础形成口字型结构，所述口字型结构的每条边构成一个所述加固梁；向所述独立基础外侧延伸焊接形成所述加固梁的所述延长柄，整体上所述加固梁形成井字形结构；将同侧相邻的两个所述加固梁的所述延长柄焊接相连。
在一些实施方式中，所述使用顶升机构由所述延长柄下方对所述联体基础进行抬升，将所述联体基础的顶部标高调整至同一水平的步骤具体包括：
根据相关技术规范分析确定所述支座的尺寸、所述顶升千斤顶和所述顶推千斤顶的选型；
开挖铁塔地基，形成所述支座的布置空间；在所述加固梁四个端头的所述延长柄下方浇筑混凝土结构的所述支座；
在所述支座上设置竖直方向的顶升千斤顶，使用所述顶升千斤顶顶升所述加固梁进而使得铁塔抬升；
在所述支座与所述加固梁之间加设所述垫块，并调整铁塔倾斜度，调整后将所述联体基础与铁塔地基间的空隙进行注浆充填。
在一些实施方式中，所述使用所述行走装置平移铁塔的步骤还包括：
平移后将所述联体基础与铁塔地基间的空隙进行注浆充填。
从上面所述可以看出，本发明提供的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，能够有效提高基础抵抗地基拉伸和压缩变形的能力，将塔体倾斜度和水平偏移量维持在正常允许范围内，保证铁塔腿部构件的整体稳定性，防止塔体倾斜过大而造成倒塔事故，可实现不停电作业，不影响地下的正常生产秩序。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法流程图；
图2为本发明实施例的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法的施工方案剖视图；
图3为本发明实施例的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法的施工方案平面布置图；
图4为本发明实施例中的基础加固方法(混凝土结构)流程图；
图5为本发明实施例中的基础加固方法(钢结构)流程图；
图6为本发明实施例中的塔体纠倾方法流程图；
图7为本发明实施例中的整体平移方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明实施例提供了一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，其包括：基础加固方法、塔体纠倾方法和整体平移方法。其中，加固方法是将普通铁塔的四个独立基础加固为一个整体式的联体基础，有效提高基础抵抗地基拉伸和压缩变形的能力，防止铁塔腿部构件发生较大的弯曲。塔体纠倾方法是先对基础进行加固，通过特定的顶升机构对倾斜铁塔较低一侧的基础进行抬升，从而将塔体的倾斜度恢复正常。铁塔整体平移方法是在基础加固为联体基础之后，在基础四周进行整体抬升，通过行走装置将铁塔整体进行平移，待平移到位后调整铁塔倾斜度并回填基础。
参考图1，为本发明实施例的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法流程图。
本发明实施例提供的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，包括以下步骤：
步骤101、基础加固方法：在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁，使铁塔的四个独立基础加固为整体式的联体基础；所述加固梁为混凝土结构或钢结构，且每个所述加固梁均由两端向外延长预设的长度形成延长柄，位于所述联体基础同一侧面的相邻的两个所述加固梁的所述延长柄相连。
步骤102、塔体纠倾方法：使用顶升机构由所述延长柄下方对所述联体基础进行抬升，将所述联体基础的顶部标高调整至同一水平。
步骤103、整体平移方法：在铁塔周围架设用于防止倾倒的拉线；使用所述顶升机构将铁塔进行整体抬升，在所述联体基础下部设置用于平移铁塔的行走装置；使用所述行走装置平移铁塔；在平移到达预定位置后，拆除所述行走装置，回填所述联体基础，拆除所述拉线。
在一些具体实施例中，所述顶升机构包括：设置在所述延长柄下方的支座，和设置在所述支座上的顶升千斤顶或顶升螺纹丝杠。相应的，所述行走装置包括：设置在所述支座上、且顶推方向与平移方向反向的顶推千斤顶，以及设置在所述支座和所述加固梁之间的垫块。最为优选的，所述垫块与所述加固梁接触的端面上还设置有用于减小摩擦、辅助平移的辅助钢板。上述结构在具体施工方案中的设置方式可参考图2和图3。图2和图3分别为本发明实施例的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法的施工方案剖视图和平面布置图。其中的附图标记分别为：铁塔基础①、加固梁②、顶推千斤顶③、顶升千斤顶④、支座⑤、垫块⑥、辅助钢板⑦。
基于上述的顶升机构和行走机构的设置，通过一个更加具体的实施例介绍本发明的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法。
参考图4，为本发明实施例中的基础加固方法(混凝土结构)流程图；
对于所述基础加固方法，当所述加固梁为混凝土结构时，所述在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁的步骤具体包括：
步骤401、根据相关技术规范进行计算确定所述加固梁的尺寸和配筋。
本步骤为加固梁的设计过程，根据铁塔所受的地表变形等级，计算其基础受到的附加应力，再根据附加应力的大小和铁塔本身的结构特点确定所述加固梁的尺寸和配筋。上述内容为现有技术，在本申请说明书中不再详述。
步骤402、在铁塔四周均匀布置四条临时拉线，每根所述临时拉线留出0.3m的调节余量。
步骤403、将铁塔地基表层土体开挖，使铁塔独立基础露出30cm。
步骤404、在铁塔独立基础上采用钻孔植筋锚固方法，经过支模、浇筑混凝土、养护、拆模，形成加设在独立基础之间的所述加固梁。
步骤402至步骤404为加固梁的设置过程，具体包括：架设临时拉线——在铁塔四周均匀布置四条拉线，每根富余0.3m。开挖表土——将地基表层土体开挖，露出铁塔混凝土独立基础约30cm。植筋——独立基础两侧面用风钻打三排通孔，新老混凝土结合面应打毛并清洗干净，涂刷界面剂，用JCT-WG高强灌浆料进行浇注，钢筋锚固采用植筋锚固，植筋时不得损坏原结构钢筋。新加受力钢筋与原结构连接采用钻孔植筋锚固。支模、浇筑混凝土养护、拆模，形成混凝土加固梁。
参考图5，为本发明实施例中的基础加固方法(钢结构)流程图。
对于所述基础加固方法，当所述加固梁为钢结构时，所述在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁的步骤具体包括：
步骤501、根据相关技术规范进行计算确定所述加固梁的结构形式及构件尺寸。
本步骤为加固梁的设计过程，根据铁塔所受的地表变形等级和铁塔本身的结构特点，计算其基础受到的附加应力，再根据附加应力的大小和铁塔本身的结构特点确定所述加固梁的结构形式及构件尺寸。上述内容为现有技术，在本申请说明书中不再详述。
步骤502、在铁塔四周均匀布置四条临时拉线，每根所述临时拉线留出0.3m的调节余量。
步骤503、将铁塔地基表层土体开挖，使铁塔独立基础露出30cm。
步骤504、从独立基础两组相对的侧面上靠近边缘位置分别设置贯穿的钢筋，并在所述钢筋上焊接与所述独立基础等宽的钢板，相邻所述钢板棱缘相连，形成封闭的梁结构。
步骤505、使用工字钢将所述独立基础内侧相邻的所述梁结构焊接相连，使所述独立基础形成口字型结构，所述口字型结构的每条边构成一个所述加固梁；向所述独立基础外侧延伸焊接形成所述加固梁的所述延长柄，整体上所述加固梁形成井字形结构；将同侧相邻的两个所述加固梁的所述延长柄焊接相连。
步骤502至步骤505为加固梁的设置过程，具体包括：架设临时拉线——在铁塔四周均匀布置4条拉线，每根富余0.3m。开挖表土——将地基表层土体开挖，露出铁塔混凝土基础约30cm。原基础改造——对原基础南北两侧面用风钻打三排通孔(每排两个)，穿Φ32钢筋，与10mm厚开眼钢板焊接(钢板长1.0m，宽0.8m，与基础等宽)，钢板紧贴支墩；东西两侧面也用10mm厚钢板紧贴基础，棱缘与南北侧面钢板焊接。焊接“井”字形钢架——先用矿用45b工字钢与基础内侧面钢板焊接，形成“口”字形状，再在基础外侧面向外焊接1.0～2.0m长延长柄形成“井”字形状；最后将四面相邻延长柄焊接，形成钢结构加固梁。
参考图6，为本发明实施例中的塔体纠倾方法流程图。
对于所述塔体纠倾方法，具体包括以下步骤：
步骤601、根据相关技术规范分析确定所述支座的尺寸、所述顶升千斤顶和所述顶推千斤顶的选型。
本步骤为相关设备的准备步骤，根据铁塔基础、塔体、导线等自重荷载及支座的受力特点分析确定支座的尺寸及千斤顶选型。上述内容为现有技术，在本申请说明书中不再详述。
步骤602、开挖铁塔地基，形成所述支座的布置空间；在所述加固梁四个端头的所述延长柄下方浇筑混凝土结构的所述支座。
步骤603、在所述支座上设置竖直方向的顶升千斤顶，使用所述顶升千斤顶顶升所述加固梁进而使得铁塔抬升。
步骤604、在所述支座与所述加固梁之间加设所述垫块，并调整铁塔倾斜度，调整后将所述联体基础与铁塔地基间的空隙进行注浆充填。
步骤602至步骤604为塔体纠倾过程，具体包括：地基开挖——开挖尺寸应考虑留有支座的布置空间。支座——在加固梁四个端头(延长柄)下部浇筑混凝土结构的支座。塔体纠倾——在支座上用竖直方向的顶升千斤顶通过加固梁将杆塔连同基础一同抬起，支座与加固梁之间加设垫块和辅助钢板，并调整杆塔体倾斜度，每次纠倾后及时将基础与地基间的空隙进行注浆充填。
图7为本发明实施例中的整体平移方法流程图。
对于所述整体平移方法，具体包括以下步骤：
步骤701、在铁塔周围架设用于防止倾倒的拉线。
步骤702、使用所述顶升机构将铁塔进行整体抬升，在所述联体基础下部设置用于平移铁塔的行走装置；使用所述行走装置平移铁塔。
平移——以加固梁作为上轨道梁，以支座上设置的垫块作为下轨道梁，垫块与加固梁之间的辅助钢板起减少摩擦力、辅助移动的作用，在平移方向的反方向上的支座上设置水平方向的顶推千斤顶，施加顶推力将杆塔整体进行平移，每次平移后及时将联体基础与地基间的空隙进行注浆充填。
步骤703、在平移到达预定位置后，拆除所述行走装置，回填所述联体基础，拆除所述拉线。
复位——待地表移动稳定后，将线塔纠倾、平移到位。回填——撤出千斤顶等设备设施，将地基土回填并夯实，待地基稳定后回撤拉线。
基于上述实施例可见，本发明的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，使输电线路铁塔能够抵抗沉陷区地表移动变形的影响，保证高压输电线路的安全运行，解决高压输电线路保护和地下资源回收之间的矛盾，避免停电事故，减少资源浪费，节省资金等投入。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，其特征在于，包括：
在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁，使铁塔的四个独立基础加固为整体式的联体基础；所述加固梁为混凝土结构或钢结构，且每个所述加固梁均由两端向外延长预设的长度形成延长柄，位于所述联体基础同一侧面的相邻的两个所述加固梁的所述延长柄相连；
使用顶升机构由所述延长柄下方对所述联体基础进行抬升，将所述联体基础的顶部标高调整至同一水平；
在铁塔周围架设用于防止倾倒的拉线；使用所述顶升机构将铁塔进行整体抬升，在所述联体基础下部设置用于平移铁塔的行走装置；使用所述行走装置平移铁塔；在平移到达预定位置后，拆除所述行走装置，回填所述联体基础，拆除所述拉线；
所述顶升机构包括：设置在所述延长柄下方的支座，和设置在所述支座上的顶升千斤顶或顶升螺纹丝杠；
所述行走装置包括：设置在所述支座上、且顶推方向与平移方向反向的顶推千斤顶，以及设置在所述支座和所述加固梁之间的垫块。
2.根据权利要求1所述的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，其特征在于，所述垫块与所述加固梁接触的端面上还设置有辅助钢板。
3.根据权利要求1所述的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，其特征在于，当所述加固梁为混凝土结构时，所述在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁的步骤具体包括：
根据相关技术规范进行计算确定所述加固梁的尺寸和配筋；
在铁塔四周均匀布置四条临时拉线，每根所述临时拉线留出0.3m的调节余量；
将铁塔地基表层土体开挖，使铁塔独立基础露出30cm；
在铁塔独立基础上采用钻孔植筋锚固方法，经过支模、浇筑混凝土、养护、拆模，形成加设在独立基础之间的所述加固梁。
4.根据权利要求1所述的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，其特征在于，当所述加固梁为钢结构时，所述在铁塔的任意两个相邻的独立基础之间加设加固梁的步骤具体包括：
根据相关技术规范进行计算确定所述加固梁的结构形式及构件尺寸；
在铁塔四周均匀布置四条临时拉线，每根所述临时拉线留出0.3m的调节余量；
将铁塔地基表层土体开挖，使铁塔独立基础露出30cm；
从独立基础两组相对的侧面上靠近边缘位置分别设置贯穿的钢筋，并在所述钢筋上焊接与所述独立基础等宽的钢板，相邻所述钢板棱缘相连，形成封闭的梁结构；
使用工字钢将所述独立基础内侧相邻的所述梁结构焊接相连，使所述独立基础形成口字型结构，所述口字型结构的每条边构成一个所述加固梁；向所述独立基础外侧延伸焊接形成所述加固梁的所述延长柄，整体上所述加固梁形成井字形结构；将同侧相邻的两个所述加固梁的所述延长柄焊接相连。
5.根据权利要求1所述的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，其特征在于，所述使用顶升机构由所述延长柄下方对所述联体基础进行抬升，将所述联体基础的顶部标高调整至同一水平的步骤具体包括：
根据相关技术规范分析确定所述支座的尺寸、所述顶升千斤顶和所述顶推千斤顶的选型；
开挖铁塔地基，形成所述支座的布置空间；在所述加固梁四个端头的所述延长柄下方浇筑混凝土结构的所述支座；
在所述支座上设置竖直方向的顶升千斤顶，使用所述顶升千斤顶顶升所述加固梁进而使得铁塔抬升；
在所述支座与所述加固梁之间加设所述垫块，并调整铁塔倾斜度，调整后将所述联体基础与铁塔地基间的空隙进行注浆充填。
6.根据权利要求1所述的沉陷区高压输电铁塔基础加固及整体纠倾平移方法，其特征在于，所述使用所述行走装置平移铁塔的步骤还包括：
平移后将所述联体基础与铁塔地基间的空隙进行注浆充填。
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