CN110761317B - 一种用于冻土的铁塔安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于冻土的铁塔安装方法，可以实现在特殊的冻土地区，在塔基基础施工的过程中，采用预制的方式直接现场装配，降低寒冷地区的施工难度，提高施工效率，通过预埋平衡冷棒的方式，一方面起到加固塔基基础的作用，另一方面在日时间跨度上起到转移冷量的作用，利用纳米复合型相变蓄冷材料实现冷量的储蓄和释放，进而实现冷量在时间和空间上的双重转移，保障冻土环境的温度稳定及平衡，既不易出现因温度上升土体融化带来的强度下降和水分流失，也不易出现因温度下降导致土体进一步冻结收缩的开裂和不规则内应力，本发明可以很好地利用冷量的转移来实现土体温度的平衡，保持土体的结构稳定性及高强度。

Description

一种用于冻土的铁塔安装方法

技术领域

本发明涉及铁塔基础建设技术领域，更具体地说，涉及一种用于冻土的铁塔安装方法。

背景技术

冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月）/季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）。

冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。随着气候变暖，冻土在不断退化。

在自然环境中，受大气温度交化的影响，土体中的水分产生相变，从而上体积膨床或收缩，膨胀现卖称为上体的冻米，收缩现象成为冻土融化。冻土地基的冻账性是影响多年冻土地区基础工程结构稳定性的重要因素。

随着我国电力能源的不断开发和"西电东送"计划的不断深入，电能的传输也面临着新的考验，电能输送过程中难免会遇到高寒冻土地区，恶劣的地质环境给输电线路铁塔的地基处理带来了很大的困难。

在冻土地区的岩层或土层中，存在着大小不等的裂隙和孔隙，它们常被水分充填，随着冬季和夜晚气温的下降，水分逐渐冻结、膨胀，对围岩起着很大的破坏，使裂隙不断扩大。至夏季或白昼因温度上升，冰体融化，地表水可再度乘隙注入。这种固温度周期性变化而引起的冻结与融化过程交替出现，造成地面土（岩）层破碎松解，这一过程逐渐从地表延伸至深层，导致土体强度下降，无法为铁塔基础提供稳定支撑和固定效果。

冻土区普遍存在不同深度的永冻层。在湿冻土分布区，夏季，永冻层以上解冻，由于永冻层阻隔，融水渗透不深，致使永冻层以上土层水分呈过饱和状态，而形成活动层，活动层厚度为0.6米至4米，若永冻层倾斜，则形成泥流；冬季地表先冻，对下面未冻泥流产生压力，使泥流在地表薄弱处喷出而成泥喷泉，泥流积于地表成为沼泽，因其下渗较弱，泥流、泥喷泉又混和上下层物质，使土壤剖面分化不明显，而在南缘永冻层处于较深部位，水分下渗较强处，剖面层次分化较好。针对季节交替的温度变化，中圣研制开发了中国人自己的冻土治理技术——低温热棒，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米。具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走管内热量；在夏季，热棒则停止工作。独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”，热棒的结构大致为一个密闭空心长棒，内装有一些液氨，液氨沸点较低，在冬季土中热量使该液体蒸发，到顶部，通过散热片将热量传导给空气，冷却后又液化回到下部，保持冻土冷冻状态不松软。在夏季，液体全部变成气体，气体对流很小，热量向底部传导很慢，如此循环往复，把自然界大气中的冷量源源不断地传输到地基冻土中，由于热棒单向传热的特点，夏天大气中的热量就不会通过热棒传到冻土中。

然而不是所有的冻土环境都可以简单适用于低温热棒，在干旱冻土分布区，白天由于太阳辐射强烈，地面迅速增温，表土融化，水分蒸发；夜间表土冻结，下层的水汽向表面移动并凝结，增加了表土含水量，反复进行着融冻和湿干交替作用，促进了表土海绵状多孔结皮层的形成。此外，暖季，白天表土融化，夜间冻结，都是由于由地表开始逐渐向下增温或减温总是大致平行于地表水平层次变化着的，正是由于冻土在日时间跨度下温度变化的不均匀性，白天土体温度高开始融化，土体强度下降且伴随着水分的蒸发流失，夜晚土体温度低开始冻结，土体冷缩开裂，导致冻土的结构稳定性变差，而热棒仅能起到将土体深层的热量传导至外界环境，无法针对白天夜晚的温度变化做出调整，对铁塔的建造运行难以进行有效保障。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于冻土的铁塔安装方法，它可以实现在特殊的冻土地区，在塔基基础施工的过程中，采用预制的方式直接现场装配，降低寒冷地区的施工难度，提高施工效率，通过预埋平衡冷棒的方式，一方面起到加固塔基基础的作用，另一方面在日时间跨度上起到转移冷量的作用，利用纳米复合型相变蓄冷材料实现冷量的储蓄和释放，进而实现冷量在时间和空间上的双重转移，保障冻土环境的温度稳定及平衡，既不易出现因温度上升土体融化带来的强度下降和水分流失，也不易出现因温度下降导致土体进一步冻结收缩的开裂和不规则内应力，土体在温度反复循环的过程中加剧了结构失稳和强度下降的现象，本发明可以很好地利用冷量的转移来实现土体温度的平衡，保持土体的结构稳定性及高强度。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种用于冻土的铁塔安装方法，包括以下步骤：

S1、施工准备：将输电线路铁塔基面及附近的浮土及杂物清理干净后，设备、材料、人员进场；

S2、基坑开挖：基坑开挖预留500mm以上防冻层，待搭建前基坑操平时再挖至设计深度，以避免气温上升冻土解冻后造成不均匀下沉；

S3、基础搭建：放样并做好支护措施后，将预制塔基基础吊装至基坑内，预制塔基基础外侧采用玻璃钢封闭包裹；

S4、预埋冷棒：安装辅助转冷装置，所述转冷装置包括蓄冷稳定环和多个平衡冷棒，且平衡冷棒与蓄冷稳定环之间相连通，多个所述平衡冷棒呈环形阵列分布在蓄冷稳定环下端，所述平衡冷棒和蓄冷稳定环内均填充有蓄冷介质，所述平衡冷棒下端固定连接有加固钢板，通过高强螺栓将加固钢板安装至预制塔基基础下端，平衡冷棒通过焊接加强板的方式安装至预制塔基基础上端；

S5、换填回埋：预制塔基基础周围0.2-0.3m范围内采用不冻胀的石料或者粗砂换填，外面再用原土对整个基坑进行回填；

S6、塔身安装：通过抱箍连接件将塔身安装至预制塔基基础上，完成输电线路铁塔的架设。

进一步的，所述步骤S2中冻土基坑开挖采用旋挖钻机开挖干法成孔的施工技术，可保证开挖速度，以保持桩孔成型和冻土稳定。

进一步的，所述平衡冷棒内壁上沿预埋方向开凿有一排均匀分布的易折槽，所述易折槽内固定连接有玻璃管，所述玻璃管内填充有颜料粉末，可以通过易折槽处的易折特性来监测土体变形，一旦温度失衡导致土体反复融化冻结，土体不可避免的会出现裂缝和变形，一旦出现土体挤压平衡冷棒的现象，易折槽处容易变形进而挤压玻璃管发生破裂现象，其内的颜料粉末渗出进入到蓄冷介质使其变色，用于在技术人员巡查时及时发现。

进一步的，所述蓄冷介质为添加有纳米TiO2粒子的BaCl2-水共晶盐溶液，其中BaCl2质量浓度为22.3%，TiO2质量浓度为1%，纳米TiO2粒子的粒径为20-50nm，蓄冷介质为纳米复合型相变蓄冷材料，具有优异的蓄冷能力和导冷系数，导热系数增加的原因在于溶液中悬浮的纳米粒子本身具有比液体大得多的导热系数，加之纳米粒子尺寸很小，在液体分子的作用下不停地作布朗运动，在纳米粒子与液体分子间形成微对流，增强了二者之间的能量交换，使导热系数得到提高。

进一步的，所述预制塔基基础采用抗冻混凝土制成，所述抗冻混凝土由以下重量配比的原料制备：硅酸盐水泥20-30份、矿粉5-10份、粉煤灰2-3份、珍珠岩1-2份、聚羧酸高效减水剂0.5-1份、细砂1-2份、防冻剂2-5份、早强剂0.2-0.5份和引气剂0.1-3份，在混凝土中掺入矿渣微细粉，使混凝土内部更加密实，阻止了氯离子的渗透，提高了混凝土的护筋性、抗渗性、抗冻性及抗氯离子渗透性能，同时又降低了混凝土中的Ca(0H)2含量，提高了混凝土的抗盐蚀、抗硫酸盐侵蚀能力；防冻剂能降低混凝土中液相冰点，使混凝土在一定负温度下有部分不冻水存在，保证混凝土不遭受冻害并在一定时间里获得预期强度；早强剂促进混凝土早期强度的生成，使其及早达到临界强度以防冻害；减水剂除了保持混凝土需要的和易性及降低用水量之外，它还有分散作用，使水泥成为细小的、彼此分离的单个粒子，均匀地分布于水中，从而达到改善混凝土孔隙结构，降低混凝土中可冻水含量，并使冻晶粒度小且分散，以减轻冰的破坏作用；引气剂则使混凝土在搅拌过程中带入空气，形成很多封闭型微气孔，以缓解冰的冻胀应力破坏，提高混凝土的防早期冻害性能。

进一步的，所述蓄冷稳定环上端涂覆有纳米热反射涂层，用来反射白天太阳光直射带来的温度升高，降低对平衡冷棒蓄冷的影响，所述平衡冷棒外表面涂覆有纳米抗腐蚀涂层，防止长期在土体内受到腐蚀。

进一步的，所述预制塔基基础从上至下依次包括基础立柱、基础过渡台和基础底板，所述基础立柱、基础过渡台和基础底板的高度比为1:1.2:0.2-0.3，所述基础过渡台与基础底板的接触面积与基础立柱的截面面积比值为4-5:1，通过对预制塔基基础进行结构上的优化设计，提高其稳定性。

进一步的，所述玻璃管外端包裹有硅胶层，所述硅胶层上开凿有多个均匀分布的漏粉孔，硅胶层起到玻璃管的保护作用，避免受到不可避免的容许变形误差下发生破裂的现象，只有当变形超过限值后玻璃管才会破碎及时警示技术人员。

进一步的，所述步骤S5回填之前先在玻璃钢表面涂抹5mm厚的润滑剂层，且分三次进行，间隔不得超过1h，起到保护玻璃钢的作用，分三次处理是为了应对低温施工的影响。

进一步的，所述步骤S5中回填至表层剩余15-20cm时，铺设草方格沙障或采用砾石铺压，起到保温隔热的作用，避免环境温度和土体问题的过度交互而影响土体温度的平衡体系，同时还可以起到分散蓄冷稳定环的压力的作用，不易发生表层变形或者下沉的现象，间接提高蓄冷稳定环的稳定性。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现在特殊的冻土地区，在塔基基础施工的过程中，采用预制的方式直接现场装配，降低寒冷地区的施工难度，提高施工效率，通过预埋平衡冷棒的方式，一方面起到加固塔基基础的作用，另一方面在日时间跨度上起到转移冷量的作用，利用纳米复合型相变蓄冷材料实现冷量的储蓄和释放，进而实现冷量在时间和空间上的双重转移，保障冻土环境的温度稳定及平衡，既不易出现因温度上升土体融化带来的强度下降和水分流失，也不易出现因温度下降导致土体进一步冻结收缩的开裂和不规则内应力，土体在温度反复循环的过程中加剧了结构失稳和强度下降的现象，本发明可以很好地利用冷量的转移来实现土体温度的平衡，保持土体的结构稳定性及高强度。

（2）冻土基坑开挖采用旋挖钻机开挖干法成孔的施工技术，可保证开挖速度，以保持桩孔成型和冻土稳定。

（3）平衡冷棒内壁上沿预埋方向开凿有一排均匀分布的易折槽，易折槽内固定连接有玻璃管，玻璃管内填充有颜料粉末，可以通过易折槽处的易折特性来监测土体变形，一旦温度失衡导致土体反复融化冻结，土体不可避免的会出现裂缝和变形，一旦出现土体挤压平衡冷棒的现象，易折槽处容易变形进而挤压玻璃管发生破裂现象，其内的颜料粉末渗出进入到蓄冷介质使其变色，用于在技术人员巡查时及时发现。

（4）蓄冷介质为添加有纳米TiO2粒子的BaCl2-水共晶盐溶液，其中BaCl2质量浓度为22.3%，TiO2质量浓度为1%，纳米TiO2粒子的粒径为20-50nm，蓄冷介质为纳米复合型相变蓄冷材料，具有优异的蓄冷能力和导冷系数，导热系数增加的原因在于溶液中悬浮的纳米粒子本身具有比液体大得多的导热系数，加之纳米粒子尺寸很小，在液体分子的作用下不停地作布朗运动，在纳米粒子与液体分子间形成微对流，增强了二者之间的能量交换，使导热系数得到提高。

（5）预制塔基基础采用抗冻混凝土制成，抗冻混凝土由以下重量配比的原料制备：硅酸盐水泥20-30份、矿粉5-10份、粉煤灰2-3份、珍珠岩1-2份、聚羧酸高效减水剂0.5-1份、细砂1-2份、防冻剂2-5份、早强剂0.2-0.5份和引气剂0.1-3份，在混凝土中掺入矿渣微细粉，使混凝土内部更加密实，阻止了氯离子的渗透，提高了混凝土的护筋性、抗渗性、抗冻性及抗氯离子渗透性能，同时又降低了混凝土中的Ca(0H)2含量，提高了混凝土的抗盐蚀、抗硫酸盐侵蚀能力；防冻剂能降低混凝土中液相冰点，使混凝土在一定负温度下有部分不冻水存在，保证混凝土不遭受冻害并在一定时间里获得预期强度；早强剂促进混凝土早期强度的生成，使其及早达到临界强度以防冻害；减水剂除了保持混凝土需要的和易性及降低用水量之外，它还有分散作用，使水泥成为细小的、彼此分离的单个粒子，均匀地分布于水中，从而达到改善混凝土孔隙结构，降低混凝土中可冻水含量，并使冻晶粒度小且分散，以减轻冰的破坏作用；引气剂则使混凝土在搅拌过程中带入空气，形成很多封闭型微气孔，以缓解冰的冻胀应力破坏，提高混凝土的防早期冻害性能。

（6）蓄冷稳定环上端涂覆有纳米热反射涂层，用来反射白天太阳光直射带来的温度升高，降低对平衡冷棒蓄冷的影响，平衡冷棒外表面涂覆有纳米抗腐蚀涂层，防止长期在土体内受到腐蚀。

（7）预制塔基基础从上至下依次包括基础立柱、基础过渡台和基础底板，基础立柱、基础过渡台和基础底板的高度比为1:1.2:0.2-0.3，基础过渡台与基础底板的接触面积与基础立柱的截面面积比值为4-5:1，通过对预制塔基基础进行结构上的优化设计，提高其稳定性。

（8）玻璃管外端包裹有硅胶层，硅胶层上开凿有多个均匀分布的漏粉孔，硅胶层起到玻璃管的保护作用，避免受到不可避免的容许变形误差下发生破裂的现象，只有当变形超过限值后玻璃管才会破碎及时警示技术人员。

（9）回填之前先在玻璃钢表面涂抹5mm厚的润滑剂层，且分三次进行，间隔不得超过1h，起到保护玻璃钢的作用，分三次处理是为了应对低温施工的影响。

（10）回填至表层剩余15-20cm时，铺设草方格沙障或采用砾石铺压，起到保温隔热的作用，避免环境温度和土体问题的过度交互而影响土体温度的平衡体系，同时还可以起到分散蓄冷稳定环的压力的作用，不易发生表层变形或者下沉的现象，间接提高蓄冷稳定环的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明主要的流程示意图；

图3为本发明辅助转冷装置的结构示意图；

图4为本发明平衡冷棒部分正常状态下的的内部结构示意图；

图5为本发明平衡冷棒部分变形状态下的的内部结构示意图。

图中标号说明：

1基础立柱、2基础过渡台、3基础底板、4抱箍连接件、5塔身、6平衡冷棒、7蓄冷稳定环、8加固钢板、9易折槽、10玻璃管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种用于冻土的铁塔安装方法，包括以下步骤：

S1、施工准备：将输电线路铁塔基面及附近的浮土及杂物清理干净后，设备、材料、人员进场；

S2、基坑开挖：采用旋挖钻机开挖干法成孔的施工技术，可保证开挖速度，以保持桩孔成型和冻土稳定，基坑开挖预留500mm以上防冻层，待搭建前基坑操平时再挖至设计深度，以避免气温上升冻土解冻后造成不均匀下沉；

S3、基础搭建：放样并做好支护措施后，将预制塔基基础吊装至基坑内，预制塔基基础外侧采用玻璃钢封闭包裹；

S4、预埋冷棒：请参阅图3，安装辅助转冷装置，转冷装置包括蓄冷稳定环7和多个平衡冷棒6，且平衡冷棒6与蓄冷稳定环7之间相连通，多个平衡冷棒6呈环形阵列分布在蓄冷稳定环7下端，平衡冷棒6和蓄冷稳定环7内均填充有蓄冷介质，平衡冷棒6下端固定连接有加固钢板8，通过高强螺栓将加固钢板8安装至预制塔基基础下端，平衡冷棒6通过焊接加强板的方式安装至预制塔基基础上端；

S5、换填回埋：先在玻璃钢表面涂抹5mm厚的润滑剂层，且分三次进行，间隔不得超过1h，起到保护玻璃钢的作用，分三次处理是为了应对低温施工的影响，预制塔基基础周围0.2范围内采用不冻胀的石料或者粗砂换填，外面再用原土对整个基坑进行回填，回填至表层剩余20cm时，铺设草方格沙障或采用砾石铺压，起到保温隔热的作用，避免环境温度和土体问题的过度交互而影响土体温度的平衡体系，同时还可以起到分散蓄冷稳定环7的压力的作用，不易发生表层变形或者下沉的现象，间接提高蓄冷稳定环7的稳定性；

平衡冷棒6和蓄冷稳定环7均采用不锈钢制成，平衡冷棒6、蓄冷稳定环7内同样开凿有储液空腔，且之间相互连通，可以实现冷量在空间上的转移。

S6、塔身安装：通过抱箍连接件4将塔身5安装至预制塔基基础上，完成输电线路铁塔的架设。

请参阅图4，平衡冷棒6内壁上沿预埋方向开凿有一排均匀分布的易折槽9，易折槽9内固定连接有玻璃管10，玻璃管10内填充有颜料粉末，可以通过易折槽9处的易折特性来监测土体变形，一旦温度失衡导致土体反复融化冻结，土体不可避免的会出现裂缝和变形，请参阅图5，一旦出现土体挤压平衡冷棒6的现象，易折槽9处容易变形进而挤压玻璃管10发生破裂现象，其内的颜料粉末渗出进入到蓄冷介质使其变色，用于在技术人员巡查时及时发现，玻璃管10外端包裹有硅胶层，硅胶层上开凿有多个均匀分布的漏粉孔，硅胶层起到玻璃管10的保护作用，避免受到不可避免的容许变形误差下发生破裂的现象，只有当变形超过限值后玻璃管10才会破碎及时警示技术人员。

蓄冷介质为添加有纳米TiO2粒子的BaCl2-水共晶盐溶液，其中BaCl2质量浓度为22.3%，TiO2质量浓度为1%，纳米TiO2粒子的粒径为20-50nm，蓄冷介质为纳米复合型相变蓄冷材料，具有优异的蓄冷能力和导冷系数，导热系数增加的原因在于溶液中悬浮的纳米粒子本身具有比液体大得多的导热系数，加之纳米粒子尺寸很小，在液体分子的作用下不停地作布朗运动，在纳米粒子与液体分子间形成微对流，增强了二者之间的能量交换，使导热系数得到提高。

预制塔基基础采用抗冻混凝土制成，抗冻混凝土由以下重量配比的原料制备：硅酸盐水泥30份、矿粉10份、粉煤灰3份、珍珠岩2份、聚羧酸高效减水剂1份、细砂2份、防冻剂5份、早强剂0.5份和引气剂3份，在混凝土中掺入矿渣微细粉，使混凝土内部更加密实，阻止了氯离子的渗透，提高了混凝土的护筋性、抗渗性、抗冻性及抗氯离子渗透性能，同时又降低了混凝土中的Ca(0H)2含量，提高了混凝土的抗盐蚀、抗硫酸盐侵蚀能力；防冻剂能降低混凝土中液相冰点，使混凝土在一定负温度下有部分不冻水存在，保证混凝土不遭受冻害并在一定时间里获得预期强度；早强剂促进混凝土早期强度的生成，使其及早达到临界强度以防冻害；减水剂除了保持混凝土需要的和易性及降低用水量之外，它还有分散作用，使水泥成为细小的、彼此分离的单个粒子，均匀地分布于水中，从而达到改善混凝土孔隙结构，降低混凝土中可冻水含量，并使冻晶粒度小且分散，以减轻冰的破坏作用；引气剂则使混凝土在搅拌过程中带入空气，形成很多封闭型微气孔，以缓解冰的冻胀应力破坏，提高混凝土的防早期冻害性能。

蓄冷稳定环7上端涂覆有纳米热反射涂层，用来反射白天太阳光直射带来的温度升高，降低对平衡冷棒6蓄冷的影响，平衡冷棒6外表面涂覆有纳米抗腐蚀涂层，防止长期在土体内受到腐蚀。

请继续参阅图1，预制塔基基础从上至下依次包括基础立柱1、基础过渡台2和基础底板3，基础立柱1、基础过渡台2和基础底板3的高度比为1:1.2:0.2，基础过渡台2与基础底板3的接触面积与基础立柱1的截面面积比值为5:1，通过对预制塔基基础进行结构上的优化设计，提高其稳定性，基础过渡台2的斜向设计可以有效将土体压力转化为稳定力，一方面提高基础重力，另一方面保证基础在水平方向上受力均匀不易出现偏移。

蓄冷介质在白天温度较高时向土体释放冷量，在夜晚温度较低时向土体吸收冷量进行蓄冷，用于白天的释放，以此特性实现冷量在时间和空间上的转移，平衡冷棒6通过直接与土体接触的方式实现吸冷和放冷，蓄冷稳定环7主要用于提前感应环境温度，这是因为土体的温度变化是从表层开始主要逐渐向深处过渡。

值得注意的是，技术人员可以根据实际情况选择安装低温热棒，与本发明无任何冲突，热棒是通过吸热来保持土体的低温环境，而本发明中的

本发明可以实现在特殊的冻土地区，在塔基基础施工的过程中，采用预制的方式直接现场装配，降低寒冷地区的施工难度，提高施工效率，通过预埋平衡冷棒的方式，一方面起到加固塔基基础的作用，另一方面在日时间跨度上起到转移冷量的作用，利用纳米复合型相变蓄冷材料实现冷量的储蓄和释放，进而实现冷量在时间和空间上的双重转移，保障冻土环境的温度稳定及平衡，既不易出现因温度上升土体融化带来的强度下降和水分流失，也不易出现因温度下降导致土体进一步冻结收缩的开裂和不规则内应力，土体在温度反复循环的过程中加剧了结构失稳和强度下降的现象，本发明可以很好地利用冷量的转移来实现土体温度的平衡，保持土体的结构稳定性及高强度。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、施工准备：将输电线路铁塔基面及附近的浮土及杂物清理干净后，设备、材料、人员进场；

S2、基坑开挖：基坑开挖预留500mm以上防冻层，待搭建前基坑操平时再挖至设计深度，以避免气温上升冻土解冻后造成不均匀下沉；

S3、基础搭建：放样并做好支护措施后，将预制塔基基础吊装至基坑内，预制塔基基础外侧采用玻璃钢封闭包裹；

S4、预埋冷棒：安装辅助转冷装置，所述转冷装置包括蓄冷稳定环（7）和多个平衡冷棒（6），且平衡冷棒（6）与蓄冷稳定环（7）之间相连通，多个所述平衡冷棒（6）呈环形阵列分布在蓄冷稳定环（7）下端，所述平衡冷棒（6）和蓄冷稳定环（7）内均填充有蓄冷介质，所述平衡冷棒（6）下端固定连接有加固钢板（8），通过高强螺栓将加固钢板（8）安装至预制塔基基础下端，平衡冷棒（6）通过焊接加强板的方式安装至预制塔基基础上端；

S5、换填回埋：预制塔基基础周围0.2-0.3m范围内采用不冻胀的石料或者粗砂换填，外面再用原土对整个基坑进行回填；

S6、塔身安装：通过抱箍连接件（4）将塔身（5）安装至预制塔基基础上，完成输电线路铁塔的架设。

2.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述步骤S2中冻土基坑开挖采用旋挖钻机开挖干法成孔的施工技术。

3.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述平衡冷棒（6）内壁上沿预埋方向开凿有一排均匀分布的易折槽（9），所述易折槽（9）内固定连接有玻璃管（10），所述玻璃管（10）内填充有颜料粉末。

4.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述蓄冷介质为添加有纳米TiO2粒子的BaCl2-水共晶盐溶液，其中BaCl2质量浓度为22.3%，TiO2质量浓度为1%，纳米TiO2粒子的粒径为20-50nm。

5.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述预制塔基基础采用抗冻混凝土制成，所述抗冻混凝土由以下重量配比的原料制备：硅酸盐水泥20-30份、矿粉5-10份、粉煤灰2-3份、珍珠岩1-2份、聚羧酸高效减水剂0.5-1份、细砂1-2份、防冻剂2-5份、早强剂0.2-0.5份和引气剂0.1-3份。

6.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述蓄冷稳定环（7）上端涂覆有纳米热反射涂层，所述平衡冷棒（6）外表面涂覆有纳米抗腐蚀涂层。

7.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述预制塔基基础从上至下依次包括基础立柱（1）、基础过渡台（2）和基础底板（3），所述基础立柱（1）、基础过渡台（2）和基础底板（3）的高度比为1:1.2:0.2-0.3，所述基础过渡台（2）与基础底板（3）的接触面积与基础立柱（1）的截面面积比值为4-5:1。

8.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述玻璃管（10）外端包裹有硅胶层，所述硅胶层上开凿有多个均匀分布的漏粉孔。

9.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述步骤S5回填之前先在玻璃钢表面涂抹5mm厚的润滑剂层，且分三次进行，间隔不得超过1h。

10.根据权利要求1所述的一种用于冻土的铁塔安装方法，其特征在于：所述步骤S5中回填至表层剩余15-20cm时，铺设草方格沙障或采用砾石铺压。

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