雷山段輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)研究》雷山段輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)研究校核校核:劉登、李雪松匯報(bào)人:匯報(bào)人:句玉能01背景介紹02雪山段特點(diǎn)03路徑選擇04電氣設(shè)計(jì)04電氣設(shè)計(jì)05桿塔、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)0606總結(jié)一背景介紹一背景介紹地理環(huán)境特點(diǎn)地理環(huán)境特點(diǎn)該區(qū)域位于中國川、滇、藏交界地理景觀極為壯麗。怒江流域地形尤為特殊，碧羅雪山與高黎貢山南北夾峙，將其深切為一道險(xiǎn)峻峽谷。電網(wǎng)工程建設(shè)難以避免翻越雪山，雪山覆十二月至次年五月間長期積雪，自然環(huán)境極其嚴(yán)苛，對(duì)電力設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。雪山段特點(diǎn)海拔高豐富的降水海拔高豐富的降水地形與地貌的輔助作用雪山段特點(diǎn)本區(qū)域眾多山峰的海拔在4000米以上，最高峰超過4800米。這個(gè)高度已經(jīng)接近或超過了該地區(qū)的季節(jié)雪線。這意味著在一年中的大部分時(shí)間，此高度以上的地區(qū)氣溫都足以保存積雪；“天然冰箱”效應(yīng)明顯，提供了積雪不化所必需的持續(xù)低溫環(huán)境。即使是在夏季陽光直射下，氣溫也遠(yuǎn)低于平原地區(qū)，使得冰雪消融的速度非常緩慢。雪山段特點(diǎn)b、豐富的降水（特別是固態(tài)降水）水汽通道：高黎貢山、碧羅雪山地處橫斷山脈，是來自西南方向的印度洋暖濕氣流和來自東南方向的太平洋暖濕氣流向北輸送的重要通道?！さ匦翁掠辏寒?dāng)這些富含水汽的氣團(tuán)沿山坡爬升時(shí)，溫度下降，水汽凝結(jié)，形成豐富的地形雨或地形雪。這就為高黎貢山、碧羅雪山帶來了異常充沛的降水，被譽(yù)為“萬瀑千湖之山”?！す虘B(tài)降水為主：在海拔足夠高的地區(qū)，降水多以雪、霰、冰雹等固態(tài)形式出現(xiàn)。頻繁的降雪過程不斷為山體補(bǔ)充雪山段特點(diǎn)c、地形與地貌的輔助作用山體巨大：龐大的山體和復(fù)雜的地形使得積雪可以分布在陰坡、溝壑、峽谷等陽光照射時(shí)間短或不易到達(dá)的地方，這些地方的積雪可以保存得更久?！けㄅc冰斗的遺留影響：雖然碧羅雪山現(xiàn)代的冰川并不發(fā)育，但在第四紀(jì)冰期并延緩其消融速度。雪山段特點(diǎn)高海拔（導(dǎo)致低溫）適宜的地形（減少消融）豐沛的降雪（物質(zhì)補(bǔ)充）雪山段特點(diǎn)2、積雪厚度達(dá)到8-12米穿越云霧，抵達(dá)高黎貢山與碧羅雪山的極高之處，你會(huì)目睹積雪創(chuàng)造的奇跡。這里的雪層厚度遠(yuǎn)超常人想象，最深可達(dá)十二米（約四層樓高是漫長冬季與特殊地形共同作用的結(jié)果。雪山段特點(diǎn)2、積雪厚度達(dá)到8-12米根據(jù)4月15日的無人機(jī)航拍影像顯示，現(xiàn)場架設(shè)的導(dǎo)線已完全被積雪覆蓋。經(jīng)測量雪山段特點(diǎn)2、積雪厚度達(dá)到8-12米在4月15日的無人機(jī)鏡頭下，碧羅雪山是一片銀白世界。驚人的不僅是雪的深度，更是導(dǎo)線與積雪觸目驚心的距離——脫冰瞬間釋放的巨大能量使導(dǎo)線猛然跳躍，其后沉重的舞動(dòng)在雪地上留下了清晰的拍擊痕跡，彰顯著自然力量對(duì)電網(wǎng)的嚴(yán)峻考驗(yàn)。雪山段特點(diǎn)3、堆積的積雪荷載破壞5月15日現(xiàn)場巡檢發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域積雪仍未完全消融，殘留厚度體量與重量已導(dǎo)致路邊護(hù)欄發(fā)生擠壓變形與傾倒。此現(xiàn)象印證了此前冬季降雪量極大，且積雪對(duì)沿線設(shè)施構(gòu)成了實(shí)質(zhì)性的靜/動(dòng)載荷破壞。雪山段特點(diǎn)3、堆積的積雪荷載破壞塔在長期深厚積雪靜/動(dòng)載荷作用下發(fā)生顯著結(jié)構(gòu)性變形。距地面約五米高度范圍內(nèi)，塔身主材出現(xiàn)局部屈曲；橫隔材與塔腿斜材嚴(yán)重扭曲變形，部分斜材已失穩(wěn)脫落，導(dǎo)致塔身整體性遭到破壞，結(jié)構(gòu)承載能力顯著下降，已低于安全運(yùn)行閾值。路徑的選擇路徑的選擇常規(guī)要素外，更須將雪崩風(fēng)險(xiǎn)于核心地位，進(jìn)行系統(tǒng)性的評(píng)估與研判。路在雪山段輸電線路的路徑規(guī)劃中，常規(guī)要素外，更須將雪崩風(fēng)險(xiǎn)于核心地位，進(jìn)行系統(tǒng)性的評(píng)估與研判。路徑的最終選定必須嚴(yán)格規(guī)避雪崩運(yùn)動(dòng)區(qū)、堆積區(qū)及影響范圍，這是保障線路全壽命周期內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵前提。本節(jié)將根據(jù)已經(jīng)發(fā)生過雪崩導(dǎo)致倒桿斷線的案例來探討雪崩危險(xiǎn)區(qū)域的識(shí)別方法與判定依據(jù)。路徑的選擇位很穩(wěn)固長的斜坡4、地形為型案例：該塔位坡度相對(duì)平緩且地表植被覆蓋稀疏，缺乏足夠的植被根系對(duì)積雪層的錨固以及喬木樹干對(duì)雪崩的攔擋作用，同時(shí)30°50°坡度為積雪的積累提供了地形條件，因此屬于雪崩易發(fā)區(qū)，具備發(fā)生雪崩的潛在條件，選線時(shí)應(yīng)該避讓，事故后只能調(diào)整路徑方案。路徑的選擇形型案例：該塔位坡度相對(duì)平緩且地表植被覆蓋稀疏，缺乏足夠的植被根系對(duì)積雪層的錨固以及喬木樹干對(duì)雪崩的攔擋作用，同時(shí)30°50°坡度為積雪的積累提供了地形條件，因此屬于雪崩易發(fā)區(qū)，具備發(fā)生雪崩的潛在條件，選線時(shí)應(yīng)該避讓，y已建線路可以加裝防護(hù)措施。路徑的選擇C類雪崩風(fēng)險(xiǎn)：塔位上方坡度小于積雪向下重力勢(shì)能較小，不具有雪崩發(fā)生的潛在條件，選線時(shí)無需注意雪崩影響。路徑的選擇3、a、地形坡度30°~50°為雪崩最易發(fā)生坡度，地形坡度大于50°時(shí)，山坡b、背風(fēng)坡一面或者低洼處可能導(dǎo)致降雪過程中雪厚度迅速增加，新雪的力學(xué)參數(shù)增加小于雪厚增加速度而產(chǎn)生雪崩；c、雪的變質(zhì)作用，等溫質(zhì)變能夠提高積雪的力學(xué)參數(shù)，溫度梯度變質(zhì)降d、氣溫變化：冬季氣溫回升及春季融雪，雪面融水入滲降低積雪力學(xué)參數(shù)以及形成潤滑面；e、植被情況：坡面為冰雪面、草地、光滑的基巖面易發(fā)生雪崩，喬木及灌木有利于坡上雪體穩(wěn)定；路徑的選擇發(fā)生條件，野外調(diào)查中根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，通過對(duì)以下方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)表詳見下表，確定//A/////說明：A類主要影響因素為斜坡、塔基上方斜坡長度、塔基上方地形坡度及塔基上方植被情況。路徑的選擇說明：B說明：B類主要影響因素為斜坡、塔基上方斜坡長度、塔基上方地形坡度及塔基上方植被情況。差別主要為斜坡塔基上方斜坡長度。//B/□≥50°////路徑的選擇說明：C類說明：C類主要影響因素為塔基上方地形坡度滿足時(shí)發(fā)生大規(guī)模雪崩的可能性很塔基風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)附件表塔基位置地形地貌□斜坡//C30°~50°為雪崩最易發(fā)生坡度，地形坡度不易保存，雪厚較小，角度為雪崩產(chǎn)生的主塔基上方斜坡長度m/塔基上方地形坡度/塔基上方植被情況□竹林□喬木□草地/塔基上方斜坡朝向塔基上方是否有長流水//備注路徑的選擇值較大，為了保證治理工程的有效性，采用“攔擋+導(dǎo)排+地面導(dǎo)流”的綜合治理形式，采用抗滑樁抵抗雪荷載，支擋結(jié)構(gòu)距離鐵塔的距離大于10m；采用導(dǎo)雪板對(duì)雪融化過程中或者運(yùn)動(dòng)雪進(jìn)行導(dǎo)排；基礎(chǔ)部位設(shè)置散水疏排冰雪融化水以及夏天坡面匯水。抗滑樁布置形式為人字形布置，夾角為90°,為保證抗滑樁能夠發(fā)揮最大作用，抗滑樁的長邊方向與雪崩滑動(dòng)方向—致。導(dǎo)雪板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，雙向配筋，利用抗滑樁及導(dǎo)雪板的自身承載力將雪崩滑體劈開并導(dǎo)流至鐵塔兩側(cè)。地面導(dǎo)流采用素混凝土修筑散水，疏排冰雪融化水以及夏天坡面匯水，降低在冰雪融化過程及夏天強(qiáng)降雨過程中對(duì)結(jié)構(gòu)的沖刷?！耠姎庠O(shè)計(jì)雪山段輸電線路工程中，沿線積雪期長達(dá)半年以上，一旦發(fā)生故障，受積雪封路及極端環(huán)境制約，檢修極為困難，往往需待次年積雪消融后才能實(shí)施修復(fù)。為最大限度提升線路可靠性、延長維修周期，在導(dǎo)地線、金具、絕緣子及接地型號(hào)的選型設(shè)計(jì)中，普遍采取加大一個(gè)型號(hào)的配置策略，以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。在雪山段輸電線路的設(shè)計(jì)中，除需統(tǒng)籌技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性等常規(guī)要素外，還必須將積雪厚度、脫冰跳躍等冰雪荷載效應(yīng)提升至核心考量地位，進(jìn)行系統(tǒng)性的分析與研判。本節(jié)將分享已建項(xiàng)目論述對(duì)地弧垂的計(jì)算與選擇方法。電氣設(shè)計(jì)2、對(duì)地距離的計(jì)算根據(jù)《110kV～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50545-2010第13.0.2.1條導(dǎo)線對(duì)地距離考慮車的高度、操作過電壓間隙、裕度。電氣設(shè)計(jì)2、對(duì)地距離的計(jì)算ll雪山段線路對(duì)地距離需要考慮積雪厚度L1、操作過電壓間隙S1、裕度S2、導(dǎo)地線脫冰跳躍高度H。孤立檔脫冰跳躍公式計(jì)算如下：電氣設(shè)計(jì)2、對(duì)地距離的計(jì)算l連續(xù)檔脫冰跳躍高度公式計(jì)算如下：電氣設(shè)計(jì)3、積雪厚度的估算雪融化后通過無人機(jī)航測導(dǎo)線對(duì)地距離，最小值為7.3米，積雪覆蓋導(dǎo)線約0.7米，拍照時(shí)積雪融化了一段時(shí)間，預(yù)估積雪厚度為8-12米。桿塔與基礎(chǔ)桿塔與基礎(chǔ)根據(jù)現(xiàn)場情況，積雪較厚的塔位，除發(fā)生倒塔的桿塔以外，普遍存在塔腿輔助材變根據(jù)分析，由于積雪過厚，在反復(fù)凍融循環(huán)作用下，積雪密度增大的同時(shí)產(chǎn)生向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，鐵塔塔材承受垂直地面的雪重滑動(dòng)狀態(tài)下沿順坡方向滑動(dòng)雪壓力P3。桿塔與基礎(chǔ)經(jīng)過理論分析，雪重力荷載P1可以根據(jù)積雪密度計(jì)算。側(cè)向雪壓力P2受積雪厚度及構(gòu)件兩側(cè)應(yīng)力平衡，近似可以認(rèn)為 覆雪線地面線覆雪線側(cè)向雪壓力P2桿塔與基礎(chǔ)滑動(dòng)雪壓力P3與上坡側(cè)積雪滑動(dòng)范圍及滑動(dòng)面深度有關(guān)，確定其數(shù)值則需要大量的現(xiàn)場試驗(yàn)?；瑒?dòng)雪壓力P3桿塔與基礎(chǔ)百米。故可以推測積雪滑動(dòng)時(shí)P3遠(yuǎn)大于P1對(duì)構(gòu)件的影響。l假定L40X3構(gòu)件長1米，上方10米積雪，計(jì)算后P1約等于3.2kN，遠(yuǎn)大于桿塔計(jì)算時(shí)考慮的人重1kN，所以現(xiàn)場桿塔輔助材大量變形原因顯而易見。l因此在計(jì)算時(shí)，對(duì)桿塔塔腿部分斜材及輔助材應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)，優(yōu)先選用肢寬小而肢厚大的角鋼型號(hào)，盡量減小迎雪面積。桿塔與基礎(chǔ)l根據(jù)現(xiàn)場情況，對(duì)于發(fā)生倒塔的塔位，除基礎(chǔ)保護(hù)帽發(fā)生開裂外，基礎(chǔ)本體外觀無變形、開裂情況；對(duì)于未倒塔、僅塔腿輔助材變形的塔位，根據(jù)現(xiàn)場測量基礎(chǔ)根開數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)尺寸數(shù)據(jù)未發(fā)生變化。桿塔與基礎(chǔ)l由于基礎(chǔ)剛度及強(qiáng)度遠(yuǎn)大于桿塔角鋼，能夠更好的抵抗雪荷載，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮將基礎(chǔ)外露加高2米-3米，達(dá)到基礎(chǔ)承擔(dān)部分雪荷載的目的。l在基礎(chǔ)計(jì)算時(shí)，可采用適當(dāng)放大水平基礎(chǔ)作用力，以達(dá)到與雪壓力等效。根據(jù)施工條件，還可以探索基礎(chǔ)地面外露部分做成異形，以減小基礎(chǔ)迎雪面尺六總結(jié)六總結(jié)積雪厚度目前只能通過照片與導(dǎo)線對(duì)地高度，積雪覆蓋至塔身點(diǎn)位確定，很難準(zhǔn)確把握，激光雷達(dá)、遙感技術(shù)的改善，如何獲取地面雪后是有待提高的方向。l2、積雪靜/動(dòng)載荷作用對(duì)桿塔影響的處理方式因此在計(jì)算時(shí)，對(duì)桿塔塔腿