邊繼豪

【摘?要】施工項目基坑施工中土體初始應力平衡被打破，土體抗剪強度大幅度降低，例如控制措施不足容易導致土體位移，導致塌方造成不可逆轉(zhuǎn)的事故。施工期間及時加固基坑附近的高壓輸電線路塔，進行線路塔變形監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，對于確保工程安全組織實施和輸電線路運行至關(guān)重要。國內(nèi)對高壓輸電線路塔變形監(jiān)測進行了大量研究，劉建偉等人提出了一種三維整體變形光學測量方法，解決了各種塔三維變形測量的有效性和觀測精度問題;本文主要分析了基坑附近高壓輸電線路塔變形監(jiān)測及變化規(guī)律研究。

【關(guān)鍵詞】基坑監(jiān)測;輸電線塔;變形監(jiān)測

引言

電力是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要能源，直接關(guān)系到生產(chǎn)效率，中國對電力的需求很高，作為一個主要的制造國，中國建立了全面的發(fā)電和輸電系統(tǒng)，高壓輸電線路分布廣泛隨著城市發(fā)展進程的加快，越來越多的高壓電力線受到建設(shè)的影響。

1、高壓輸電線塔監(jiān)測方案

1.1高壓輸電線塔高度的獲取

塔的高度是通過測量懸架高度得到的。為保證塔高測量的準確性，懸架高度測量采用正反轉(zhuǎn)鏡多回歸測量和周期觀測。同時，充分考慮到直線塔傾斜的影響，在四個方向觀察塔高度，相鄰方向之間的水平角度為45，觀測點與高壓塔之間的距離不少于1.5h，h為塔高度。建筑物高度的最終值是使用觀測資料計算斜度修正。將調(diào)整觀測線列頂部中心處的水平投影偏移l，以獲得高壓輸電線列的高度。高壓輸電線路塔高度為35.2米。

1.2線塔傾斜的重要方向

國家研究人員進一步研究了挖掘的破壞機制，隨著挖掘深度的增加，挖掘周圍的土壤壓力發(fā)生了很大變化，水平位移的變化具有明顯的時空影響。溝渠開挖邊坡階段，水平變形較小，變化較小;隨著暴露時間的推移，坡度頂部向溝渠內(nèi)的水平變形會顯著增加，但由于地面工程而受到干擾。根據(jù)挖掘邊坡破壞的歷史經(jīng)驗和模擬實驗，局部破壞后，鄰近破壞范圍內(nèi)的地面壓力迅速增加，并伴隨著地球表面的更大變形，在重力情況下導致滑坡。根據(jù)監(jiān)測開挖變形的經(jīng)驗和對現(xiàn)有研究的分析，挖方坡度頂部一旦受到施工的影響，通常是垂直于挖方外側(cè)邊緣的水平變形。綜合文本中，高壓輸電線路塔區(qū)土應力擾動和強度，高壓輸電線路塔傾斜變形的重要方向垂直于線路方向，即垂直于基坑外部的東西方向。

1.3線塔傾斜值的監(jiān)測

監(jiān)控基點分別在高壓輸電線路方向和主要傾斜方向上設(shè)置，高度約為輸電線路塔高度的1.5 ～ 2倍，監(jiān)控基點相對于測量控制點設(shè)置，以確保不受開挖影響。選擇與塔樓頂部和底部相切的觀察基點的目標點作為控制點。沿直線塔底部沿道路方向組織約2米寬的水平區(qū)域，并使用重要的坡度方向放置水平坡度觀測標尺。水平標尺可以被列標尺替代，但必須確保標尺讀數(shù)清晰且水平。在監(jiān)視基點安裝全站儀，同時在塔底安裝水平尺。為便于確定電視塔的傾斜方向，各裝置的水平標尺應確保零頭位置基本一致，標尺值的上升方向一致。依次測量塔頂中心和塔底中心，計算相應塔尺的讀數(shù)并正確記錄。監(jiān)視點的測量應確保塔的上下讀數(shù)不少于2個時段，每個時段的觀測值不少于6個返回測量值，返回塔頂部中心的水平投影偏差不超過限值。

2、高壓輸電線塔監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

2.1關(guān)鍵部位變形分析

使用與關(guān)鍵部分具有相同名稱的點的坐標計算鐵塔各個部分的變形參數(shù)。（1）水平荷載作用下的應變比和豎向荷載作用下的應變比：水平荷載小于垂直荷載時，水平荷載作用下的水平承載力較敏感，整體的腿部應變較小;當水平荷載增加且垂直荷載保持不變時，框架的整體變形會更大。數(shù)據(jù)表明，軸承主要受電纜拉伸的影響，因此在電纜方向上更明顯，并且在電纜方向偏移0.0245m時符合預期結(jié)果。（2）整個塔的所有工作載荷都傳遞到塔腿與內(nèi)部力所在的城市地面或樁之間的連接處 并且塔的銷由較長的連續(xù)構(gòu)件支撐，這些構(gòu)件在頂部傳輸?shù)妮d荷較大時會受到結(jié)構(gòu)力學第二類穩(wěn)定性的影響。塔在x和y方向變?yōu)榻咏?，垂直下?.008米。（3）在移動皇冠與鐵塔主體材料的連接點處，塔在某些角交點處彎曲時有敏感區(qū)域，橫桿與塔連接處的點云數(shù)據(jù)顯示電纜方向的偏移為0.0184m，在其他方向沒有偏移。總之，鐵塔關(guān)鍵監(jiān)控部分沿y軸（沿直線）的最大偏移部分為橫擔，偏移為24.5mm;最大垂直偏移是指建筑物的腿，偏移為14.2mm。因此，扶手是建筑物中變形最大的部分，變形最大的部分比指定建筑物的坡度小，整個建筑物的坡度被視為在正常范圍內(nèi)。

2.2變形監(jiān)測點觀測

為了確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，減少觀測站的數(shù)目，以減少觀測誤差的累積，并在可能的情況下，使用極座標測量E01工作點上的所有觀測點，同時使用高全息圖工作點與監(jiān)視點之間的最大觀測距離為71米。監(jiān)視點觀測極限差值要求：水平角度測量三個測量，半測量回歸零差值小于6′太陽，第一測量2C相互差值小于9′太陽，同一方向各測量的差值小于5′太陽垂直位移也使用更高的精確度指標0.3mm進行測量，并使用第3級測量標準進行測量。監(jiān)測頻率按月進行，并根據(jù)實地天氣條件和實際變形情況對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。

2.3信號模擬

測控站可以使用平面天線網(wǎng)絡(luò)。一般來說，采用傳統(tǒng)方法的網(wǎng)絡(luò)天線理論在探索時必須考慮邊緣效應的影響。如果假定反射板的值，則該值將設(shè)置為無窮大，并且其方向在陣列單位中是一致的。天線網(wǎng)絡(luò)在甚高海拔地區(qū)使用輸電塔變形監(jiān)測技術(shù)時經(jīng)常使用。考慮到重量和體積對實際工作的影響，空間距離將調(diào)整在0.5 ～ 1波長之間，以便在實際應用中克服網(wǎng)絡(luò)天線的局限性。在實際應用過程中，陣列可產(chǎn)生三級現(xiàn)象，①天線單元有自己的直接耦合;②間接耦合周圍反射板和絕緣;③電網(wǎng)產(chǎn)生的線路耦合。這就是說，在智能天線系統(tǒng)的應用過程中，應考慮波形指標要求，合理設(shè)計野外公路一體化。此時應根據(jù)實際測量數(shù)據(jù)建立參數(shù)s：天線局部振蕩元件。

3、基于變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的鐵塔結(jié)構(gòu)安全性分析

輸電線路項目是一個由橋塔和相應的導線組成的協(xié)調(diào)力和位移系統(tǒng)。對于采掘區(qū)的電線桿，表面變形造成的額外內(nèi)力主要由兩個方面組成：一方面，肯塔基州的地面沉降不均勻，造成支架垂直和水平移動不均，導致塔體傾斜，甚至型材變形;另一方面，傾斜和移動其他塔會變更導引線（樓板）的張力，這會變更套用至塔的負載并產(chǎn)生相應的變形。簡而言之，由于塔架的移動和頂部（地面）引線捕捉點的載荷，曲面變形會對塔架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負面影響?？偟膩碚f，監(jiān)測塔構(gòu)件和導線的內(nèi)力是一項重大挑戰(zhàn)，從承載能力的角度對塔結(jié)構(gòu)的安全評估可以通過使用有限元軟件首先對塔進行建模，然后應用所得到的支撐位移和d點位移來輕松地進行分析此外，根據(jù)控制塔關(guān)鍵點的移動情況對塔的整體傾斜和局部偏差進行分析，可以評估塔是否滿足輸電線路正常運行的要求。

結(jié)束語

在設(shè)計開挖支架時，應充分考慮到建筑物和周邊結(jié)構(gòu)變形極限的要求，并應盡可能提高建筑物和結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測的頻率，以確保施工安全及時的變形監(jiān)測有助于有效檢測屋頂及其周圍建筑物的變形值、結(jié)構(gòu)和相應的治理措施，確保風險控制和建筑安全。

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（作者單位：河南工學院電氣工程與自動化學院）