线路设计法论文范文第1篇
摘 要：输电线路铁塔是电力传输的重要基础设施，随着输电线路铁塔的应用越来越广泛，其在各种不良地质地段中的应用越来越多。由于在不良地质地段中，输电线路铁塔基础设计难度比较高，因此需要对其基础进行合理选型与设计。文章通过分析输电线路铁塔基础的受力规律，并结合实例对其基础选型设计进行探讨。
关键词：输电线路；铁塔基础；不良地质
作为输电线路工程设计的重点内容，输电线路铁塔基础设计是保证铁塔安全、稳定使用的前提。在输电线路铁塔基础设计过程中，应重点考虑地质条件问题，其基础设计必须要根据地质的条件进行，也只有根据地质特点，合理设计出输电线路铁塔基础，才能有效保证铁塔的安全、稳定运行。但在实际的基础设计中，常常会遇到不良地质问题的限制，这时需要对铁塔基础的受力特性进行分析，以对输电线路铁塔基础进行合理选型，以保证其在不良地质下的安全、稳定使用。
1 工程实例分析
以我国某市的一个输电线路铁塔基础为例。该铁塔基础所处的土层有9层，其物理指标如下：第一层为砂质淤泥质粉土，含水率为40.10%，密度为2.73 t/m3，饱和度为97.36%，液限为24.17%，塑限为14.74%，液性指数为0.81，标准锤击数为3.2击；第二层为粉砂，含水率为26.54%，密度为2.70 t/m3，饱和度为93.5%，液限为0.75%，塑限为6.2%，塑性指数为34.2，液性指数为93.5，标准锤击数为9.1击；第三层为砂质淤泥质粉土，含水率为30.35%，密度为2.71 t/m3，饱和度为97.56%，液限为27.65%，塑限为17%，塑性指数为10.5，液性指数为1.32，标准锤击数为3.4击；第四层为粉砂，含水率为30.11%，密度为2.70 t/m3，饱和度为97.45%，液限为25%，塑限为25%，塑性指数为9.5，液性指数为1.27，标准锤击数为10.2击；第五层为砂质淤泥质粉土，含水率为29.3%，密度为2.72 t/m3，饱和度为84%，液限为27.7%，塑限为19.3%，塑性指数为9.3，液性指数为0.94，标准锤击数为7.4击；第六层为淤泥质粉土，含水率为30.5%，密度为2.71 t/m3，饱和度为96%，液限为30.3%，塑限为19.8%，塑性指数为10.5，液性指数为1.1，标准锤击数为9.1击；第七层为粉砂，含水率为23.50%，密度为2.70 t/m3，饱和度为94.3%，液限为26.9%，塑限为19.0%，塑性指数为8.0，液性指数为1.1，标准锤击数为17.2击；第八层为砂质淤泥质粉土，含水率为30.46%，密度为2.70 t/m3，液限为26.1%，塑限为21.5%，塑性指数为4.6，液性指数为1.92，标准锤击数为17.1击；第九层为粉砂与黏质粉土，含水率为24.46%，密度为2.70 t/m3，饱和度为96.5%，液限为26.5%，塑限为17.6%，塑性指数为8.9，液性指数为1.92，标准锤击数为15.8击。
2 铁塔基础受力规律
为了将铁塔基础的受力规律分析出来，可采用有限元法对其受力规律进行模拟，其材料参数定义为：混凝土的密度为2 700ρ/（kg/m3），弹性模量为2.5×107 E/kPa，泊松比为0.16 ？滋；而土体的密度为2 000ρ/（kg/m3），弹性模量为1.0×104 E/kPa，泊松比为0.45 ？滋；黏聚力为10 C/kPa，内摩擦角为30 Φ/°。
采用有限元计算程序进行计算，从计算模拟图中能分析出联合式铁塔基础在竖向荷载的影响下，其最大的垂直压应力会出现在基础的最底部，而最大拉应力应出现在基础和地基土之间的接触点上。由于基础底部、台阶与土层基础都存在应力集中现象，因此需要加大这些部位的配筋率，以避免出现混凝土开裂现象。而土体的最大位移同样处于基础底部，但随着与底部中心土层的距离越远，且沉降位移量就越小，应力在土中并不会由于土层的深入而消失。当铁塔线路必须要经过软弱土层时，必须要准确计算出其土层的承载力，并确定合理的基础底面尺寸。若遇到较硬土质，铁塔基础的受力就会发生改变，容易产生下部受压破坏情况，因此必须做好铁塔基础所处地质的勘察，以避免铁塔出现受压破坏的情况。
3 输电线路铁塔基础的合理选型设计
当选好铁塔形式后，就可以确定出基础荷载，而铁塔基础所处的地质条件是基础的形式及尺寸。可见，基础受力土层的参数特性就是进行基础形式与尺寸选定的主要因素。其中，目标函数确定为：
fa=fak+？耷b？酌（b-3）+？耷d？酌m（d-0.5）（1）
Pk≤fa （2）
其中，fa表示已经修正的地基承载力特征值；fak代表地基承载力标准值；ηb表示宽度修正系数；？耷d代表深度修正系数；γ表示下土重度；b代表基础宽度；？酌m表示土的加权平均重度；d代表基础埋深；Pk表示基础的自重力。
分析目标函数不难发现，必须要加大对铁塔基础所处地质的勘察，以合理确定基础持力层，采用选择合理的铁塔基础形式。根据铁塔基础的受力特点与目标函数，对输电线路铁塔基础的选型为联合式基础。同时根据铁塔基础的土层特性，将第二层作为基础持力层。该输电线路铁塔基础选型为联合式，以满足淤泥地段的要求，相当于其他的铁塔基础形式，联合式基础的受力性能更突出，且便于复杂地质条件下的施工。在进行联合式铁塔基础设计过程中，应合理控制地基承载力在设计值的80%以内。在淤泥地段的联合式铁塔基础最好的浅埋，不仅有利于排水，还能对地基的原状土硬壳层进行充分利用。由于铁塔基础在长期的使用中，在荷载作用下，往往会出现沉降量积累的情况，因此必须要防止残余变形的叠加，以防由于沉降不均匀而导致局部开裂。铁塔基础在第一次使用时，必须要先计算好地基变形量，合理控制最大压力侧的变形幅度在20 mm以内。
4 对输电线路铁塔基础选型设计的建议
①由于铁塔基础形式的选择与前期设计会影响其基础设计，因此不仅要合理进行铁塔基础设计的选型，还要进行铁塔基础的合理选址。②虽然该铁塔处于复杂的地质条件下，但还要尽可能选择地质条件比较好的地段，尽量避开断层地质。这就要求在进行基础选择时，应对场地进行全面、详细的勘察，以选择一处比较好的地质进行施工。③由于输电线路铁塔基础的地质含水率比较高，工作环境恶劣，容易对铁塔基础造成侵蚀。因此设计应采用C30混凝土，并对一些外露的钢构件、铁件表面采用无溶剂环氧涂料进行喷涂，以起到防腐的作用。
5 结 语
该输电线路铁塔投入使用3年，无出现铁塔动摇、倒塌等情况，运行效果良好。由此可见，在不良地质条件下，通过对地质进行全面、充分的勘探，并根据铁塔基础的受力特点与目标函数，合理选出联合式基础，以保证输电线路铁塔的安全、稳定运行。
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线路设计法论文范文第2篇
摘 要：改革开放以来，随着我国社会经济的快速发展，我国的交通运输业也取得了长足的进步。近年来，高速公路的建设给人们的出行带来了极大的便利。高速公路是我国社会发展不可或缺的一部分，与人们的日常生活息息相关。为了进一步促进我国社会经济的区域融合发展，加强山区高速公路工程的建设显得尤为重要。在山区公路建设过程中，公路线路设计是影响工程建设质量的重要因素。因此，在山区公路建设过程中，要根据实际情况进行适当的处理，加强山区公路线路设计的合理性。本文探讨分析了山区高速公路路线设计的问题，以供参考。山区高速公路建设能促进区域社会经济的发展，受山区复杂的建设条件影响，路线设计在设计阶段中显得尤为重要。本文从路线设计方法、重点考虑的问题等进行了阐述。
关键词：山区高速公路;路线设计;应对措施
1 导言
高速公路建设的大力发展推进了我国的改革开放和社会发展新进程。特别是近几年来，随着国民生活水平的不断提高，对生活物质的需求也不断增加，道路建设的规模也在不断扩大。伴随着我国国民经济的蓬勃发展，山区高速运输网络的建设蓬勃发展，山区汽车运输量也在不断扩大，因此，物资储备不断扩大，山区汽车路线设计面临着新的严峻挑战。运用科学技术和先进理念，实施提高山地汽车基本建设质量，为山地汽车安全运输奠定坚实的基础，在实践中尽量减少交通准入的建议。面对山区汽车道路设计中存在的问题，把握克服困难的重点，有力地推动山区汽车道路设计水平的提高。
2 山区路线设计
一般来说，在山区或普通地区，高速汽车在山区的路线设计必须始终遵循最大的路线规范，特别是在部件和调谐器的建造方面，因此，在设计过程中，设计者不仅要计算路基横断面的实际应力，而且要计算出路基横断面的实际应力。但不幸的是，不同部位材料的合理选择，以及换型器的选型，以及隧道的长度和地基的实际地形地貌，同时记录门户定位是否满足山区汽车建设异常的问题。在山区汽车线路设计过程中，高回调运行的影响非常大，我国建筑施工企业在施工过程中，由于许多特殊地段和山坡需要进行开挖面处理，造成了高置换率的超前工作的滞后效应。在这一过程中所需的成本和费用与山区汽车总体设计过程无关，有必要避免对仿射平台进行开挖，以提高山区汽车的安全性。为了缓解这些严重问题，施工人员要有效地发展道路建设，与其他行业的安全生产方式不同，道路建设的范围具体，涉及多个部门的配合，如以水力发电部门为基础的测量工作。在城市道路的整体建设中，需要一个管理部门，可以指挥和协调所有项目。使用的组织形态可以提高工作效率，有效地管理道路建设，城市整体规划存在的问题，特别是要考虑到经济发达的中大型城市，为了提高公路工程管理水平，提高公路工程使用质量，必须对公路工程管理进行创新和发展。完善公路工程管理体制，解决公路工程管理中存在的问题，采取科学合理的措施，促进公路工程和谐建设，提高公路建设施工质量促进公路工程快速稳定发展。并且设立专门的交通建设管理部门，全面调查和分析道路现状和存在的問题，有相关专家的指导，道路建设项目能否顺利进行，在道路建设过程中，还应考虑我国城市道路的复杂性和环境，道路建设计划与区域供暖和通讯设施紧密结合，要与单位协调，合理利用已建成道路两旁的土地，与城市整体形象一致，如何消除道路建设中不安全因素，大幅增加道路建设投资，改善道路建设，提高国民经济促进快速增长具有重要意义。
3 山区高速公路路线设计存在的问题
3.1 地质问题
由于我国地大物博，在同一山区不同的地形非常复杂，因此为了确保了山区高速公路的顺利建设，满足人们目前的运行需求，减少了高速公路对运行的影响，并且提高道路的安全性。施工单位在路线设计过程中必须进行深入的现场调查。每个地区地质土壤的粘度和水分含量都不一样，由于不能满足山间高速公路的要求，山间高速公路的建设不能顺利进行，对最终品质产生了很大的影响，为了防止暴雨等恶劣天气造成的山崩，将周边山区的土壤质量和环境因素通过救助，对居民的生命健康和安全产生重大影响。
3.2 平面线问题
山区公路是山区公路设计中最常见的一条，主要用于平原地区的山间高速公路建设，但由于中央线山区高速公路太长，在汽车运行过程中没有必要的操作，司机对驾驶很感兴趣，长时间不改变线性景观也会造成司机的视觉疲劳，这会使人在困倦和紧急情况下无法做出反应。长途直线行驶往往会使司机们有一颗安全的心，提高油门的速度，这是山区道路事故频发的重要原因之一。因此，为了减少直线长度，在平直山区高速行驶。需要设计道路，合理利用地形特征，设计山区高速公路，有效提高山区道路的安全性。
3.3 调整路线设计中路线位置
在山间高速公路的实际路线设计中，设计师要比较几个方案，选择更好的方案。许多设计师在路线设计中的施工难点和新技术，不考虑新材料的应用，导致山区道路线路选址不优化，山区道路设计者没有掌握现场资料，没有现场调查或地质调查深度不足，山区道路线路调整会影响山区道路的施工进度，甚至影响工程的建设价格。
3.4 环境问题
一般来说，在山区高速公路的建设过程中，项目的经济效益是第一位的，相关的建设成本预算是减少的，工程公司的利润是通过费用最大化的，但是在这个过程中在山区高速公路建设过程中，由于支腿机理的预测和思维比较复杂，往往处于施工的外围，对环境的影响被忽视。在实际施工中遇到了一些严重的问题，为了降低高速施工的难度，采用了一定的操作手段进行了山区施工。虽然山区高速公路的建设效率可以得到有效的提高，但不可避免地会对周围环境造成不必要的影响和破坏。在施工过程中，线路上的树木砍伐或土方开挖可能对区域生态系统造成严重破坏，施工结束后，可能需要对周围环境进行长期的生态恢复，如遇洪水或滑坡，高速公路周围没有足够的森林保护队。
4 解决山区高速公路设计问题的对策
4.1 本线桥梁断面根据地质情况选择
在线路设计阶段，根据当地土地质量和山区公路线路设计，对拟建设的山区进行综合勘察，明确相应的地质条件。在此基础上设计山区高速公路线路。地质条件是山区高速公路建设过程中不可忽视的重要因素，决定了山区高速公路的质量是否满足相关设计要求，是国民生活的重要保障。因此，设计人员在设计山区公路线路时，应避开土质较差或周边环境相对较差的地区，选择地质条件较好或稳定的地区，提高窑炉的安全性和稳定性。
4.2 平面线设计要点
在设计山区公路平面直线时，应充分考虑驾驶员的驾驶疲劳和视觉效果，根据山区公路的实际情况，适当减小山区公路的直线距离。降低司机行车的行车方向，保证山区直行高速公路的安全。造价有限的直山路设计者应选择直山路护栏的颜色，这种颜色的变化和增加提高了驾驶过程的视觉效果，增加了驾驶员的注意力，降低了事故发生的概率。同时在右侧山区高速公路上增加了报警装置，而直线山区高速行驶的路段速度测量是开放的，直线山区高速公路也是最常超车的路段，在平面线性山区设计高速公路时，必须充分考虑这些因素。合理划分山区高速公路车道，为其他超车提供快速路，开通线性超车道路，方便其他车辆加速和减速。
4.3 重视路面线性设计
这是线路设计的重要组成部分，路面线性设计不仅影响道路工程的具体施工，在实际工程管理设计中，设计部门必须控制线路长度。包括直线区间和曲线区间，特别是曲线区间，在路线设计规范规定的范围内，为了让车辆司机能够充分的视野和有效的速度控制，设计部门对当地的气候，要考虑地形等因素，这样道路线性设计才更加合理科学，山间高速公路上发生交通事故的概率高于平原高速公路，山区道路由于环境原因需要大量的弯道方案，由于被遮挡，在设计山区道路路线时，道路和桥梁单位必须严格遵守相应的要求，高速公路曲线符合山区实际情况，设置合理的速度限制标志运行时，以最大程度减少对于人民出行健康和安全的影响。
4.4 减少环境伤害
现在人们的生活水平不断提高，环境保护问题不够重视，在这种环境下，施工企业在路线设计和山区高速公路建设中要注重环境保护，满足国家的相關要求和政策，设计者要将材料选购山区公路时，应慎重避开相关线路网络设施，充分保护，以免山区居民受到影响，高速公路建设减少环境污染，应选用低污染绿色材料必须选择，施工过程中必须保护环境，避免周边土壤和地形受到较大影响，污染在环境恢复可能范围内一定程度上避免水土流失。
5 结束语
综上所述，高速山间高速公路是我国社会发展不可或缺的重要交通网，因此在高速山地高速公路线路设计过程中，相关机构必须以环境保护为基本原则，采取有效措施，使经济效益，以充分提高高级道路的最终品质。
参考文献：
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线路设计法论文范文第3篇
随着城市电力的快速发展和城市规模的迅速扩大, 大容量输电工程相继出现, 高电压变电站引入市区近郊, 势必形成以供电网络向城市中心地带输送电力的布局。在拥挤的城区建设输电线路, 使线路走廊问题的难度越来越大, 往往为此而延误输电线路建设工期, 特别是在人口稠密地区, 线路走廊费用占总造价比例大幅度升高, 为解决城市架空电力走廊矛盾, 我们采用同塔多回路输电, 它可以有效提高单位线路走廊输送能力.也适用于线路通道紧张时不同送电方向或者不同电压等级局部采用同一通道的输电情况
1 同塔多回输电线路的发展现状和发展趋势
同塔多回线路的应用在国外发达国家应用已经十分普遍, 像日本等发达国家, 同塔多回线路输电已经十分普遍。由于线路走廊的投资占工程总投资的比例很大, 而这些国家的土地资源稀缺, 因此这些国家的同塔多回线路输电设计较多。我国城市化进程的速度加快, 输电线线路在城市的穿梭, 跨越民房、占用土地等情况与居民工作生活、使城市规划建设与输电线路的走向与占地资源的矛盾显露。因此我国也大力发展输电线路工程, 采用国外的一些做法, 采用同塔双回线路的设计方案。它的出现促使我国许多地区的输电线路工程设计改革, 纷纷采用同塔双回线路的设计方案, 甚至在有些地区某些新建线路要在已有线路上进行改造。由于城市用电量的增加, 输电线路必须满足大输送量的需求, 在现实设计中我们开始考虑设计建设多条同塔四回输电线路。城市的快速发展促使我国的电网建设正在向着同塔多回输电技术发展和进步。
2 同塔多回输电设计
2.1 气象条件
现行规程对设计气象条件根据线路级别取不同的重现期来确定, 一般规定1 1 0 k V-3 3 0 k V输电线路应取3 0年一遇, 750kV、500kV输电线路应取50年一遇。对于多回路线路, 首先必须按回路中最高电压等级来确定重现期.其次还必须根据多回线路在系统中的地位来确定是否适当提高取值, 如其在系统中的重要性已经达到或超过上一电压等级水平, 则应该提高气象条件取值标准。在不同地区还应该根据实际情况灵活掌握, 例如某省一些地区常年观测最大风速在20m/s以下.而对220kV线路规程规定最小设计风速为25m/s, 此时就无必要再提高220kV多回路的设计标准。
2.2 导地线和金具安全系数
导地线安全系数不仅影响线体的运行安全。而且关系到耐张杆塔的荷载大小。对于同塔多回线路。由于荷载巨大, 所以导地线的安全系数选取应更为合理, 做到既能满足线路的安全运行, 又能有效控制工程投资。在最大风速≤30m/s、覆冰厚度C=5mm的工况下.常规导线常由平均运行应力控制。对LGJ-400/35而言, 其大风或覆冰安全系数分别达2.95和2.89;而现阶段常用的JL/LB1A一95/55铝包钢芯铝绞线地线分别达3.72和3.60, 已大于规程规定2.5的要求。因此, 在这种情况下对同塔多回线路无需再提高导地线设计安全系数。
2.3 对地距离
单、双回220kV及以下输电线路导线的对地距离的确定主要考虑绝缘方面, 500kV输电线路导线的对地距离除了应该考虑到绝缘方面之外, 还要考虑到线路的静电场对人的影响。所以要以上述要求为基本条件, 对同塔多回线路各种形式下的地面场强进行研究, 从而确定同塔多回线路的对地距离。
2.4 防雷设置
例如年雷电日按80天计, 35kV线路全线在变电站出、入线段架设1.5km~2km的地线。全线每基杆均接地, 架地线段的杆按地电阻应满足表1要求。
为防止雷击档距中央导线, 档距中央导线与地线的距离应满足下式要求:S≥0.0 1 2 L+l (m) 。式中, s—导线和地线在档距中央的距离 (m) ;L一档距 (m) ;电杆上避雷线对边导线的保护角不大于25。接地装置一般采用放射形。在居民区及水田, 为减少跨步电压, 接地装置采用闭环形。水平接地体材料采用Φ8圆钢, 接地引下线用热镀锌Φ12圆钢, 接地体埋深:耕地埋深0.8m, 非耕地埋深0.6m。如果土壤电阻率很高, 接地电阻难降到30Ω, 可采用6~8根总长不超过500m的放射形接地体或连续延长接地体, 其接地体电阻不受限制。
2.5 铁塔和基础
同塔多回路由于铁塔的外部荷载及塔身风压与单回线路相比, 将成倍增加, 铁塔的自重、基础作用力均将大幅度增加。为保证可靠性要求, 多回路铁塔和基础设计可参照大跨越工程的重要丁程乘重要系数的做法.对多回路结构设计的安全系数适当加强。对500kV或220kV大截面导线的同塔多回路, 为降低材料的体形系数和塔身风压, 可考虑采用钢管桁架结构, 对跨越塔等特殊型式也可采用高强度钢材。
注:计算式含义为两边线宽×线路条数+相邻线路间隔数X最小安全距离+边线外最小安全距离X 2。
由于多回路塔的导地线很多, 因此设计中可能很多结构材料受安装工况控制.在设计中如适当限制施工作业工序, 采用合理的施工手段, 甚至加大施工临时拉线的平衡张力, 则可以有效降低塔重。
同塔多回路的铁塔和基础设计还应该遵循安全可靠的原则。塔型选择时, 尽量采用结构传递清晰、简单的型式, 以防止计算误差:基础选择则应该选择同类地区运行经验丰富及可靠性高的型式, 在地质条件差的地区应优先采用灌注桩基础。
2.6 输电线路设计的风值标准与取值
以500KV输电同塔输电线路来说, 我国电力行业现行规定的设计风速标准为“离地20m、30年一遇10min平均最大风速, 且不小于30m/s”。根据《110~750KV输电线路设计规范》及电网公司企业标准《110~500KV送电线路设计技术规定》, 设计风速的重现期由30年一遇提高到50年一遇。但由于我国气象台站记录风速仪高度大都安装在8m~12m, 为了便于计算、减少换算误差, 也便于比较, 我们在也将设计高度有离地20m调整到离地10m高, 按照基本与原设计保持一致的原则, 将离地20m高设计风速的最小值30m/s归算到离地10m基准高, 最小值定为27m/s。
3 同塔多回路线路设计的经济性分析
根据电气要求, 220kV单、双、四回路需占走廊宽度如表2所示。
从表1中可以看出, 220kV同塔四回线路比四条单回路线路减少走廊宽度52m, 比两条同塔双
回路减少走廊宽度18m。采用同塔多回路最经济之处在于走廊清理费用 (包括土地征用、青苗赔偿、林木砍伐及房屋拆迁等) 的节约。
当路径状况和其他设计条件相同时同塔四回线路和两个双回线路的导线耗量相同, 金具基本相同, 地线节约两根, 但四回路增加了部分跳线用的绝缘子, 因此电气工程量基本相同, 主要差异取决于铁塔和基础。统计结果表明, 在单位长度内一个四回路的铁塔及基础的材料耗量小于两个双回路之和, 且节省两根地线, 因此无论从线路本体还是从线路走廊来评价, 220kV同塔四回线路要比两个双回线路经济。综合占地赔偿的因素, 同塔四回路线路更能节约土地, 减少前期投资。
4 同塔多回路的电磁环境
电磁环境主要关心输电线路对周围有线通信设施造成危险和干扰影响、对无线电通信设施的干扰影响、工频电场的电磁生物效应等问题, 国家及相关部门对输电线路的电磁环境问题进行了大量系统地研究, 取得了不少成果, 文献列举了部分相关国际和规程。例如不同等级架空线路与各频段电视差转台、转播台的防护间距进行了明确规定 (如表3) 。
近年来由于光缆通信的发展, 线路对通信线路的影响已经逐步降低, 并且采用良导体地线或加装耦合线的措施, 通常能使沿线的通信线路的危险影响水平满足要求。
5 同塔多回输电线路设计的推广
同塔多回输电与单回输电相比, 它的经济价值高、占地资源少。技术日趋成熟但在输电线路设计和施工的技术难度比单回输电要大。但随着我国输电线路的设计和架设的经验和实践, 使我国的专家和施工人员在设计和建设方面也积累了丰富的经验, 另外新设备和新科研成果的出现给同塔多回技术的发展和应用创造了有利条件。在同塔多回输电设计的过程中, 我们工程的实际情况, 因地制宜, 紧密结合同塔多回输电技术的实践经验, 制定详细的技术章程。首先输电线路的设计进行经济分析结合紧凑型输电、特高压输电、耐热导线和大截面导线技术综合考虑输电线路的方案设计, 实现提高输电的社会效益和经济效益的目标。
摘要：文章通过对同塔多回路的安全可靠性, 结合同塔多回路输电线路设计的科研成果和经验, 分析同塔多回路输电线路的设计, 详细介绍同塔多回架空输电线路的设计特点及发展趋势。
关键词：同塔多回路,输电线路,设计,紧凑型输电
参考文献
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线路设计法论文范文第4篇
摘 要：输电线路是电力工业发展的基础设施，其安全可靠运行关系着电力部门的正常运转和国民经济的健康发展。输电线路的监测是输电线路运行维护的一个重要方面。随着电子技术、通信技术的发展，输电线路在线监测系统越来越完善，监测精度及广度都在逐渐提高。文章主要选取绝缘子污秽、导线舞动、覆冰、导线温度等状态监测量，提取监测终端的状态数据，综合分析各种数据之间的关系，设计了相应的状态在线监测系统，可对输电线路运行状况进行综合预警，提高输电线路的安全可靠性。
关键词：输电线路；可靠性；在线监测
输电线路是电力工业发展的物质基础，分为架空输电线路和电缆线路。输电线路的安全可靠运行，对于地区稳定供电、高质量供电以及保证国民经济健康有序发展，都有着重大的社会意义与经济意义。输电线路的主要作用是输送电能，为各个地区提供电力供应，是电力系统的输送环节，电能损耗小，经济效益高，为电能的输送提供了重要支撑。但是，输电线路的运行环境却并不是很理想，因为输电线路一般都暴露于大气中，很容易受到气象和冰雪、大风、雷电、污秽等恶劣环境的影响而引发故障。目前，对于输电线路维护工作，也十分棘手，存在巡视困难、维修不便等因素。准确检测输电线路的状态特征量，及时发现输电线路的故障，为线路的检修赢得宝贵时间，对于保证输电线路的安全、提高输电线路的可靠性都具有重要意义。
1 在线监测概述
输电线路在电力系统中起着重要的作用，但其安全可靠运行一直是人们关注的热点。我们知道，输电线路的走线距离较远，输电网络覆盖广阔，其中不乏地形复杂、周边环境恶劣的地方。从近几年的欧美大停电、印度大停电到2008年中国南方罕见的冰雪灾害都证明了输电线路的脆弱性。正是由于输电线路的这个脆弱特性，因此很有必要对输电线路采用线路巡视的方式，提取输电线路的运行参数，及时掌握线路运行的状况，发现设备缺陷和隐患。目前，实际运行中的输电线路运行维护方式主要采用传统的人工巡线方式。这种方式对于输电线路的监测有一定的作用，如果发现及时，可以避免发生较大的输电线路故障。但是一旦出现人工失误，将极有可能导致输电线路故障，并且不能实现实时的在线监测。因此，为了实现输电网络安全稳定运行，在技术上，应采用先进的输电线路运行状态在线监测技术和先进的离线监测设备，建立监控中心，为实现从“周期巡检”到“状态检修”的转变提供信息收集、分析处理及设备评估等技术支持。在管理上，需转变生产管理模式，提高管理效率，为技术的效益转化提供人工管理支撑，实现技术效益最大化。
2 输电线路在线监测系统设计
输电线路在线监测系统安装在输电线路运行现场，通过监测相关的状态信息，实现输电线路故障预警，可提高输电线路运行可靠性、保证供电稳定和供电质量。它可以实现对高压输电线路实时监测的设计目标，满足输电线路的在线监测要求。设计的在线监测系统采集的主要运行状态参数有导线舞动参数、导线温度、导线风偏、覆冰程度、绝缘子污秽程度、绝缘子泄漏电流、绝缘子风偏等，真实反应输电线路及杆塔的周围环境。系统在与用户交互方面，它可以从设备情况、监测量、时间段等多个角度采用多种形式的图表对监测数据进行展示，实现分主题的监测数据浏览方式，给用户提供人性化和实用化的监测体验。此外，系统在实现监测数据对比、统计等功能的基础上还提供了高级计算、预测功能。本文设计的输电线路在线监测系统主要包括以下监测子系统。
2.1 绝缘子污秽监测子系统
输电线路的电量参数可以很好的反映其运行状态，如绝缘子表面泄漏电流和电晕电流等电测量参数的变化与污闪的发生过程就有着非常密切的关系。对于不良绝缘子，其绝缘电阻相对于正常绝缘子偏低，其泄漏电流在绝缘子表面和内部都流过，泄漏电流比较大，绝缘子污秽监测子系统可在线监测绝缘子泄漏电流变化过程，通过在线监测数据回传系统，可通过泄露电流值、放电脉冲数及气象参数得出污秽发展趋势，实时显示被监测绝缘子的污秽状况，实现污闪预警。
2.2 输电线路导线舞动在线监测
导线舞动是指导线在垂直平面以几分之一赫兹的低频和高振幅的振动，其振幅最大值可达初始弧垂值的数量级，它的摆动幅度较大，摆动时间也较长，极易导致线路间故障，如导线短路、相间闪络等，严重时可导致导线烧伤。因此，导线舞动的在线监测对于输电线路安全运行具有重要意义。该系统的检测量可以充分反映输电线路的运行状态信息，此外，还具有实时特性，可为运行维护人员发出警报，赢得足够的维护时间，提高输电系统运行可靠性。
2.3 输电线路导线温度监测子系统
温度是众多与电相关的产品中一个不可忽略的因素，同样，在输电线路中，导线的温度是影响输电线路安全稳定运行的重要因素，导线温度的在线监测对于判断输电线路的运行状态具有重要的参考价值。
在日常运行中，导线的温度和众多因素有关。如日照、风速、载流量等。目前，按照现有的技术规定，其考虑了较为恶劣的运行环境，给出的理论温度界限相对于实际运行情况而言是偏保守的。如果运行调度人员仅仅依据现有的技术章程来确定导线的运行容量，其稳态输送容量值的估计也是偏保守的。鉴于此，很有必要结合当地实时的气候状态，实时的监测导线运行温度，通过导线温度在线监测子系统的算法进行分析和计算，确定导线的实时动态载流量，并依此为输电线路输送容量依据，科学合理的确定输入容量等级，充分挖掘输电线路的输送能力。
该温度在线监测子系统可以协助确定出最接近导线实际输送能力的容量等级，能够在一定程度上缓解电力供应紧张。
2.4 输电线路覆冰在线监测子系统
在一些气候恶劣的高原地区，输电线路的覆冰可能性较大。输电线路的覆冰对于电力系统的安全稳定运行存在很大地安全隐患。
常见的输电线路覆冰有雨凇、雾凇、冻雨覆冰等，并不是每一个线路都有可能覆冰，它主要与当地的气候条件有关。影响输电线路覆冰的主要因素有空气湿度、气温等。覆冰的气温条件为-8～0 ℃这个区间，空气湿度为90%以上，当温度与湿度条件都具备时，风速的大小和风向成为决定覆冰厚度的重要参数，最适宜覆冰产生的风速一般为2～7 m/s。条件看似苛刻，然而，在输电线路经过的众多地区，这几个条件恰好可以满足，因此研究输电线路覆冰的在线监测具有重要的现实意义。覆冰首先在导线迎风面产生，当迎风面达到某一覆冰厚度时，在不平衡重力的作用下产生扭矩，使导线发生扭转，从而使导线的另一侧成为迎风面而产生覆冰，如此反复多次后在导线上形成圆形或椭圆形的覆冰。
输电线路覆冰在线监测系统可以很好地监测输电线路的覆冰情况，其监测数据可为输电线路的维护检修提供决策依据，减少覆冰对输电线路造成的损坏。
3 结 语
输电线路的安全稳定运行是电力系统可靠性的一个重要方面。输电线路在线监测系统对于保证输电线路的可靠运行，提高电力系统可靠性具有重要意义。本文首先阐述了输电系统在线监测的理论依据，研究了其运行环境特性，最后从绝缘子污秽、导线舞动子系统等方面给出了输电线路在线监测系统的设计组成。本文研究成果可为电力输电线路的在线监测系统研究与构建提供理论指导。
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线路设计法论文范文第5篇
孖雅区间矿山法段隧道在里程DK7+503~DK7+524.6 (21.6m) 范围下穿正在运营中的深圳地铁9号线孖岭站~上梅林站盾构区间隧道。矿山法隧道开挖面洞顶距地铁9号线盾构隧道底高度为3.2m, 隧道洞身穿越土层主要为微风化混合岩, 地表为彩田路与梅林路十字交叉路口, 车流量大。根据既有地铁9号线上孖区间纵断面设计图中显示矿山法隧道下穿9号线盾构区间处地质为强、中风化混合岩, 矿山法区间隧道地质为中、微风化混合岩, 与地铁10号线设计图纸中地质基本相符。该区间地表水不发育。根据其赋存介质的类型, 沿线地下水主要有二种类型:一是松散岩类孔隙水, 主要赋存于第四系松散地层中, 另一类为基岩裂隙 (构造裂隙) 水, 主要赋存于块状强风化、中等风化带及断裂构造裂隙中, 略具承压性。
2、穿越过程的主要施工措施
2.1 超前地质预报
为保证下穿既有地铁9号线盾构区间段隧道开挖安全, 地质超前预报纳入工序管理, 以便探明前方地质状况, 及时调整施工方案采取有效的控制措施, 避免发生塌方、涌水、突沙, 突泥等险情。
2.1.1 超前地质预报方法
根据具体情况, 分别采用长、中、短相结合的方法开展预报工作。综合对多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判, 相互印证, 并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测判断, 根据超前地质预测预报结果, 相应优化施工方案、开挖方法、超前加固手段、泄水释压方案、支护措施, 以确保施工安全及结构安全。
2.1.2 前方地质判别方法及应对措施
在探测孔钻进过程中, 认真观察记录, 记录内容包括以下几个方面:
(1) 钻进速度变化
钻进速度正常说明前进方向岩层与掌子面岩层基本一致;速度快可能是变软层;卡钻可能是破碎或断层;不冲击不转动就推进应是空洞;不冲击只转动推进是泥岩或泥砂土等。
(2) 颜色鉴定
孔口排出的风水岩粉的颜色, 是体现各地质段岩性的主要特征。由于风动冲击锤钻进, 随孔的加深, 岩粉互相混淆, 对岩层很难准确鉴别。为准确鉴别各岩层段, 在钻进一定深度时, 应先放水再开风冲洗净孔内残留岩粉, 多冲洗几次, 把混淆岩粉洗净再钻进, 用这时采获的岩粉进行鉴别。
(3) 钻进过程中的涌水量
在钻进过程中如果探孔打设工程中的涌水量过大, 可能导致隧道围岩土体的流失, 容易造成突泥、突水的险情, 应停止钻进并堵塞孔口, 立即开展注浆工序, 采用双液浆进行堵水固结。待注浆体达到设计强度后方可进入开挖, 深孔钻孔可采用前进式注浆固结, 固结后再前进钻孔。
(4) 成孔后出水量、水颜色变化及泥沙含量
根据成孔后的出水量, 确定前方地层的含水量, 根据含水量的大小来修正围岩等级;同时观察流出水中是否携带泥沙及水中泥沙含量。
从以上几个方面现象对前方地质情况进行综合分析进行地质判别。在围岩较差的情况下, 拱架架设完成后应及时封闭掌子面, 必要时进行超前小导管注浆, 防止发生涌水、突泥、突沙。
2.2 采用深孔注浆进行超前加固
对下穿既有地铁9号线段洞顶强风化混合岩可能出现的富水情况, 通过超前深孔注浆, 充填和堵塞地层中的缝隙, 降低注浆地层的渗水系数, 减少隧道开挖时的渗水量, 并能固结砂层和松散体, 提高围岩的自稳能力, 减少开挖过程中因失水严重造成过大沉降。
深孔注浆总体施工步骤:止浆墙施作——孔位布置——钻孔下管——深孔注浆——破除止浆墙开挖。工艺流程图详见下图2-2-1所示:
浆液采用水泥-水玻璃双液浆, 体积比1:1。注浆前, 对双液浆进行配比试验, 考虑深孔注浆浆液在管中输送时间较长, 为避免堵管, 控制凝胶时间在45s左右。在正式注浆之前, 先选择部分管位进行预注浆加固, 其目的一是将止浆墙与土体间间隙填充密实, 二是通过注浆将前方土体部分裂隙水挤出并用浆液填充, 起到预加固效果, 注浆压力控制在0.4~0.6MPa。正式注浆时, 孔位注浆顺序自下而上, 先两边后中间, 隔孔注浆。注浆终压力控制在2.0~2.5MPa。
2.3 静态爆破
下穿隧道位置前后12m范围的开挖采取静态爆破, 严格控制一次开挖进尺不超过1m, 及时封闭成环, 降低隧道开挖对既有盾构隧道的影响。
(1) 采用底部分区爆破, 上部静态破碎施工方案。底部分3个区域爆破, 先逐孔逐段在隧道底部中间掘进一个高2.4m宽1.8m的小断面, 再在底部左右两侧分别刷炮逐孔逐段起爆;上部采用静态破碎方式开挖。
(2) 为保证爆破效果和降低噪声, 所有炮孔都堵塞炮泥。炮泥的湿度不能过大, 以炮泥机制作能成型, 但又不会出现塑性变形为准。
(3) 全部采用导爆管簇联起爆网路, 采用激发针起爆。
(4) 钻孔与堵塞。平行于隧道形成的临空面布水平孔, 孔径φ40~φ50, 布孔5排左右, 排距0.25m, 间距约0.3m。堵塞用木塞或炮泥, 堵塞长度0.2m左右。
(5) 选用K系列快速膨胀剂, 配合热敏剂膨胀药卷一起使用。
(6) 注入药剂3~10h后, 岩石便可开裂。对于大片岩层, 开裂后的岩层还不能用普通挖掘机直接装运, 还要用液压炮机对开裂后的岩层进行再破碎, 直到能用挖掘机顺利地挖掘为止。
2.4 爆破时间控制
下穿既有地铁9号线区间, 矿山法区间隧道爆破作业时, 避开既有地铁9号线地铁车辆进站时间, 爆破作业前安排专人与孖岭站运营公司工作人员在9号线孖岭站站台层关注车辆进出站情况, 地铁车辆停靠站台时不允许爆破, 待地铁车辆走出车站1~2分钟后, 方可通知现场爆破人员进行起爆。爆破前应对车站等候车辆乘客做好相关解释、告知工作, 避免爆破震动造成乘客恐慌, 发生不安全事故。
2.5 施工监测措施
(1) 监测方法及监测系统构成
自动化监测系统由数据采集单元、数据传输单元、监测控制单元、数据分析处理单元及监测信息发布单元这几部分构成。自动化监测系统保证长期在线连续运行, 其软件系统具有实时监测数据报警能力, 其监测项目数据及报警信息能进行无线方式传输, 以便有关方随时掌握工程的安全动态情况。
(2) 监测区段定义和分区管理
根据施工工法进行分类, 将既有线监测阶段划分如下:
A、施工危险区:指正在施工的隧道掌子面与既有运营地铁隧道最近距离≤10m;或对既有线注浆加固施工。
B、施工风险区:指正在施工的隧道掌子面与既有运营地铁隧道最近距离10m~20 m;
C、施工影响区:指正在施工的隧道掌子面与既有运营地铁隧道最近距离20m~30 m;
D、一般施工状态区:即施工影响区之外的范围。
(3) 布点原则
1) 监测断面布置遵循左右线对称原则, 在受施工影响的既有隧道工法变化的部位、车站与区间结合部位、车站与风道结合部位以及马头门处等部位均设置变形监测断面, 监测点数按工程结构、地层状况和周边环境确定。
2) 在施工隧道与既有线正交区段监测断面按5m布置一个, 其余区段按10m布置一个, 在特殊地质地段和周围存在重要建 (构) 筑物时, 监测断面适当加密。布点范围:矿山法下穿区段最外端应位于下穿区域外延伸不少于50米。
3) 监测点布置:隧道区间范围内每个断面布置4~5个监测点, 横断面上各监测点的布置应遵循近密远疏的原则, 同时对各监测点采取保护措施。
(4) 监测内容
主要监测内容包括如下几点:1) 既有线路道床变形监测;2) 既有线隧道主体结构沉降、水平位移监测。
(5) 监测周期及频率
监测周期从施工开始至影响地铁设施的分部工程结束后三个月, 直到监测数据变化稳定时止;一般施工状态区的监测数据变化速率小于0.01-0.04mm/d时可认为已进入稳定阶段, 方可停止监测。具体监测频率如下表所示。
(6) 监测控制指标
影响既有线路的控制指标应按既有线隧道的目前状态确定, 应在施工前对既有线隧道进行三维激光扫描和现状调查, 根据扫描和现状调查结果确定控制指标。
(7) 监测点布置
对下穿9号线孖岭-上梅林盾构区间左、右线轨道道床进行自动化监测, 监测长度55m, 监测断面间距5m。每个断面布置5个监测点, 道床2个, 侧壁2个, 拱顶1个。
(8) 监测信息反馈
穿越过程中, 严格按既定施工方案作业, 自动采集到的监测数据都未达到报警值, 比较好地控制了既有线路的安全运行。
2.6 应急措施
2.6.1 对地表沉降的预防及处理措施
在开挖过程中及时对地面沉降观测结果进行整理, 以获得开挖参数与沉降点的关系, 一旦发生变化及时调整各项参数;并对地面紧邻建筑物进行加固, 运用优化施工参数的方法, 进一步控制地面沉降曲线的特性指标, 满足环境保护要求。当地面沉降变化值较大时, 加密观测点, 加强主要人员现场值班。建立严格的沉降量测控制网络, 及时定期进行监测, 以备必要时采取措施来确保安全运行和减少对周围环境的影响。
2.6.2 隧道结构变形、轨面下沉、地面沉降过大的应急措施
当结构变形、轨面下沉、地面沉降超警戒值时或速率过大时, 立即采取如下措施:
(1) 及时通报地铁部门, 并配合地铁运营部门采取相应措施, 必要时可提请运营单位采取限速措施。
(2) 正确判断引起沉降的原因, 如遇断层土质过软、水量较大, 停止开挖、加急对开挖面注浆加固, 避免沉降的进一步恶化。
(3) 如地层情况良好, 沉降可能由围岩应力释放变形引起, 加强对初支背后的注浆填充。
(4) 加大注浆力度, 提高浆液注入量弥补岩体损失, 以减缓继续下沉的速率, 控制轨面进一步沉降。
(5) 增加沉降区域施工监测频率与观测期, 及时反馈沉降速率与沉降值, 建立沉降时程曲线以便对比分析。
3、穿越后主要措施
初期支护施作完毕后, 为加固初支背后由于开挖受扰动的围岩及填充喷射混凝土可能有的空隙, 以最大限度地减少围岩松动和地表沉降及结构渗水, 在初期结构封闭成环3天后即进行初期支护背后回填注浆。同时, 继续关注监测数据, 根据数据反馈及时采取相应的措施保证既有线路的安全和新建隧道的稳定。
4、结语
穿越既有线路是目前地铁施工中常见的情况, 本工程在以上施工措施的严格执行下, 较为顺利地穿越了既有九号线区间隧道。但在穿越过程中, 需动态地根据超前地质预报、注浆效果以及监测数据及时灵活调整施工方法和步骤, 方可较安全地穿越;同时应收集施工过程的各项信息以便指导后续其他线路的施工。其他类似穿越工程由于地质、水文及环境等方面的差异, 以上措施仅供参考, 应因地制宜调整相关施工工法, 利用信息化施工手段确保施工质量和安全。
摘要：随着各大城市轨道交通网络建设的不断深入推进, 在城区核心地段新建线路穿越既有线路的情况不可避免。穿越过程中一般既有线路都处于营运中, 因此作为线路施工重难点和最大的风险源, 必须采用超前地质预报等措施探明线路实际地质情况, 提前对线路土层进行预处理, 并做好相关应急措施和储备应急物资;在穿越过程中, 根据施工监测数据反馈随时评估施工方案的适用性, 最终安全地穿越既有线路。本文结合深圳十号线孖雅矿山法隧道穿越既有九号线施工实例, 总结矿山法隧道穿越既有线路的重难点, 根据项目实际情况如何合理地施工组织并选择相应工法进行穿越, 供相类似的工程施工借鉴。
关键词：超前地质预报,注浆,施工监测,应急措施
参考文献
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[3] 《隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势》岩石力学与工程学报2014, 33 (6) :1090-1113作者李术才刘斌孙怀凤聂利超钟世航