一种用于带电治理输电线路塔位滑坡的抗滑结构

摘 要:

当输电线路塔位发生滑坡等地质灾害时，若不具备停电改线条件，则只能在原塔位上进行加固处理；带电加固塔位由于涉及电网安全运行问题，是一项具有较高风险的工作，处理方案至关重要！～～本文中笔者结合自身工程实践经验，以QC小组的形式对上述问题的解决思路及方案进行简要梳理总结，以供交流探讨！

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思维导向

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小组概况

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“输电塔带电滑坡治理QC小组”隶属于某公司的下属子公司，小组于2018年7月成立，共有7名成员，其中，既有理论扎实、经验丰富、技术熟练的教授级、高级工程师，也有敢于探索、精力充沛、实践能力强的青年工程师，人员配备合理，是一支理论与实践紧密结合的技术钻研型队伍。小组定期组织成员学习《QC小组基础教材》、《质量管理小组基础知识》及《质量管理小组理论和方法》等QC小组知识和技能方法,人均接受QC教育在30小时以上,满足参加QC活动的相关要求。

小组成员坚持以“立足工作需要，解决实际问题”为原则，精心策划，团结协作，组织和完成了本次QC活动。

小组概况及成员分工如下：

“输电塔带电滑坡治理QC小组”共有成员7名（组长1人，组员6人）。按照小组成员学历，其中本科学历4人，硕士学历3人；按照小组成员职称，其中教授级高级工程师1人，高级工程师3人，工程师3人。

1.2 活动原则

根据《QC小组基础教材》、《质量管理小组基础知识》及《质量管理小组理论和方法》的相关活动要求，本小组活动方法严格按照PDCA循环模式，具有严密的科学性。

P（Plan）   ——计划，包括方针和目标的确定及活动计划的制定。

D（Do）      ——执行，就是具体运作，实现计划中的内容。

C（Check）——检查，就是要总结执行计划的结果，分清哪些对了，哪些错了，明确效果，找出问题。

A（Action）——处理或行动，对总结检查的结果进行处理，成功的经验加以肯定，或指定作业指导书，便于以后工作时遵循，对于失败的教训也要总结，以免重现。对于没有解决的问题，应提给下一个PDCA循环中去解决。

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课题选择

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2.1 课题背景

工程案例一：某大型水电站送出线路的某塔位处于强风化花岗岩易滑岩土地区，雨季塔基附近发生了滑坡，严重威胁到输电线路的安全运行。

对于输电线路塔位滑坡，最常见的处理方案为：改线、坡面处理等；虽然改线安全可靠，但除要有稳定的立塔场地外，施工时必须停电，而坡面处理仅能对浅层滑坡进行处理，一旦滑动面深度较大，滑坡坡面处理效果并不理想。

而作为大型水电站送出输电线路，若停电进行滑坡处理，轻则产生较大的停电损失，重则将严重影响到地区的电力系统平衡与稳定，故原则上是不允许停电进行塔位滑坡处理的。必须在不停电的情况下对塔位进行滑坡处理，存在较大的安全风险性。

工程案例二：某220kV变电站出现了浅层滑坡，建设方随即对站址进行了抗滑加固处理；对于处于下坡侧的110kV双回出线终端塔而言，同样也存在浅层滑坡问题，由于不具备把110kV双回终端塔移开滑坡体后立于稳定场地的条件，故只能在原塔位上进行抗滑加固处理，对于110kV双回路而言，同样要求在不停电的情况下完成塔位滑坡加固处理。

2.2 课题理由

以上两案例由于塔基位地质条件、线路特点等存在的项目独特性，目前尚无类似的工程案例可以借鉴，这给带电进行塔位抗滑加固处理工作带来了巨大挑战！

基于上述工程实际中碰到的亟待解决的问题，成立“输电塔带电滑坡治理QC小组”，充分利用QC小组的先进理论方法，展开“一种用于带电治理输电线路塔位滑坡的抗滑结构” 的课题研究。

2.3 活动计划

本次小组活动计划时间549天，分PDCA四个阶段，详见表2-1：

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现状调查

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以案例一为例：滑坡塔位处于一小山脊侧约20～25º的斜坡梯田上，线路斜跨山脊，线路前方40m外山坡坡度为30～45º，线路后方山坡坡度为20º～25º。地层岩性为：洪、坡积的粉质粘土，灰黄色。湿，硬塑状态，局部可塑状态。顶部有一层厚约0.5～1m的耕土层，局部混大块的花岗岩漂石。根据现场调查，在塔位正右方7～7.5m处，有一滑坡体。滑坡体宽约20m，长约30m，滑坡壁高0.5～1m，为一小型的浅层滑坡，属于牵引式滑坡。发生滑坡后，山脊前方山坡坡度(滑坡体的坡度)为15º～35º,有继续滑动的可能。除此处存在较大的滑坡体外，在塔位右前方及右后方还发现几处规模较小的（长宽在1～5m）坍塌体及滑坡体。

线路地质、结构及电气专业人员到现场进行了详细调查，由于不具备移动塔位的条件，故建议：

（1）立刻在塔位右侧山坡上建立一个滑坡观测点，密切观察滑坡的变化情况；

（2）在塔位外侧20m修一条长约200～250m的排水沟，绕过塔位，将水流引入线路右侧的水沟内；

（3）一旦雨季过后，立即对滑坡塔位进行抗滑加固处理。

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设定目标

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4.1 项目目标

根据业主及相关规范要求，结合现场实际情况，经QC小组集体讨论，制定出以下项目目标：

4.2 目标可行性分析

从以下四个方面对目标的可行性进行分析：

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原因分析

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5.1 塔位滑坡原因分析

QC小组成员通过到现场实地调查，并参考以往滑坡工程案例，通过充分调动大家的积极性集思广益，对塔位滑坡的原因进行以下分析：

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确定主要原因

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塔基处于易滑岩土斜坡上，雨季土体处于含水超饱和状态，在铁塔附加荷载的作用下，造成基础施工时曾受扰动过的土体发生浅层滑坡，威胁到塔位的安全稳定。

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制定对策

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7.1 对策及步骤

QC小组成员经过各抒己见地热烈讨论，决定采用抗滑桩方案进行塔位滑坡加固处理。在本工程中，由于要对带电的塔位进行抗滑桩加固处理，必须重点考虑以下几方面的因素：

抗滑桩的设计计算步骤如下：

7.2 滑坡推力计算

作用在抗滑桩上的滑坡推力，常采用不平衡推力传递系数法进行计算，第n块剩余下滑力为(见图10所示)：

7.3 设计方案简介

本案例共采用6根抗滑桩，截面为1.4×1.8m，长度初定为14m。塔位右方下坡侧布置4根桩，桩距为4m、4.56m，塔位前后方向各布1根桩，桩距为12.56m；6根抗滑桩之间由梁LL-1及L-1、L-2相连接，抗滑桩体系又由2根梁LL-2与原基础立柱进行连接，另外A、B基础立柱及Ｃ、D基础立柱之间采用梁L-3进行连接；为使4个基础的立柱与梁连接牢固，在4个基础的立柱上特设井式连接补强圈，梁的纵筋伸入井式连接补强圈进行锚固并与基础立柱采用植筋胶进行连接，井式连接补强圈的纵筋也伸入基础底板采用植筋胶进行锚固。具体布置及方案见图11。

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实施对策

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8.1 实施中需注意的几个问题

（1）对铁塔的加固

本工程要处理的塔位铁塔为耐张塔（0°转角），由于要带电刨开基础部分兜土进行施工，为保证铁塔安全，在对塔位进行抗滑桩施工之前，首先必须对铁塔打临时拉线进行加固（临时拉线在铁塔的正、背面各打两根，两侧面各打一根，对地夹角30～45°；拉线采用GJ-100，单根；拉线盘采用LP1.2，埋深2.5m），拉线必须调整到合适的绷紧状态。临时拉线布置见图12。

(2)桩、梁施工流程

在对铁塔加固完成后，即进入桩、梁施工阶段。为确保施工安全，必须对桩、梁的施工设计出一套科学合理的施工流程方案，（见图14）,以便安全、经济、快捷、高效地进行施工。

参考图14，桩、梁施工可采用以下流程：

第一步：同时开挖1#Z、2#Z、3#Z、5#Z；必须按要求做护壁；挖出来的土堆满图14中阴影部分，其余土随即清离桩孔附近；挖桩必须采取合适的排水、照明措施（谨防触电），桩深8m以下按实际情况进行送风；挖桩孔时施工单位每挖下一米都必须做土质记录，以便配合设计重新确定滑动面深度，定出桩的钢筋位置；当桩挖到设计深度时，必须及时通知地质设计人员到现场验孔，经地质设计人员检验合格并确定滑动面深度后，方可进行下一阶段施工；1#Z、2#Z、3#Z、5#Z同时浇筑；

第二步：图14中阴影部分堆满土后，利用施工1#Z、2#Z、3#Z、5#Z的间歇时间，依次进行1#L、3#L的施工（不得同时施工），先把基础上的钢筋用植筋胶植好后，Q、L同时浇筑，必须把1#L施工完成回填土后方可施工3#L；3#L施工完成后必须及时回填土；

第三步：施工4#Z、6#Z，施工要求同前；

第四步：利用施工4#Z、6#Z的间歇时间，依次进行6#L、2#L的施工（不得同时施工），必须把6#L施工完成回填土后方可施工2#L；2#L施工完成回填土后4#Z、6#Z、4#L、5#L、7#L、8#L、9#L、10#L同时浇筑；

第五步：清理施工现场，尽量减少对水田复耕的影响。

(3)抗滑桩钢筋位置的确定

由于抗滑桩各桩所在的位置不同，因而地质情况可能会有所差异，在抗滑桩结构图中，并未对滑动面进行准确标注，需要施工单位挖桩孔过程中每挖下一米都必须认真做土质记录，以便配合设计重新确定滑动面深度，定出桩的钢筋位置；当桩挖到设计深度时，必须及时通知地质设计人员到现场验孔，经地质设计人员检验合格并确定滑动面深度后，方可进行下一阶段施工。

(4) 梁与原基础立柱的连接

梁与原基础立柱采用植筋法进行连接（基础立柱外另加井式连接补强圈）。施工时必须把梁与基础立柱连接处的混凝土保护层全部清除，打毛，露出基础立柱纵向钢筋，以便植筋打孔时错开原立柱钢筋；植筋钻孔时要特别注意严禁钻到底脚螺栓，可先把基础保护帽打开，以便弄清底脚螺栓的位置，进行有效避让，待施工完成后再补做保护帽；为错开原立柱钢筋，植筋打孔时钢筋间距可按实际进行适当的调整。

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检查效果

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项目实施过程中，QC小组成员到现场进行了调研，抗滑加固施工过程始终保证输电线路可靠供电,施工中未发生任何人身安全事故；抗滑加固处理方案比停电改线方案节约40%的投资，具有显著的经济和社会效益；经历强降雨雨季后，抗滑加固系统未出现任何异常,始终保证塔基的安全与稳固,达到了项目目标,深受业主好评。

经召集QC小组成员对事先设定的项目目标进行逐一对照，对项目实施效果进行打分评价，对本项目的最终检查评价效果得分为9.55分（总分10分），达到了优秀的项目效果。

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巩固措施

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输电塔带电滑坡治理QC小组通过按照规范的QC方法成功有效地解决了工程实际中碰到的难题，做到了“学以致用”、“知行合一”的良好效果，QC 小组在部门的支持下，形成了以下巩固措施：

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总结和下一步打算

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  ◆通过实施验证，采用抗滑桩带电加固滑坡塔位的方法安全有效，这为带电处理塔位滑坡提供了一种安全可靠、施工可行的适用方法。

  ◆小组在本次 QC 活动中对工程实际中遇到难题的深入调查、详细分析，通过小组讨论集思广益地提出了解决问题的对策，并成功地进行了实施，取得了良好的效果，实现了课题确定时的预期目标，提高了小组成员的团队意识、质量意识、创新意识以及运用科学方法解决工程实际问题的能力。

  ◆此次QC活动极大地激发了成员的参与热情，小组成员充分发挥了每个组员的智慧和能力，提升了运用QC科学方法分析和解决问题的能力，增强了团队意识，这也为今后继续开展QC小组活动打下了良好的基础，小组成员利用掌握的QC知识，解决实际问题的能力得到了进一步的提高。今后，小组成员还会再接再厉，争取在解决工程实际问题方面作出更多更大的贡献。

活动前后小组综合素质自我评价表如下：

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形成的无形资产

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（1）论文：《抗滑桩在某送电线路塔位滑坡治理中的应用》(云南电力技术 第37卷第2期);

（2）实用新型专利：《一种应用于带电治理输电线路塔位滑坡的抗滑桩设计》(专利号：ZL 20182 1745081.8);

（3）发明专利：《一种应用于带电治理输电线路塔位滑坡的抗滑桩设计》(2019年2月19日进入专利实质审查阶段)。