黑龙江电力破解岛状冻土难题

　　“公司首条运用岛状冻土地区铁塔基础应用技术，在高纬度、高寒冻土带和永冻层上建设的220千伏塔漠、漠兴输变电工程自2010年8月投产送电以来，整条输电线路上的铁塔基础没有因冻土带而出现不稳定的现象，一直安全运行至今……”日前，黑龙江省电力公司建设部安全质量处处长王华锋表示，黑龙江电力针对全省地处高寒、高纬度地区线路施工中经常遇到的常年岛状冻土问题，研究了岛状冻土地势条件下塔基施工的新工艺，并取得实效。

　　技术创新  “破冰之舰”启航

　　冻土是指0℃以下，含有冰的各种岩石和土壤，多年冻土是冻结状态持续两年或两年以上的冻土，它是一种对温度极为敏感且性质不稳定的土体。施工活动本身对多年冻土易产生较大的扰动，引起多年冻土上限下移、冻土层温度升高、地下冰融化等，从而导致冻土工程性质变化，造成冻土区地基变形和破坏，影响基础工程的稳定性。

　　“东北地区冻土区域的冻土工程地质条件复杂，岛状多年冻土、岛状融区、连续多年冻土交错分布，不同年平均地温的多年冻土分布的分异性明显。”参与送电线路铁塔基础在冻土地区应用技术研究项目的牡丹江供电公司经济技术研究所副所长杨玉庆表示。为确保工程在建和投运后的安全，进行岛状冻土地区铁塔基础应用技术研究，减少或消除施工对冻土的扰动，解决多年冻土融沉、冻胀等现象对杆塔基础造成的影响十分重要。

　　2009年7月，黑龙江电力启动建设190公里塔河—漠河220千伏输电线路和漠河变电站工程中，在勘察建设路径时发现素有“高寒禁区”之称的八万里兴安林海的地质多为岛状冻土地势，对此创新运用了岛状冻土地区铁塔基础应用技术研究。

　　技术探索  “破冰含金量”凸显

　　据了解，岛状冻土地势条件下塔基施工的新工艺，是指采取塔基整体开挖、基坑隔热处理、基础台阶分别浇筑、回填炉灰防止冻融不均匀沉降等措施，可节约施工用水，减少林木砍伐量，降低前期征林征地的费用并缩短工期。

　　以中俄原油管道220千伏输变电线路建设工程为例，当时建设该线路涉及区域的冻土环境条件和工程地质条件的特点是，沿线的环境气温变化幅度大，冻土特征差异性也较大，冻土在平面分布上呈现纵横向上均存在差异和震荡的复杂性，在较小范围内岛状多年冻土、岛状融区、连续多年冻土交替出现。

　　杨玉庆介绍：“从长期运营的可靠性出发，采用热棒技术降低塔基周围土体温度，使其提高抗热融能力，能够起到降低土体温度，稳定冻土冻结力，稳定塔基的作用，能有效控制冻土温度变化对塔基稳定性带来的不利影响，这是220千伏输变线路建设的关键技术。”同时，受局地地貌和小气候差异性影响，不同地温、不同含冰量的多年冻土交叉分布，因而输电铁塔基础稳定性的影响因素复杂性增加，长期稳定条件难以保证，必须采用综合工程措施，如热棒辅助塔基的结构形式，才能应对这样复杂多变且长期缓慢变化的冻土条件所带来的塔基稳定性问题。

　　技术应用  “破冰之旅”扬帆

　　“主动措施一般比被动措施更有效，冻土专家多年研究和实践证明，低温热棒技术是最有效的主动降温措施之一。它的特点在于充分利用自然冷量，在温差作用下驱动内部制冷工质的汽液两相对流循环，通过蒸发段蒸发吸热作用降低周围冻土的温度，增加冻土本身的冷储量，提高冻土的热稳定性。”王华锋表示，保护冻土的措施主要有被动措施和主动措施，被动措施是减少传入地基多年冻土的热量，而主动措施是采取主动调控地温，冷却地基土。

　　负责中俄原油管道220千伏输变电线路工程建设施工的黑龙江省送变电工程公司相关负责人表示，在具体基础施工中，还要做好冻土开挖、混凝土浇筑、养护、热棒安装、基坑回填、观测桩观测等相关工作，采用有效的施工技术质量控制措施，以提升冻土区域输电工程铁塔基础施工的质量。

　　据了解，岛状冻土地区铁塔基础技术可广泛应用于少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土等类型。实践证明，黑龙江电力通过在系统内的推广应用，减少了冻土对铁塔基础的危害，提高了输电线路运行的可靠性，减少了冻土的冻涨和融沉问题，对输电线路及电网安全稳定运行具有良好的安全、社会和经济效益。