專利名稱：基礎外擴的高壓線塔可提升且抗采動變形裝置的制作方法
技術領域：
基礎外擴的高壓線塔可提升且抗采動變形裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種高壓(含特高壓)線塔可提升且抗采動變形裝置，適用于非 突發(fā)性地表下沉大于3m的情況，使鐵塔可以克服大幅度沉降和大變形的影響，從而實現(xiàn) 鐵塔資源的下合理開采。
背景技術：
[0002]我國是一個采礦大國，煤礦分布十分廣泛。無論是新建高壓線路還是已建線 路，都普遍存在鐵塔壓煤問題，沉陷影響不可避免。[0003]高壓(特高壓)線塔指IlOkV IOOOkV高壓、特高壓輸電線鐵塔?，F(xiàn)有的 高壓線塔一般包括塔頭、塔身和塔腿，而塔腿主要起支撐作用，高壓線塔的整體高度從 幾十米到上百米高。當塔腿下部的地表變形時，會對高壓線塔產(chǎn)生顯著影響，例如地表 下沉會使高壓線塔下沉，地表傾斜會引起高壓線塔傾斜或傾倒，線塔下沉和傾斜又會使 電纜受到拉力，出現(xiàn)拉斷或者將鄰線塔也倒塌；地表出現(xiàn)受拉或受擠壓變形，會改變塔 腿之間基礎的距離，使塔腿受到應力，這種應力會對塔腿造成破壞，嚴重的會出現(xiàn)塔腿 彎曲變形或斷裂，進一步會使高壓線塔失穩(wěn)、倒塌。而地下開采形成采空區(qū)，上覆巖層 變形破壞導致地表沉陷變形常常不可避免，所以這種變形勢必對地表的高壓線塔和供電 線路的安全造成影響。[0004]限于電力行業(yè)的特殊性，高壓及特高壓線塔安全要求高，遇有電力線路與煤礦 開采問題時，傳統(tǒng)的途徑有兩種[0005]其一，電力部門采取的措施架設高壓線時繞道避開煤礦區(qū)，這樣線路走向受 到制約，由于繞道使建設投資將大幅度增加，每公里線路增加的費用可高達幾百萬元。[0006]其二，煤礦采取的措施煤礦遇到已有高壓線經(jīng)過礦區(qū)時，大多在高壓線塔位 置留設保安煤柱，一個高壓線塔就可滯壓煤炭資源幾十萬噸，深部壓煤可達百萬噸，造 成國家資源的巨大損失。[0007]因此，以上兩種途徑的代價均很大。[0008]近年來，在一些新建線路中提出了一些新的辦法如下[0009]1)設置大板基座在新建高壓線塔時，做深開挖，澆注整體大板基座，以減小 水平變形對塔腿的損害。這種方式主要能夠減少地表水平拉或壓變形的影響，但它不能 克服地表傾斜變形和整體沉陷的影響。[0010]2)加長地腳螺栓，以此增加各塔腿的高差調(diào)整余度，但調(diào)節(jié)量有限。[0011]幻注漿充填老采空區(qū)，減少地表的殘余沉降。但注漿充填量大，成本高，不適 合已建成高壓線塔下采煤。[0012]以上措施只適用于克服老采空區(qū)上方地表的殘余小變形，不能克服開采過程中 的沉陷大變形，只適合新建高壓線塔，不適應已建高壓線塔的調(diào)整。[0013]如何提高鐵塔的抗地表變形能力，使鐵塔可以克服地表大幅度沉降和大變形， 從而實現(xiàn)鐵塔下合理開采，仍是當前電力生產(chǎn)和煤礦生產(chǎn)中迫切需要解決的難題，也是解決輸電安全與資源回采矛盾的根本出路。 實用新型內(nèi)容[0014]針對現(xiàn)有技術中存在的高壓線塔不能克服地表大幅度沉降和大變形的情況，本 實用新型的目的在于提供一種基礎外擴的高壓線塔可提升且抗采動變形裝置，可以克服 大幅沉降和大變形對高壓線塔和高壓線路的破壞。[0015]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種基礎外擴的高壓線塔可提升且抗采 動變形裝置，包括設置在高壓線塔原基礎外側的新建外基礎，外基礎上通過可變向平移 支座和支座上的豎向伸縮調(diào)節(jié)桿安裝有外基座，所述外基座為套建在該高壓線塔塔底外 側的豎直框架，外基座與高壓線塔之間通過可拆卸連接件連接；在安裝高壓線塔塔腿的 原基礎上套裝有增大基礎面積的基礎鋼套帽，基礎鋼套帽上安裝有可變向平移支座，所 述可變向平移支座上安裝有豎向升降支架，豎向升降支架上端頂在高壓線塔所述豎直網(wǎng) 格下部，所述豎向升降支架由液壓升降支架以及微調(diào)升降裝置構成。[0016]由于對于地表下沉比較大的情形，高壓線塔需要提升的高度較大，整個高壓線 塔重心越高穩(wěn)定性越差，因此通過在原基礎外側新建外基礎和安裝外基座，以提高高壓 線塔的穩(wěn)定性，外基礎外擴范圍以及外基座的高度根據(jù)高壓線塔高度和預測的最大沉陷 量進行設計。所述外基座比較理想的是采用鋼制框架，框架結構合理、強度大、成本 低，而且便于施工。[0017]所述的微調(diào)升降裝置用于對支撐高度進行微調(diào)用于維持高壓塔的豎直，可以為 蝸輪蝸桿升降機或梯形螺紋螺桿伸縮套，采用機械微調(diào)更容易控制塔身直立。[0018]為克服地表沉陷導致的基礎不均勻下沉，以及基礎不同步水平移動(水平變 形、剪應變)，無論是外基礎與外基座之間，還是豎向升降支架與鋼套帽之間均通過可變 向平移支座連接，所述的外基礎上的可變向平移支座包括水平滑桿和滑套，外基座底部 的豎向伸縮調(diào)節(jié)桿通過旋轉軸連接滑套，所述滑套套裝在水平滑桿上，所述水平滑桿一 端通過豎直旋轉軸裝在所述外基礎上。對應地所述的基礎鋼套帽上的可變向平移支座包 括水平滑桿和滑套，豎向升降支架的下端通過旋轉軸連接滑套，所述滑套套裝在水平滑 桿上，所述水平滑桿一端通過豎直旋轉軸裝在所述基礎鋼套帽上。[0019]優(yōu)選地，所述的水平滑桿另一端還安裝有滾輪或可調(diào)支腳。[0020]還可以包括墊在豎向升降支架與高壓線塔之間的墊高層。[0021]還可以包括拉線，拉線在塔身的四周方向上均勻分布，且拉線一端與塔身頂部 相連，另一端與固定在高壓線塔外圍地面上的自鎖拉線裝置連接，從多個方向上將塔身 上部拉住。[0022]所述的自鎖拉線裝置可以為四個絞盤分布在高壓線塔對角位置。[0023]所述拉線可以為八根，每兩根拉線下端拉于線塔外側對角線位置上的一個絞盤 上，該兩根拉線上端固定于塔頂相鄰對角上。[0024]本實用新型的有益效果是通過對原有高壓線塔的技術改造或?qū)π陆ㄋA設外 基座和可變向平移、可豎向調(diào)節(jié)裝置，以提高高壓線塔的穩(wěn)定性和安全性，加裝豎向升 降支架用于對高壓線塔頂升，使高壓線塔克服了地下開采過程中引起的地表動態(tài)沉陷， 從而解決煤礦開采地表非突發(fā)性塌陷沉陷和移動對高壓線塔的影響問題，實現(xiàn)高壓線塔下采煤和高壓線路的安全運行，另外本實用新型資源回收率高，可克服大幅度的沉陷 (大于3m)和變形，效益大且安全性高。


[0025]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；[0026]圖&為本實用新型中可變向平移支座結構示意圖；[0027]圖2b為本實用新型中可變向平移支座的另一種結構示意圖；[0028]圖3為本實用新型中鋼制框架式外基座結構示意圖；[0029]圖4為本實用新型的高壓線塔下部結構示意圖；[0030]圖中1拉線，2絞盤，3外基礎，4可變向平移支座，5鋼網(wǎng)架式外基座，6網(wǎng) 架，7旋轉軸，8滑套，9水平滑桿，10豎向升降支架，11卡頭，12豎向伸縮調(diào)節(jié)桿，13 滾輪，14基礎套帽。
具體實施方式
[0031]
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明，以助于理解本實用新型的內(nèi)容[0032]一種基礎外擴的高壓線塔可提升且抗采動變形裝置，如圖1所示，包括設置在 高壓線塔原基礎外側的四個新建外基礎3，如圖3所示外基礎3上通過可變向平移支座4 和支座上的豎向伸縮調(diào)節(jié)桿12安裝有鋼制框架式外基座5。外基座由于在原基礎外側， 因此不但在鐵塔頂升過程中起到支撐保護作用，而且由于外基座增大了高壓線塔底部面 積，增強了塔體的穩(wěn)定性，第三作為鐵塔頂升時的導向機構保證了頂升過程中鐵塔的安 全穩(wěn)定。外基座高度根據(jù)預測的地表最大下沉量設計確定，并確保滿足塔體整體設計的 有關要求。由圖1結合圖4所示，由于原高壓線塔塔腿為斜腿，不便于在外基座5內(nèi)頂 升和固定，所以需要將原斜塔腿與基礎斷開，并在高壓線塔底部設置一段外輪廓豎直的 網(wǎng)架6，外基座5套在該高壓線塔的豎直網(wǎng)架6外側形成伸縮結構，豎直網(wǎng)架6與外基座 5之間通過如圖4所示的卡頭11或螺栓等可拆卸連接件連接，使高壓線塔能夠被支撐和 固定；參照圖2b和圖4所示所示，在安裝高壓線塔塔腿的原基礎上套裝有增大基礎面積 的金屬基礎套帽14，基礎套帽14由鋼板采用活頁式連接方式制成，套在原鋼筋水泥基礎 上，使基礎與塔腿間由固定連接改為可連可拆連接，基礎被擴大，提供安裝可變向平移 支座的平臺，且由于采用鋼板制作，使可變向平移支座能夠容易地焊接固定在所需的位 置，而不依靠預埋件來固定。基礎鋼套帽14上安裝有可變向平移支座4，可變向平移支 座上安裝有豎向升降支架10，豎向升降支架10上端頂在高壓線塔的豎直網(wǎng)架6下部，豎 向升降支架10由串接在一起的液壓升降支架以及微調(diào)升降裝置構成。對于高壓線塔整體 頂升等幅度較大的調(diào)節(jié)采用液壓升降支架，采用微調(diào)升降裝置微調(diào)以保證塔身直立。所 述的微調(diào)升降裝置可以采用蝸輪蝸桿升降機或梯形螺紋螺桿伸縮套，采用純機械方式用 手動微調(diào)，可調(diào)整各塔腿間的不均勻下沉(傾斜、曲率、扭曲)，保持塔身直立，可調(diào)余 量500mm。當高壓線塔的地基下沉時，利用豎向升降支架10的外伸來調(diào)整高度，將高 壓線塔整體向上頂升，使得塔頂高壓線保持以前的高度，不因地表下沉而降低，以克服 地表下沉的影響。該豎向升降支架4為四個。[0033]本實用新型的豎向升降支架10支撐在高壓線塔的塔身和高壓線塔的基礎之間，該豎向升降支架10的長度可以調(diào)整。當高壓線塔的地基下沉時，利用豎向升降支架10 的頂升來調(diào)整高度，使得高壓線保持原有的高度。豎向升降支架10的伸縮調(diào)整可以利用 自動調(diào)整或人工動態(tài)調(diào)整，例如，豎向升降支架10為液壓桿利用液壓裝置來調(diào)整高度。 豎向升降支架10的結構不限于本實施方式，也可以采用其他能夠伸縮的支架。優(yōu)選地， 該豎向升降支架10對稱分布在塔腿和高壓線塔的基礎之間。可以在地表沉降之前和沉降 過程中采用多次預先提升塔體一定高度的辦法，以克服地表大幅度的沉降。對于不均勻 下沉可通過調(diào)整不同豎向升降支架10的頂升量來補償，或者通過微調(diào)裝置來調(diào)節(jié)。[0034]對于地表水平變形或剪應變造成的基礎的不同步移動，會使原高壓線塔塔腿之 間距離變化，當然也會使外基礎之間的距離發(fā)生變化。為克服這種基礎不同步水平移動 對高壓線塔的損害，如圖1和圖3、圖4所示，在外基礎與外基座之間以及基礎套帽與豎 向升降支架之間均裝有可變向平移支座4?？勺兿蚱揭浦ё鐖D&和圖2b所示，包括 水平滑桿9和滑套8，外基座底部設置豎向伸縮調(diào)節(jié)桿12，豎向伸縮調(diào)節(jié)桿12通過旋轉 軸連接滑套8，滑套8套裝在水平滑桿9上，水平滑桿9 一端通過豎直旋轉軸7裝在外基 礎上；對應地在豎向升降支架的基礎鋼套帽與豎向升降支架之間的可變向平移支座同樣 包括水平滑桿9和滑套8，豎向升降支架的下端通過旋轉軸連接滑套8，滑套8套裝在水 平滑桿9上，水平滑桿9 一端通過豎直旋轉軸裝在基礎鋼套帽14上。當?shù)乇碛兴阶冃?造成基礎之間出現(xiàn)不同步位移時，這時滑套8將沿水平滑桿9自行平移，同時滑桿一端受 不平衡力而自行旋轉，使滑桿指向基礎位移方向，這樣保證在基礎的位置發(fā)生變化不會 對基座和高壓線塔產(chǎn)生影響，以保持支撐穩(wěn)定和頂升過程中的穩(wěn)定。豎向伸縮調(diào)節(jié)桿12 的作用也用于克服基礎不均勻下沉(傾斜、曲率、扭曲)，保證外基座5水平。豎向伸 縮桿采用梯形螺紋的螺桿和螺套構成的伸縮結構，或蝸輪蝸桿裝置，使塔腳水平，以克 服基礎不均下沉，例如傾斜、曲率和扭曲，可調(diào)范圍為40cm。一種優(yōu)選實施方式中如圖 2b所示，在水平滑桿一端安裝可調(diào)支腳或滾輪13，既能起到轉動方便的作用，又能起到 支撐的作用，減少旋轉軸所受的豎向壓力，使水平滑桿保持水平，旋轉軸只受豎向壓力 作用，避免旋轉軸彎曲或從底部斷裂，或者地腳螺栓的斷裂。[0035]還包括墊在豎向升降支架與高壓線塔之間的墊高層，當?shù)乇砜傁鲁亮砍鲐Q向 升降支架的最大上升量時，可以通過增加墊高層來彌補升降支架高度的不足。墊高層可 以成為網(wǎng)架6的一部分。[0036]對于幾十米甚至上百米高的高壓線塔，較大的傾斜可能使塔身失穩(wěn)而發(fā)生倒塔 事故，本實用新型的如圖1所示還包括拉線1，拉線1在塔身的四周方向上均勻分布，且 拉線1一端與塔身頂部相連，另一端與固定在塔外圍地面上的自鎖拉線2裝置連接，自鎖 拉線2裝置為四個分布在高壓線塔對角位置的絞盤，通常有至少三根拉線1可以將塔頂部 在平面上穩(wěn)定住，優(yōu)選地，本實用新型采用八根拉線1，每兩根拉線1下端拉于線塔外側 對角線位置上的絞盤2上，該兩根拉線1上端固定于塔頂相鄰對角上。利用不同方向上 的拉線1將高壓線塔頂部在穩(wěn)定住，保證地表變形或在對塔進行頂升調(diào)整時塔頂穩(wěn)定， 避免倒塔事故發(fā)生，同時每一絞盤上的兩根成V型交叉的拉線與塔還形成穩(wěn)定的三角形 結構，可更好的控制塔頂穩(wěn)定。[0037]具體施工方法為[0038](1)建外基礎在原基礎外側增建四個獨立的塔腳外基礎3，新建的外基礎大于原基礎，外擴尺寸按主材斜度和升高高度計算，預埋地腳螺栓，在外基礎上建如圖3所 示的框架式外基座5，外基座5四角下部設置有豎向伸縮調(diào)節(jié)桿12，并通過四個可變向平 移支座4安裝在四個外基礎上；[0039](2)在高壓線塔下部設置如圖4所示的外輪廓豎直的網(wǎng)架6，在原基礎上加設 基礎套帽，并在塔腿下部安裝豎向升降支架和水平旋轉支座；同時在塔身頂部安裝八根 拉線，在高壓線塔所在地面四周各方向安裝絞盤，拉線一端系于絞盤，將塔身上部穩(wěn)定 ??；切斷原塔腿，并使網(wǎng)架6插入外基座5中部的吻合的空腔內(nèi)；網(wǎng)架6可以通過卡子固 定在外基座5上。[0040](3)地表不同步水平移動導致線塔基礎的水平變形，通過可變向平移支座來克服 水平變形的影響，保持外基座和高壓線塔及豎向升降支架的穩(wěn)定，根據(jù)不均勻下沉大小 調(diào)整外基座的豎直伸縮調(diào)節(jié)桿和豎向升降支架的微調(diào)升降裝置，以使外基座保證水平和 塔身保持正直；通過絞盤拉緊拉線保持塔身穩(wěn)定，根據(jù)地表沉陷量，利用豎向升降支架 中的液壓升降支架頂升塔身，使塔體沿外基座向上滑動升高，每次升降量為1.5 2m， 頂升一次完成，利用卡頭11將塔身與外基礎連接，將塔身托住，頂升調(diào)整過程中還同步 通過絞盤調(diào)整拉線，以穩(wěn)定塔體；對于需要多次頂升的情況，還需要安裝墊高層，墊在 豎向升降支架上部，墊高層高度與一次頂升高度相同，然后豎向升降支架復位，為下一 次頂升作準備；[0041](4)經(jīng)過步驟(3)中一次或多次頂升，地表穩(wěn)定后，將塔身固定到所述外基座 上，形成硬支撐。[0042]豎向升降支架以及對應的可變向平移支座、以及絞盤和拉線可以拆除，以重復 利用。
權利要求1.一種基礎外擴的高壓線塔可提升且抗采動變形裝置，其特征在于包括設置在高 壓線塔原基礎外側的新建外基礎，外基礎上通過可變向平移支座和支座上的豎向伸縮調(diào) 節(jié)桿安裝有外基座，所述外基座為套建在高壓線塔塔底外側的豎直框架，外基座與高壓 線塔之間通過可拆卸連接件連接；在安裝高壓線塔塔腿的原基礎上套裝有增大基礎面積 的金屬基礎套帽，基礎套帽上安裝有可變向平移支座，所述可變向平移支座上安裝有豎 向升降支架，豎向升降支架上端連接在原塔的塔底，所述豎向升降支架由液壓升降支架 以及微調(diào)升降裝置構成。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述外基座為鋼制框架。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述的微調(diào)升降裝置為蝸輪蝸桿升降機 或梯形螺紋螺桿伸縮套。
4.如權利要求1至3中之一所述的裝置，其特征在于所述的外基礎上的可變向平移 支座包括水平滑桿和滑套，外基座底部的豎向伸縮調(diào)節(jié)桿通過旋轉軸連接滑套，所述滑 套套裝在水平滑桿上，所述水平滑桿一端通過豎直旋轉軸裝在所述外基礎上。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于所述的水平滑桿另一端還安裝有滾輪或 可調(diào)支腳。
6.如權利要求1至3中之一所述的裝置，其特征在于所述的基礎鋼套帽上的可變向 平移支座包括水平滑桿和滑套，豎向升降支架的下端通過旋轉軸連接滑套，所述滑套套 裝在水平滑桿上，所述水平滑桿一端通過豎直旋轉軸裝在所述基礎套帽上。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于所述的水平滑桿另一端還安裝有滾輪或 可調(diào)支腳。
8.如權利要求1至3中之一所述的裝置，其特征在于還包括墊在豎向升降支架與高 壓線塔下部豎直網(wǎng)架之間的墊高層。
9.如權利要求1至3中之一所述的裝置，其特征在于還包括拉線，拉線在高壓線塔 塔身的四周方向上均勻分布，且拉線一端與塔身頂部相連，另一端與固定在塔腿外圍地 面上的自鎖拉線裝置連接，從多個方向上將塔身上部拉住。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于所述的自鎖拉線裝置為四個絞盤，分布 在高壓線塔對角位置。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于所述拉線為八根，每兩根拉線下端拉 于高線塔外側對角線位置上的一個絞盤上，該兩根拉線上端固定于高壓線塔塔頂相鄰對 角—t ο
專利摘要本實用新型公開了一種基礎外擴的高壓線塔可提升且抗采動變形裝置，包括高壓線塔原基礎外側的外基礎，外基礎上通過可變向平移支座安裝有外基座，所述外基座為套建在高壓線塔塔底外側的豎直框架，外基座與原塔之間通過可拆卸連接件連接；在線塔原基礎上裝有增大基礎面積的金屬基礎套帽，基礎套帽上安裝有可變向平移支座，可變向平移支座上安裝有豎向升降支架，豎向升降支架上端連接在高壓線塔的塔腿處。這種裝置解決煤礦開采地表移動和變形對高壓線塔的影響問題，實現(xiàn)高壓線塔下采煤和高壓線路的安全運行。采用外擴基礎模式而非原基礎模式，是為了提高塔體的可提升幅度。本實用新型可克服大于3m的大幅度的沉陷和大變形影響，資源回收率高，效益大且安全性高。
文檔編號E04H12/22GK201810021SQ20102053635
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權日2010年9月20日
發(fā)明者戴華陽, 閻躍觀 申請人:中國礦業(yè)大學(北京)