李松偉，孫辰軍，郭青梅，金 濤

（1.河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院，石家莊 050031；2.國網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021）

輸電線路的桿塔定位是線路設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在已經(jīng)選好的線路路徑上進(jìn)行定線、斷面測量繪制，在縱斷面上配置桿塔位置，稱為桿塔定位。桿塔位置排定的是否適當(dāng)，直接影響線路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理性和運(yùn)行的安全可靠性。桿塔定位分為編制“定位手冊(cè)”、室內(nèi)定位和室外定位3個(gè)步驟，是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)工作，選線時(shí)要對(duì)線路技術(shù)經(jīng)濟(jì)是否合理、施工是否方便、運(yùn)行是否安全等因素進(jìn)行全面考慮和比較，盡可能選擇路徑短、特殊跨越少、水文和地質(zhì)條件較好的路徑；同時(shí)還應(yīng)盡可能避開森林密集區(qū)、綠化區(qū)、果木林、公園、防護(hù)林帶、房屋等，若必須穿越時(shí)，應(yīng)選取最窄或最少處通過，以減少樹木的砍伐和房屋的拆遷，從而滿足環(huán)境保護(hù)的要求。

1 編制“定位手冊(cè)”

桿塔定位開始前首先針對(duì)工程編制“定位手冊(cè)”，內(nèi)容主要包括工程基本情況、桿塔使用條件、定位原則、定位方法和注意事項(xiàng)等。

工程基本情況包括線路長度、地形比例、海拔高度、電壓等級(jí)等；桿塔使用條件包括塔型、呼高，塔頭尺寸、高低腿配置、根開尺寸，適用的導(dǎo)線型號(hào)、地線型號(hào)、風(fēng)速、覆冰、使用檔距等；定位原則包括基本的避讓原則、選定原則和無法避讓時(shí)的處理原則等；定位方法包括塔腿的編號(hào)方法、定位的步驟和塔基地形圖的測繪范圍及方法；注意事項(xiàng)是定位過程中需要注意的其他問題。

2 室內(nèi)定位

室內(nèi)定位主要是在平斷面圖上通過大弧垂模板選擇桿塔的位置，并進(jìn)行排定。室內(nèi)定位通常有2種模式：一種是結(jié)合GPS動(dòng)態(tài)測量成圖的定位模式，一種是結(jié)合海拉瓦－洛斯達(dá)技術(shù)的定位模式。

2.1 結(jié)合GPS動(dòng)態(tài)測量成圖的定位模式

采用GPS結(jié)合航測技術(shù)進(jìn)行線路測量，利用GPS動(dòng)態(tài)測量，實(shí)地落實(shí)轉(zhuǎn)角位置，求出轉(zhuǎn)角樁位的坐標(biāo)及高程，將成果發(fā)回室內(nèi)測量成平斷面圖，將工測測定的交叉跨越（電力線、通信線及房屋等）、重要地形點(diǎn)、邊線、危險(xiǎn)點(diǎn)、風(fēng)偏斷面等加繪在圖中，形成完整的平斷面圖。電氣專業(yè)在平斷面圖上按照“定位手冊(cè)”中的桿塔使用條件排定塔位。此模式現(xiàn)在一般用于路徑長度較短的220 k V平原線路以及110 k V及以下的線路。

2.2 結(jié)合海拉瓦－洛斯達(dá)技術(shù)的定位模式

海拉瓦－洛斯達(dá)技術(shù)主要由海拉瓦全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)與洛斯達(dá)自主研發(fā)的一套針對(duì)電力工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)組成。海拉瓦系統(tǒng)基于衛(wèi)片和航片，將衛(wèi)片、航片、遙感片等處理后生成數(shù)字地面模型、正射影像圖和三維景觀圖等各種數(shù)字化產(chǎn)品，并形成一個(gè)可視化的工作平臺(tái)。洛斯達(dá)技術(shù)是指基于海拉瓦系統(tǒng)進(jìn)行深入開發(fā)，使之適合于輸變電工程需要，如實(shí)時(shí)斷面提取、跨越統(tǒng)計(jì)、土方平衡計(jì)算、電子模板排位等，形成的輔助電網(wǎng)勘測設(shè)計(jì)一系列技術(shù)。

結(jié)合海拉瓦一洛斯達(dá)技術(shù)的定位模式，是一種可開展各專業(yè)配合的室內(nèi)選線定位模式。將初設(shè)路徑展繪在影像地圖上，并輸入海拉瓦系統(tǒng)，借助立體眼鏡察看路徑兩旁的地物與地貌。通過量測建筑物、電力線、通信線、采石場等對(duì)線路有影響的地物到路徑的距離，以及陡峭地貌的坡度，加上對(duì)地物地貌的識(shí)別，及時(shí)獲取電氣專業(yè)需要的跨越物及地物屬性，局部地段立塔條件是否具備，能否跨越電力線，以及轉(zhuǎn)角的度數(shù)和數(shù)量、耐張段長度等信息，確立路徑的成立與否。路徑確立后，使用JX4C全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)及TL線路平斷面處理系統(tǒng)便可很快的完成平斷面的測圖工作。通過優(yōu)化排位，使桿塔的跨步能力與地面模型相適應(yīng)，在數(shù)萬種排位結(jié)果中尋找出經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)化的排位結(jié)果，使得桿塔利用率達(dá)到最大化，最終達(dá)到節(jié)約投資的目的。地質(zhì)專業(yè)主要需要確定桿塔位置的地質(zhì)條件，結(jié)合洛斯達(dá)地質(zhì)解譯，分析桿塔位置周邊區(qū)域?qū)U塔基礎(chǔ)的影響及規(guī)模。結(jié)構(gòu)專業(yè)需要確認(rèn)不同桿塔的基礎(chǔ)范圍、桿塔重量以及立塔條件（坡度、植被、地質(zhì)、周邊區(qū)域裕度、接腿高差等），這些信息都可在海拉瓦立體模型中獲取，隨即提出相應(yīng)的保護(hù)措施，確保塔位安全。此模式現(xiàn)在一般用于山區(qū)線路和路徑長度較長的220 k V及以上的平原線路。

3 室外定位

室外定位主要是指在室外對(duì)已經(jīng)固定好的桿塔位置進(jìn)行現(xiàn)狀校對(duì)，然后采用標(biāo)樁將其準(zhǔn)確可靠地固定。室外定位是在室內(nèi)定位工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行，主要是對(duì)地形圖（海拉瓦圖）上所選擇的桿塔點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)地校核和修正。室外定位要兼顧塔位點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)合理性，對(duì)特殊點(diǎn)應(yīng)反復(fù)比較，做到“以線為主、線中有位”。

3.1 塔腿的編號(hào)方法

為方便定位，一般在“定位手冊(cè)”中對(duì)塔腿編號(hào)作出規(guī)定，比如說線路從甲變電站架設(shè)至乙變電站，小號(hào)側(cè)是指甲變電站方向，大號(hào)側(cè)是指乙變電站方向。站在塔位中心樁面向大號(hào)側(cè)，左后方為A腿，左前方為B腿，右前方為C腿，右后方為D腿，見圖1。

3.2 室外定位步驟

設(shè)計(jì)人員到達(dá)現(xiàn)場后，首先應(yīng)該根據(jù)室內(nèi)定位成果和“定位手冊(cè)”中的定位原則選擇適合立塔的位置，并打樁標(biāo)記為鐵塔中心樁。如果桿塔所處地形塔腿最大高差大于0.5 m，則需要測量人員測塔基地形圖。塔基地形圖的測繪范圍及塔基地形圖測量控制點(diǎn)要求如下：

圖1 塔腿編號(hào)

a.以塔位中心樁為測繪中心，直線塔、直線兼角塔以鐵塔的斜半根開外加3.0～4.0 m為測繪半徑；轉(zhuǎn)角塔、終端塔以鐵塔的斜半根開外加4.0～5.0 m為測繪半徑；特殊地形應(yīng)適當(dāng)加大測繪范圍。

b.塔位中心樁為必測控制點(diǎn)，圖2中1－9點(diǎn)為塔腿周圍必測控制點(diǎn)，1、2、3點(diǎn)用于準(zhǔn)確配置高低腿，4、5、6、7、8、9點(diǎn)用于準(zhǔn)確計(jì)算基面開方，地形有明顯變化處也應(yīng)有實(shí)測點(diǎn)。

圖2 塔基地形圖測量控制點(diǎn)

c.在測量專業(yè)測圖的過程中，結(jié)構(gòu)人員應(yīng)詳細(xì)了解此塔位處的地質(zhì)情況、塔基周圍是否需要進(jìn)行特殊處理、處理方案如何等，并記錄下來，以便日后查閱。

3.3 山區(qū)定位注意事項(xiàng)

a.山區(qū)定位原則上要利用全方位高低腿鐵塔配合高低柱基礎(chǔ)做到“0”基面開方。塔腿按山體的自然坡度與山體接觸點(diǎn)即為基礎(chǔ)施工點(diǎn)，如高低腿配置完成后與基礎(chǔ)施工點(diǎn)仍有差值，則利用基礎(chǔ)主柱升高的方法解決。對(duì)于個(gè)別塔腿處需要降低基面而發(fā)生的土石方量，要作好記錄，并指定棄土堆放地點(diǎn)。

b.塔位應(yīng)立在便于配置長短腿的位置，減少出現(xiàn)短腿與長腿高差大于鐵塔設(shè)計(jì)差值的情況。如果立在山頂，兩側(cè)山體一面緩一面陡，則塔位應(yīng)立在偏緩的一側(cè)，盡量保證四個(gè)塔腿（或較多塔腿）在一個(gè)水平高程上；如果立在山坡，則選擇坡度較緩的位置立塔。

c.塔位上坡位置盡量躲避危石，發(fā)育沖溝，下坡位置盡量躲避礦洞。

d.在“三邊”即河（溝）邊、坎邊、坡邊立塔時(shí)，應(yīng)要求地質(zhì)人員評(píng)價(jià)塔位穩(wěn)定性。

e.盡可能避免出現(xiàn)小檔距和桿塔超條件使用；轉(zhuǎn)角桿塔點(diǎn)位應(yīng)盡量選擇在山底或山腰，不宜選擇在高山頂、溝底、河岸、懸崖邊緣及易沖刷地帶，否則會(huì)造成桿塔垂直檔距增大，使桿塔選型困難；盡量選擇直線桿塔進(jìn)行跨越；跨河運(yùn)行的桿塔點(diǎn)位應(yīng)盡量選擇從河道最窄、河床平直、地形較高、地質(zhì)較好地段垂直跨越而過。

f.對(duì)上方匯水面積較大的桿塔位應(yīng)設(shè)置排水溝，并明確位置、長度及型號(hào)。

g.對(duì)于易被雨水沖刷或易風(fēng)化而剝落坍塌的邊坡，無法避開的應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。對(duì)于基礎(chǔ)臨空面邊坡陡峻，易于崩塌，或少數(shù)塔位因受線路走廊限制，不可避免地位于土體穩(wěn)定差的地段的桿塔位，應(yīng)設(shè)置擋土墻，并明確位置、長度及型號(hào)。

h.對(duì)于塔位上方無法躲避的危石，應(yīng)現(xiàn)場噴漆標(biāo)注，并作好記錄，要求施工時(shí)清理。

3.4 平丘地區(qū)定位注意事項(xiàng)

平丘地區(qū)鐵塔定位不應(yīng)破壞農(nóng)田，遇有梯田、土坎等情況要用基礎(chǔ)主柱來調(diào)節(jié)，塔位選擇時(shí)要遠(yuǎn)離深溝、泥（水）塘、陡坎以及較重要的道路。其安全距離（a值）參考GB 50007－2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》／P32公式（5.4.2－2）的要求，如圖3所示。

圖3 基礎(chǔ)安全距離

當(dāng)邊坡坡角大于45°、坡高大于8 m時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算坡體穩(wěn)定性。

如果上述條件不能滿足，溝坎較陡，塔位又不能移動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮做護(hù)坡處理，設(shè)計(jì)人員應(yīng)作好詳細(xì)記錄。

對(duì)于必須落于池塘中的塔位，應(yīng)盡量靠近岸邊（或坎邊），以降低將來的施工難度與費(fèi)用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)畫出示意圖并對(duì)塔型、呼稱高、水深、地質(zhì)情況等做好詳細(xì)記錄。

4 結(jié)束語

桿塔定位除上述考慮的因素外，應(yīng)考慮特殊地質(zhì)（巖溶與洞穴、不良地質(zhì)作用發(fā)育地段、膨脹土、軟土等）及洪水沖刷對(duì)塔位的影響。科學(xué)合理的桿塔定位是進(jìn)行優(yōu)秀輸電線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是建設(shè)“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”輸電線路的重要環(huán)節(jié)。因此，在定位過程中必須慎重對(duì)待，反復(fù)比較，綜合考慮，最終實(shí)現(xiàn)輸電線路最優(yōu)化設(shè)計(jì)。