地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基及施工方法，地基包括：基础单元，其包括设于基坑内的滤布(6)，设于该滤布(6)上方的双向钢筋网(5)；设于基础单元上的复合结构单元，其包括设于所述双向钢筋网(5)上的碳纤维编织格构网(1)、橡胶颗粒混合土(4)，以及监测预警单元，其包括设于所述滤布(6)和双向钢筋网(5)之间的压力传感器(7)，输电杆塔基础(14)均设有位移传感器(8)。本发明专利技术通过使用滤布、双向钢筋网加强对地下水的流失控制以及对地基粘固程度的升级，通过使用BFRP管及可扩展的圆弧钢板加强了对地基结构的支撑，形成了一套完整的预防维护体系。形成了一套完整的预防维护体系。形成了一套完整的预防维护体系。

【技术实现步骤摘要】
地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基及施工方法


[0001]本专利技术属于输电线路
，更具体地，涉及一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基及施工方法。

技术介绍

[0002]随着国家电力的发展，输电杆塔也更多的铺向了地质构造更复杂的地带，而我国地震断裂发育范围广，地震烈度大且地震频发，每年都有大量因地震引发的地质灾害和基础设施损坏现象。近年来，电网工程项目在推进建设中，输电杆塔在地震作用下的安全稳定性引起了高度重视和关注。
[0003]此外，输电杆塔不可避免的会架设在岩溶地区，而岩溶地区分布着有对输电杆塔地基基础稳定性有较大影响的溶洞、土洞。若地基设计施工不当，则会因地基不均匀沉降、地基整体破坏，导致杆塔倾斜、变形、甚至倾覆，严重威胁线路安全，而造成上百万元的直接经济损失和上亿元的间接经济损失。本专利技术提供一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基及施工方法，从而保障输电杆塔在地震作用和岩溶地区不良地质情况下的安全稳定性，以避免不必要的经济损失。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基及施工方法，利用填充了橡胶颗粒混合土的碳纤维编织格构网减小地震振幅对输电杆塔地基的影响；通过使用滤布、双向钢筋网加强对地下水的流失控制以及对地基粘固程度的升级，一定程度上防止了地基沉降；通过使用BFRP管及可扩展的圆弧钢板加强了对地基结构的支撑，可扩展的增加了与地基侧面的压力面积，减小沉降速度，最后通过压力传感器、位移传感器对数据进行监测，当数据异常时预警模块和无线发射模块向控制中心反馈信息发送至终端模块并同时控制电动转子收紧拉线使圆弧钢板扩展从而增加受力面积、延缓沉降，为补救增加了时间，形成了一套完整的预防维护体系。
[0005]为了实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基，包括：
[0006]基础单元，其包括设于基坑内的滤布，设于该滤布上方的双向钢筋网；
[0007]设于所述基础单元上的至少一层复合结构单元，其包括设于所述双向钢筋网上的碳纤维编织格构网、填充于所述碳纤维编织格构网内部的橡胶颗粒混合土，所述碳纤维编织格构网四周设有预留孔洞、经该预留孔洞纵向植入的BFRP管以及在BFRP管上下连接处用于保持连接结构稳定的套筒及在每个BFRP管外侧与之水平固定连接的圆弧钢板；
[0008]以及监测预警单元，其包括设于所述滤布和双向钢筋网之间用于监输电杆塔地基的压力分布而快速预警岩溶土洞发育状态的压力传感器，所述碳纤维编织格构网上设置夯实浇筑的输电杆塔基础，两个相对的输电杆塔基础均设有相互连接用于监测地基的水平位置是否有发生沉降现象的位移传感器，所述压力传感器、位移传感器通过导线与显示及预
警装置通信连接。
[0009]进一步地，所述碳纤维编织格构网内部呈蜂窝状，通过辅助装置钢片内撑架使碳纤维编织格构网的蜂窝缝隙撑开以便将橡胶颗粒混合土对其进行填充。
[0010]进一步地，所述橡胶颗粒混合土中橡胶的占比大于等于15％。
[0011]进一步地，多层所述碳纤维编织格构网叠加，且叠加角度呈45
°‑
60
°
。
[0012]进一步地，所述BFRP管的内径为8mm
‑
15mm。
[0013]进一步地，所述圆弧钢板包括固定圆弧钢板及与连接的扩展圆弧钢板；
[0014]所述扩展圆弧钢板置于所述圆弧钢板上部并可绕其圆心旋转。
[0015]进一步地，所述圆弧钢板包括牵引块和拉线；
[0016]所述牵引块置于两个扩展圆弧钢板之间并可绕圆弧钢板径向移动；
[0017]所述拉线一端与牵引块相连，另一端与电动转子相连。
[0018]进一步地，所述滤布通过多层成30
°
的交叉叠加设置。
[0019]进一步地，所述显示及预警装置包括显示模块、预警模块和无线发射模块。
[0020]按照本专利技术的第二方面，提供一种所述的地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基的施工方法，包括：
[0021]S100：对输电杆塔地基进行开挖处理，在基坑底部的铺设滤布，并在滤布上方设置双向钢筋网，在滤布和双向钢筋网之间均布设置多个压力传感器，用于监测输电杆塔及输电杆塔地基对其的压力分布而快速预警是否有岩溶土洞在发育；
[0022]S200：在双向钢筋网上设置第一层碳纤维编织格构网，并在碳纤维编织格构网的空腔内填充橡胶颗粒混合土，同时在碳纤维编织格构网四周的预留孔洞内纵向植入的BFRP管以及在BFRP管上下连接处使其连接保持结构稳定的套筒，并在每个BFRP管外侧设置与之水平固定连接的圆弧钢板；
[0023]S300：根据输电塔杆的载荷需求重复步骤S，并在顶层碳纤维编织格构网上设置夯实浇筑的输电杆塔基础，在两个相对位置的输电杆塔基础均设有相互连接的位移传感器用于监测地基的水平位置是否有发生沉降现象；
[0024]S400：将压力传感器、位移传感器通过导线将所获得的数据传输到显示及预警装置，将拉线的一端与设在输电杆塔基础一处的电动转子连接，完成输电塔杆复合地基的施工。
[0025]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0026]1.本专利技术的复合地基，利用填充了橡胶颗粒混合土的碳纤维编织格构网减小地震振幅对输电杆塔地基的影响；通过使用滤布、双向钢筋网加强对地下水的流失控制以及对地基粘固程度的升级，一定程度上防止了地基沉降；通过使用BFRP管及可扩展的圆弧钢板加强了对地基结构的支撑，可扩展的增加了与地基侧面的压力面积，减小沉降速度，最后通过压力传感器、位移传感器对数据进行监测，当数据异常时预警模块和无线发射模块向控制中心反馈信息发送至终端模块并同时控制电动转子收紧拉线使圆弧钢板扩展从而增加受力面积、延缓沉降，为补救增加了时间，形成了一套完整的预防维护体系。
[0027]2.本专利技术的复合地基，碳纤维编织格构网通过辅助装置钢片内撑架使碳纤维编织格构网的蜂窝缝隙撑开以便将橡胶颗粒混合土对其进行填充，而橡胶颗粒混合土中橡胶的
占比为15％提高输电杆塔复合地基的抗震能力、吸收地震波传播的能量。
[0028]3.本专利技术的复合地基，滤布在基坑底部设有三层，每层呈30
°
交叉布置，以便保证地下水位的正常升降不受影响，也一定的防止了复合地基中细小土颗粒的流失加速地基的沉降。
[0029]4.本专利技术的复合地基，等距分布在滤布上的压力传感器用于感应输电杆塔地基底部的压力数值变化，通过等距分布的排列方式更加均匀的测得地基基坑底部收到输电杆塔的压力，根据原有压力数值的变化程度可反映复合地基下部空洞情况，从而推测出岩溶土洞发育的位置及大小情况。
[0030]5.本专利技术的复合地基，两个相对位置的输电杆塔基础均设有相互连接的位移传感器用于监测地基的水平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基，其特征在于，包括：基础单元，其包括设于基坑内的滤布(6)，设于该滤布(6)上方的双向钢筋网(5)；设于所述基础单元上的至少一层复合结构单元，其包括设于所述双向钢筋网(5)上的碳纤维编织格构网(1)、填充于所述碳纤维编织格构网(1)内部的橡胶颗粒混合土(4)，所述碳纤维编织格构网(1)四周设有预留孔洞(10)、经该预留孔洞(10)纵向植入的BFRP管(2)以及在BFRP管(2)上下连接处用于保持连接结构稳定的套筒(11)及在每个BFRP管(2)外侧与之水平固定连接的圆弧钢板(3)；以及监测预警单元，其包括设于所述滤布(6)和双向钢筋网(5)之间用于监输电杆塔地基的压力分布而快速预警岩溶土洞发育状态的压力传感器(7)，所述碳纤维编织格构网(1)上设置夯实浇筑的输电杆塔基础(14)，两个相对的输电杆塔基础(14)均设有相互连接用于监测地基的水平位置是否有发生沉降现象的位移传感器(8)，所述压力传感器(7)、位移传感器(8)通过导线(12)与显示及预警装置(9)通信连接。2.根据权利要求1所述的一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基，其特征在于，所述碳纤维编织格构网(1)内部呈蜂窝状，通过辅助装置钢片内撑架使碳纤维编织格构网(1)的蜂窝缝隙撑开以便将橡胶颗粒混合土(4)对其进行填充。3.根据权利要求2所述的一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基，其特征在于，所述橡胶颗粒混合土(4)中橡胶的占比大于等于15％。4.根据权利要求3所述的一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基，其特征在于，多层所述碳纤维编织格构网(1)叠加，且叠加角度呈45
°‑
60
°
。5.根据权利要求4所述的一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基，其特征在于，所述BFRP管(2)的内径为8mm
‑
15mm。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的一种地震和岩溶不良地质环境下的输电杆塔复合地基，其特征在于，所述圆弧钢板(3)包括固定圆弧钢板(301)及与连接的扩展圆弧钢板(302)；所述扩展圆弧钢板(302)置于所述圆弧钢板...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴少波，宋浪，刘欢，胡波，刘帅，宋博阳，刘晋豪，严一凡，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：