輸電線路桿塔定位的方法分析

李松偉，孫辰軍，郭青梅，金 濤

（1.河北省電力勘測設計研究院，石家莊 050031；2.國網河北省電力公司，石家莊 050021）

輸電線路的桿塔定位是線路設計的一個重要環節，在已經選好的線路路徑上進行定線、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，直接影響線路建設的經濟合理性和運行的安全可靠性。桿塔定位分為編制“定位手冊”、室內定位和室外定位3個步驟，是一項實踐性很強的技術工作，選線時要對線路技術經濟是否合理、施工是否方便、運行是否安全等因素進行全面考慮和比較，盡可能選擇路徑短、特殊跨越少、水文和地質條件較好的路徑；同時還應盡可能避開森林密集區、綠化區、果木林、公園、防護林帶、房屋等，若必須穿越時，應選取最窄或最少處通過，以減少樹木的砍伐和房屋的拆遷，從而滿足環境保護的要求。

1 編制“定位手冊”

桿塔定位開始前首先針對工程編制“定位手冊”，內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，適用的導線型號、地線型號、風速、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的處理原則等；定位方法包括塔腿的編號方法、定位的步驟和塔基地形圖的測繪范圍及方法；注意事項是定位過程中需要注意的其他問題。

2 室內定位

室內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，并進行排定。室內定位通常有2種模式：一種是結合GPS動態測量成圖的定位模式，一種是結合海拉瓦－洛斯達技術的定位模式。

2.1 結合GPS動態測量成圖的定位模式

采用GPS結合航測技術進行線路測量，利用GPS動態測量，實地落實轉角位置，求出轉角樁位的坐標及高程，將成果發回室內測量成平斷面圖，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、邊線、危險點、風偏斷面等加繪在圖中，形成完整的平斷面圖。電氣專業在平斷面圖上按照“定位手冊”中的桿塔使用條件排定塔位。此模式現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 結合海拉瓦－洛斯達技術的定位模式

海拉瓦－洛斯達技術主要由海拉瓦全數字攝影測量系統與洛斯達自主研發的一套針對電力工程優化設計的技術組成。海拉瓦系統基于衛片和航片，將衛片、航片、遙感片等處理后生成數字地面模型、正射影像圖和三維景觀圖等各種數字化產品，并形成一個可視化的工作平臺。洛斯達技術是指基于海拉瓦系統進行深入開發，使之適合于輸變電工程需要，如實時斷面提取、跨越統計、土方平衡計算、電子模板排位等，形成的輔助電網勘測設計一系列技術。

結合海拉瓦一洛斯達技術的定位模式，是一種可開展各專業配合的室內選線定位模式。將初設路徑展繪在影像地圖上，并輸入海拉瓦系統，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，加上對地物地貌的識別，及時獲取電氣專業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，以及轉角的度數和數量、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全數字攝影測量系統及TL線路平斷面處理系統便可很快的完成平斷面的測圖工作。通過優化排位，使桿塔的跨步能力與地面模型相適應，在數萬種排位結果中尋找出經濟指標最優化的排位結果，使得桿塔利用率達到最大化，最終達到節約投資的目的。地質專業主要需要確定桿塔位置的地質條件，結合洛斯達地質解譯，分析桿塔位置周邊區域對桿塔基礎的影響及規模。結構專業需要確認不同桿塔的基礎范圍、桿塔重量以及立塔條件（坡度、植被、地質、周邊區域裕度、接腿高差等），這些信息都可在海拉瓦立體模型中獲取，隨即提出相應的保護措施，確保塔位安全。此模式現在一般用于山區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已經固定好的桿塔位置進行現狀校對，然后采用標樁將其準確可靠地固定。室外定位是在室內定位工作的基礎上進行，主要是對地形圖（海拉瓦圖）上所選擇的桿塔點位進行實地校核和修正。室外定位要兼顧塔位點的經濟合理性，對特殊點應反復比較，做到“以線為主、線中有位”。

3.1 塔腿的編號方法

為方便定位，一般在“定位手冊”中對塔腿編號作出規定，比如說線路從甲變電站架設至乙變電站，小號側是指甲變電站方向，大號側是指乙變電站方向。站在塔位中心樁面向大號側，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

設計人員到達現場后，首先應該根據室內定位成果和“定位手冊”中的定位原則選擇適合立塔的位置，并打樁標記為鐵塔中心樁。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要求如下：

圖1 塔腿編號

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；特殊地形應適當加大測繪范圍。

b.塔位中心樁為必測控制點，圖2中1－9點為塔腿周圍必測控制點，1、2、3點用于準確配置高低腿，4、5、6、7、8、9點用于準確計算基面開方，地形有明顯變化處也應有實測點。

圖2 塔基地形圖測量控制點

c.在測量專業測圖的過程中，結構人員應詳細了解此塔位處的地質情況、塔基周圍是否需要進行特殊處理、處理方案如何等，并記錄下來，以便日后查閱。

3.3 山區定位注意事項

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

b.塔位應立在便于配置長短腿的位置，減少出現短腿與長腿高差大于鐵塔設計差值的情況。如果立在山頂，兩側山體一面緩一面陡，則塔位應立在偏緩的一側，盡量保證四個塔腿（或較多塔腿）在一個水平高程上；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，應要求地質人員評價塔位穩定性。

e.盡可能避免出現小檔距和桿塔超條件使用；轉角桿塔點位應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行跨越；跨河運行的桿塔點位應盡量選擇從河道最窄、河床平直、地形較高、地質較好地段垂直跨越而過。

f.對上方匯水面積較大的桿塔位應設置排水溝，并明確位置、長度及型號。

g.對于易被雨水沖刷或易風化而剝落坍塌的邊坡，無法避開的應設置護坡。對于基礎臨空面邊坡陡峻，易于崩塌，或少數塔位因受線路走廊限制，不可避免地位于土體穩定差的地段的桿塔位，應設置擋土墻，并明確位置、長度及型號。

h.對于塔位上方無法躲避的危石，應現場噴漆標注，并作好記錄，要求施工時清理。

3.4 平丘地區定位注意事項

平丘地區鐵塔定位不應破壞農田，遇有梯田、土坎等情況要用基礎主柱來調節，塔位選擇時要遠離深溝、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《建筑地基基礎設計規范》／P32公式（5.4.2－2）的要求，如圖3所示。

圖3 基礎安全距離

當邊坡坡角大于45°、坡高大于8 m時，應驗算坡體穩定性。

如果上述條件不能滿足，溝坎較陡，塔位又不能移動時，應考慮做護坡處理，設計人員應作好詳細記錄。

對于必須落于池塘中的塔位，應盡量靠近岸邊（或坎邊），以降低將來的施工難度與費用，設計人員應畫出示意圖并對塔型、呼稱高、水深、地質情況等做好詳細記錄。

4 結束語

桿塔定位除上述考慮的因素外，應考慮特殊地質（巖溶與洞穴、不良地質作用發育地段、膨脹土、軟土等）及洪水沖刷對塔位的影響。科學合理的桿塔定位是進行優秀輸電線路設計的基礎，也是建設“資源節約型，環境友好型”輸電線路的重要環節。因此，在定位過程中必須慎重對待，反復比較，綜合考慮，最終實現輸電線路最優化設計。