◎本报记者 张 蕴 通讯员 董生成

青藏高原，平均海拔4000米，这片被称为"国际屋脊"的土地，多年冻土散布面积约106万平方公里，是全球中低纬度区域多年冻土散布最广泛的区域。

青藏铁路、青藏公路、青藏联网工程的建造，相继为青藏高原经济社会发展注入了强壮动力。而被誉为"电力天路"的青藏联网工程，途经青藏高原大片接连多年冻土及季节性冻土地带565公里，冬天冻胀、夏日融沉的冻土，成为要挟输电线路安全安稳运转的最大危险。

面临困局，及时展开冻土根底投运后冻土根底安稳要害技能体系及使用研讨尤为重要。2月14日，由国网青海电科院牵头承当的《高原冻土区域输电线路杆塔根底失稳演化机制及防控要害技能》项目经过铁血人青海省科技厅专家效果点评。该项目由国网青海电科院、中科院西北生态环境资源研讨院、国网黑龙江电科院等6家单位自2012年历时8年联合攻关完结。

冻土影响输电线路安稳性

青藏联网工程的投运，完全完毕了西藏电网孤网运转和西藏缺电的前史，为雪域公民送去光亮与期望。这项工程跨过大范围高含冰量多年冻土区，冻土地基的力学强度对气候改变和人为扰动极为灵敏。跟着多年冻土区输电线路的继续落地，保证冻土根底的安全运维、工程的长时间安稳运转是有必要面临的问题。

多年冻土与人工开挖根底的相互效果进程、机理及其对根底安稳性的互馈联系、不同冻土地质条件下的工程办法对根底安稳性的影响机制、杆塔根底变形机理尚不清晰，且在冻土区杆塔根底功能检测、补强办法、环境保护、康复办法的研讨也存在短板。

2月24日，国网青海电科院输电技能室主管蒋玲在承受科技日报记者采访时介绍："高原冻土区具有空间散布杂乱，对热扰动、人类工程活动灵敏，生态环境软弱等特色。冻土退化、地下冰消融等是冻土区公路、铁路、输电线路等工程根底病害频发的首要原因，但输电工程的杆塔根底，是一种点线工程，与公路、铁路等线性工程有明显差异，其根底与冻土相互效果，次生工程病害或灾祸类型和程度也存在差异。"

蒋玲表明，跟着外界环境改变，冻土中冰体的消融会导致杆塔根底的快速、极度弱化，对工程安稳性发生重要影响。以格尔木—拉萨±400千伏青藏联网直流输电工程为例，该线路全长1038千米，沿线平均海拔4650米，最高海拔5300米，是国际上初次在海拔4000米以上区域建造的高压直流输电线路，是国际上海拔最高、高寒区域建造规划最大、穿越多年冻土区最长、施工难度最大的输变电工程。该线路穿越大片接连多年冻土区550千米，冻土区内杆塔1207座。因为输电线路杆塔根底直接深化多年冻土内部，环境和工程影响直接叠加效果在多年冻土层上，效果进程和影响直接而方便。一起冻土区内70%杆塔根底为大开挖式根底，在根底的周围形成了很多的回填土，由此底子改变了原有冻土层内的结构特征、冻融改变进程，使得输电线路杆塔根底安稳性影响要素更为多样、改变更为杂乱、冻土问题更为杰出。

面临这些问题，只要经过树立输电线路沿线典型条件下冻土根底归纳长时间监测体系，取得回填土冻融特性、改变进程等要害数据才能对杆塔根底安稳性的改变趋势做出精确判别，并对或许呈现的工程病害提前做出科学防备和确诊。因而，项目研讨对保证青藏直流输电线路的长时间安全安稳，对建造国际一流的冻土区输电线路都具有重要意义。

破解施工、运维等方面难题

记者了解到，在此之前，国内外相关研讨对杂乱工况条件下的杆塔根底水热改变规则和安稳机制尚不清晰，冻土根底冻融监测、猜测困难，而且缺少杆塔根底运维成套技能，严峻限制了输电线路安全运维、杆塔根底长时间安稳等要害方针的完成。

《高原冻土区域输电线路杆塔根底失稳演化机制及防控要害技能》项目在国内外初次获取了杆塔根底受力特征，阐明晰冻土地基安稳性的首要操控要素，把握了青藏直流线路杆塔根底全体变形特征；提出了高原冻土区域杆塔根底工程"加强冻住、进步承载力"的规划及运维新准则。

一起，该项目提醒了大孔隙回填土中空气对流和水分下渗的加快降温文消融效应，发现了阅历冻融循环后回填土密实度的时空改变规则，确认了杆塔根底对冻土的升温效应和热棒处置办法对冻土的降温效果。项目研讨还构建了冻土区杆塔根底规划、建造及运维保证技能体系。研发了热管功能检测仪，无动力地下降冻土温度以进步杆塔根底安稳新技能，人工冻住对冻土快速降温以增强杆塔根底承载力的新技能新工法，冻土区植被移植以保护冻土新技能等多项新式技能。

据悉，这一项目归于输变电工程规划施工与环保范畴，触及冻土区域输电线路杆塔根底地温及变形监测、回填土回冻进程及工程办法效能检测、杆塔根底安稳性剖析等专业，是环绕多年冻土区杆塔根底长时间安稳性展开的归纳性研讨课题，由国家自然科学基金和国家电网公司科学研讨项目一起支撑。项目从输电线路根底对多年冻土的水热扰动、根底变形机理和安稳性改变趋势等方面展开了要害技能研讨，构建了高原冻土区输电线路杆塔根底运维辅导准则，研发了新式构筑要害技能和病害防控技能，取得了一系列国际原创性效果，标志着在高原冻土区杆塔根底施工、运维和监测预警评价范畴突破了技能妨碍，项目效果全体达国际领先水平。

输电工程完成长时间安全运转

"以上研讨在国内外同类研讨中尚属初次，为保证高原冻土区域输电工程的长时间安全运转供给了重要科技保证，填补了高海拔冻土区域超特高压输电线路根底安稳技能研发多项空白，极大地进步了我国高海拔多年冻土区电力工程建造水平，为我国甚至国际高海拔冻土区工程建造发挥引领演示和微弱推进效果。"国网青海电科院总工程师李春来向科技日报记者表明。

李春来介绍，现在跟着输电线路的安全安稳运转，项目的社会和经济效益凸显。项目初次全面树立了高原多年冻土区输电线路杆塔根底归纳监测体系，体系获取杆塔根底在施工、运维等要害阶段和节点的科学数据，为±400千伏青藏直流输电线路安稳性运转保护提出50余条主张，有用扫除潜在冻土根底危险对线路安稳性的影响。给出了气候变暖条件下高原冻土区杆塔根底安稳性补强办法，为多条冻土区线路供给了整治参阅，有用扫除或许潜在冻土工程危险对输电线路杆塔根底安稳性的影响，避免了线路因冻土工程危险导致毛病停运。项目还研发了高原植被快速康复新技能，有用康复了青藏联网工程杆塔根底植被，为青海省执行好保护好地球第三极生态，承当保护生态安全、保护三江源、保护"中华水塔"的严重任务供给了科学支撑。

现在，这一项目已在国内高海拔冻土区输电线路规划、建造及运维中成功使用，有力保证了青海、西藏等区域国家严重电力工程的长时间安稳运转，进步了我国冻土区电力工程建造水平，具有明显的经济和社会效益。学习青藏直流输电线路成功经历，根据杆塔根底地温监测、回填土检测、沉降变形观测等方面的体系研讨效果，项目为青海玉树与主网330千伏联网工程、果洛联网工程项目沿线冻土区杆塔根底选型、杆塔根底防沉降、冻胀施工规划等供给了科学依据，有用减少了线路因冻土工程规划、施工危险导致的后期保护改造及线路毛病停运，累计拯救直接经济损失超3亿元。

不仅如此，面临掩盖多地的冻土区，该项目效果将在青藏高原、我国东北区域、尼泊尔高原等地"大显神通"。下一步，青海电科院将和谐各联合单位，实时更新弥补数据，同享相关经历，进一步进步冻土区域输电线路杆塔根底失稳防控作业质效。

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