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科技日报记者 张蕴 通讯员 董生成 何炳勋
2月15日，由国网青海电科院牵头承担的《高原冻土地区输电线路杆塔基础失稳演化机制及防控关键技术》科研项目通过青海省科技厅专家成果评价。该项目由国网青海电科院、中科院西北生态环境资源研究院、黑龙江电科院等6家单位历时8年联合攻关完成，项目成果已在国内高海拔冻土区输电线路设计、建设及运维中成功应用，有力保障了青海、西藏等地区国家重大电力工程的长期稳定运行，提升了我国冻土区电力工程建设水平，具有显著的经济和社会效益。
伴随国家经济发展及保障西藏地区用电可靠性的需要，青藏高原超特高电压电力工程逐年增多。但相关电力工程所穿越的高原冻土区具有空间分布复杂，对热扰动、人类工程活动敏感、生态环境脆弱等特点，与高纬度冻土相比具有更大的离散性。在此之前，国内外相关研究对复杂工况条件下的塔基水热变化规律和稳定机制尚不明确，冻土基础冻融监测、预测困难，并且缺乏塔基运维成套技术，严重制约了输电线路安全运维、塔基长期稳定等关键目标的实现。
项目组试验人员开展气象站及塔基综合监测系统试验监测。国网青海电科院供图
为保障高原冻土区输电线路安全稳定运行，《高原冻土地区输电线路杆塔基础失稳演化机制及防控关键技术》项目从输电线路基础对多年冻土的水热扰动、基础变形机理和稳定性变化趋势等方面开展了关键技术研究，构建了高原冻土区输电线路塔基运维指导原则，研发了新型修筑关键技术和病害防控技术，取得了一系列世界原创性成果。
据项目负责人介绍，该项目在国内外首次获取了杆塔基础受力特征，阐明了冻土地基稳定性的主要控制因素，掌握了青藏直流线路塔基总体变形特征；提出了高原冻土地区塔基工程“加强冻结、提升承载力”的设计及运维新原则。同时，该项目揭示了大孔隙回填土中空气对流和水分下渗的加速降温和融化效应，发现了经历冻融循环后回填土密实度的时空变化规律，确定了杆塔基础对冻土的升温效应和热棒处置措施对冻土的降温效果。项目研究还构建了冻土区杆塔基础设计、建设及运维保障技术体系。研发了热管性能检测仪、无动力的降低冻土温度以提高塔基稳定新技术、人工冻结对冻土快速降温以增强塔基承载力的新技术新工法、冻土区植被移植以保护冻土新技术等多项新型技术。项目研究成果对我国高原冻土区数条线路工程的勘察、设计、施工和运营具有重要意义。
据悉，该项目成果在青藏高原、我国东北地区、尼泊尔高原等均具备应用推广价值。
