[发明专利]一种用于冻土的铁塔安装方法

说明书

本发明公开了一种用于冻土的铁塔安装方法，可以实现在特殊的冻土地区，在塔基基础施工的过程中，采用预制的方式直接现场装配，降低寒冷地区的施工难度，提高施工效率，通过预埋平衡冷棒的方式，一方面起到加固塔基基础的作用，另一方面在日时间跨度上起到转移冷量的作用，利用纳米复合型相变蓄冷材料实现冷量的储蓄和释放，进而实现冷量在时间和空间上的双重转移，保障冻土环境的温度稳定及平衡，既不易出现因温度上升土体融化带来的强度下降和水分流失，也不易出现因温度下降导致土体进一步冻结收缩的开裂和不规则内应力，本发明可以很好地利用冷量的转移来实现土体温度的平衡，保持土体的结构稳定性及高强度。

技术领域

本发明涉及铁塔基础建设技术领域，更具体地说，涉及一种用于冻土的铁塔安装方法。

背景技术

冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月）/季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）。

冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。随着气候变暖，冻土在不断退化。

在自然环境中，受大气温度交化的影响，土体中的水分产生相变，从而上体积膨床或收缩，膨胀现卖称为上体的冻米，收缩现象成为冻土融化。冻土地基的冻账性是影响多年冻土地区基础工程结构稳定性的重要因素。

随着我国电力能源的不断开发和西电东送计划的不断深入，电能的传输也面临着新的考验，电能输送过程中难免会遇到高寒冻土地区，恶劣的地质环境给输电线路铁塔的地基处理带来了很大的困难。

在冻土地区的岩层或土层中，存在着大小不等的裂隙和孔隙，它们常被水分充填，随着冬季和夜晚气温的下降，水分逐渐冻结、膨胀，对围岩起着很大的破坏，使裂隙不断扩大。至夏季或白昼因温度上升，冰体融化，地表水可再度乘隙注入。这种固温度周期性变化而引起的冻结与融化过程交替出现，造成地面土（岩）层破碎松解，这一过程逐渐从地表延伸至深层，导致土体强度下降，无法为铁塔基础提供稳定支撑和固定效果。

冻土区普遍存在不同深度的永冻层。在湿冻土分布区，夏季，永冻层以上解冻，由于永冻层阻隔，融水渗透不深，致使永冻层以上土层水分呈过饱和状态，而形成活动层，活动层厚度为0.6米至4米，若永冻层倾斜，则形成泥流；冬季地表先冻，对下面未冻泥流产生压力，使泥流在地表薄弱处喷出而成泥喷泉，泥流积于地表成为沼泽，因其下渗较弱，泥流、泥喷泉又混和上下层物质，使土壤剖面分化不明显，而在南缘永冻层处于较深部位，水分下渗较强处，剖面层次分化较好。针对季节交替的温度变化，中圣研制开发了中国人自己的冻土治理技术——低温热棒，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米。具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走管内热量；在夏季，热棒则停止工作。独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”，热棒的结构大致为一个密闭空心长棒，内装有一些液氨，液氨沸点较低，在冬季土中热量使该液体蒸发，到顶部，通过散热片将热量传导给空气，冷却后又液化回到下部，保持冻土冷冻状态不松软。在夏季，液体全部变成气体，气体对流很小，热量向底部传导很慢，如此循环往复，把自然界大气中的冷量源源不断地传输到地基冻土中，由于热棒单向传热的特点，夏天大气中的热量就不会通过热棒传到冻土中。