2018年度陕西省科学技术奖公示信息

一、项目名称

冻土地区输电线路地基基础设计关键技术研究与应用

二、项目简介

随着国家西部大开发战略和西电东送工程建设的逐步实施和推进，以及“一带一路”沿线基础设施的建设需求，输电线路在多年冻土地区和中深季节性冻土地区的工程建设规模和电压等级也逐步提高。青藏联网工程、青海果洛联网工程、伊犁-库车输电线路工程等国家重点工程在近年相继展开建设，冻土地区建设面临的各种工程冻害和不良地质现象成为电力行业优化设计和长期运营中亟待解决的问题。

冻土地区架空输电线路建设面临着特殊气候环境和工程地质条件的挑战，为解决冻土区各类复杂的工程病害必须系统研究输电线路工程的冻结地基土特性、地基基础相互作用机理、边坡稳定评价与处理、各类基础承载力计算理论、沉降变形预测及控制、材料耐久性设计与防护、工程冻害防治等方面的关键问题。但冻土地区输电线路基础工程一直缺乏系统研究和标准规范指导，已建的工程中冻害事故频发、消耗了大量的建造和运维成本，已成为冻土区电力工程中亟待解决的技术难题。

本项目完成了冻土地区输电线路地基基础设计关键技术的系列研究，研究成果成功解决了冻土地基融沉固结变形预测、冻土地基与基础相互作用分析及承载设计、冻土地基病害成因及处理技术、冻土地基边坡冻融稳定性评价及灾害防治等技术难题，有效降低了工程投资，保护了脆弱的生态环境，具有重要的经济和社会意义。项目的研究成果推动了冻土地区输电线路工程技术进步和升级，保障冻土地区重要电网的发展建设和安全运营，具有重要的理论和实践价值。

三、客观评价

1. 中国岩石力学与工程学会对项目评价意见

2018年03月23日，中国岩石力学与工程学会在西安组织召开了由中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、西安建筑科技大学、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所完成的“冻土地区输电线路地基基础设计关键技术研究与应用”项目成果鉴定会。鉴定委员会专家听取了项目成果的汇报，查阅了相关的资料。经质询和讨论，形成鉴定意见如下：

项目组通过现场调研、室内外试验、理论研究、数值模拟等手段，对冻土地质条件下输电线路地基理论、冻土地基与基础相互作用机理、冻土地基工程病害成因、勘察设计理论及处置技术等进行了系统研究，取得了以下主要创新性成果：

1. 首次提出了多年冻土地基“等效固结时间”的概念，建立了适用于高含冰量多年冻土地基复杂边界条件的三维大变形融化固结沉降理论模型，完善了多年冻土地基固结沉降理论计算体系，编制了相应的冻土地基变边界大变形融化固结沉降数值计算程序；

2．提出了冻土地区输电线路地基基础抗拔承载力计算理论，编制了冻土地基基础相互作用计算程序；

3．建立了冻土地区黄土地基水热耦合数值计算模型，并确定了黄土地基最大冻结深度拟合计算关系式；

4．确定了玻璃钢模板直柱和锥柱基础切向冻胀力的表面工作状态系数，开发了锥柱基础防冻胀优化设计技术；

5．建立了基于有限元强度折减法的边坡冻融稳定性评价方法，揭示了冻土地区黄土边坡浅层冻融滑塌灾害机制。

鉴定委员会一致认为该成果达到国际领先水平。

2. 能源行业电网设计标准化技术委员会对电力行业标准《冻土地区架空输电线路基础设计技术规程》评价意见

与会专家和代表一致认为，本标准内容全面，深度适宜，征求意见稿反馈意见处理恰当，与国家的法律法规相一致，具有可操作性。对在冻土地区架空输电线路基础设计中统一设计原则，明确和规范设计标准，做到技术先进、安全适用、经济合理、保证质量具有重要意义。本规程充分总结了青藏直流联网工程等高海拔多年冻土地区先进工程经验和研究成果，是首次针对冻土地区架空输电线路特点制定的行业标准，达到同行业国际先进水平。

3. 国内外查新情况

针对本项目的四个具体研究内容：

（1）冻土地基融沉变形及水热耦合计算理论研究

（2）输电线路冻土地基与基础相互作用分析和承载设计研究

（3）输电线路地基基础冻害成因及处理技术

（4）冻土地区边坡稳定评价及冻融灾害防治

课题组委托“教育部科技查新工作站（Z08）”对上述课题研究内容和相关创新点进行了国内外查新，查新报告结论如下：

“从综合分析比较可以看出：在国内外公开发表的中外文献中与本项目创新点完全相同的未见报道。

四、主要知识产权目录