一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构

摘要

本发明涉及一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构，所述防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构包括：电线杆、套筒、防水层、减阻层；所述套筒设置在电线杆的底端；所述套筒和电线杆设置在防水层内；所述减阻层设置在电线杆的杆根表面；所述套筒由筒体和环罩组成，筒体和环罩固定连接；所述环罩的上端与电线杆之间锐角连接，且环罩的上端与电线杆之间固定连接；所述筒体的下方边缘为刀刃状；所述套筒内部、套筒和防水层之间填充有干燥、夯实的细沙。本发明通过环罩的上端与电线杆之间锐角连接的设置，土壤冻胀对电线杆的上拔的作用力转化为竖直向下的作用力，增大电线杆上拔的阻力，能够很好地克服土壤冻胀引起的电线杆上拔的问题。

说明书

技术领域

本发明属于电线杆上拔技术领域，具体涉及一种防止土壤冻胀严重地区电线杆上拔的结构。

背景技术

以根河地区为例，由于该地区地处大兴安岭林区，阴雨天气多，纬度高，日照少，且根河供电公司的输配电线路多建于20世纪60年代，电网系统由当时林业系统内部自行搭建，分为110KV、66KV和10KV三个电压等级。除线路自身结构设计和施工年代久远原因之外，大部分电线杆杆基处于林区的沼泽地带，土壤水分含量高，土壤冻胀严重。

土壤冻胀和存在一定厚度的冻土层是发生电线杆上拔的前提，当冻土层厚度达到一定值时，冻土与电线杆的结合力(冻结稳定阻力或土壤的隆胀切力)大于电线杆杆身总荷重时，水泥电线杆被拔起，杆根以下则形成空穴，并立即被周围未冻结的泥水砂石落入填充。到第二年化冻后，杆身不能落回原处，从而出现了电线杆逐年上拔的现象，从以往的统计数据来看，根河地区的电线杆在每年的2月末化冻期上拔最为严重，而年最大上拔量更是达到了15cm。电线杆逐年上拔，埋深逐年变浅，严重时会出现电线杆拉线被拉断，甚至倒杆现象，不仅严重干扰输配电线路的正常运行，而且容易引起森林火灾，从而造成不可估量的严重后果和国家财产损失。

现阶段，针对电线杆上拔的现象，在每年的3月末-5月初，根河地区供电局主要采用挖开杆根处冻土重新填埋的方法进行治理。主要做法如下：首先通过打防护拉线将上拔严重的电线杆固定，之后人工将杆根部土壤挖开(对于底部还未化冻的土壤有时需火烤融化后再挖出)，将多余的水排出，在杆根部围绕杆身涂抹凡士林、包裹油毡纸，减小后期杆身与冻土层间的冻胀阻力，最后用石头填埋，重新将电线杆固定。该方法虽然能从一定程度上减轻或临时解决冻胀严重地区的电线杆上拔现象，但并不能从根本上或长期解决该问题，每年需要耗费大量人力和财力，且实施效果有限。

综上，现有的解决电线杆上拔问题的技术方案仍然存在效率低、成本高、效果不佳等问题，因此，亟需一种新的防止土壤冻胀严重地区电线杆上拔的结构，以更好地解决电线杆上拔带来的严重危害电网安全的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构，与现有技术相比，发明的防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构简单高效，一次性完成后可长久使用，既能够大幅度降低人力和财力的消耗，又很好地克服了土壤冻胀地区电线杆上拔的问题，极具应用前景。

本发明的目的之一是提供一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构。

本发明的目的之二是提供上述防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构，包括：电线杆，减阻层，套筒，防水层。

所述电线杆竖直设置，所述套筒设置在电线杆的底端；所述套筒和电线杆设置在防水层内。

所述套筒由筒体和环罩组成，所述筒体与电线杆平行设置；所述筒体上下均不封底，所述环罩为锥形，环罩的锥尖一端与电线杆之间呈锐角，且固定连接，所述环罩的另一端和筒体固定连接。

锐角的设置可以在土壤冻胀时有效抵消一部分土壤对电线杆上拔的作用力，其原因是：土壤冻胀时将会对电线杆产生上拔的作用力，由于环罩和电线杆固定连接，电线杆会带动环罩向上运动，此时环罩会受到土壤施加的向下的阻力而难以向上运动，从而将土壤冻胀对电线杆的上拔的作用力转化为向下的作用力，增大电线杆上拔的阻力。另外，如果电线杆在巨大的作用力下被上拔，锐角设置可以使环罩周围的泥沙在环罩的约束下向周围进行运动，释放一部分土壤施加的向下的阻力，从而不至于使环罩和电线杆之间在巨大的上拔作用力下被拉裂；电线杆被上拔后，由于套筒的存在，能够有效阻止周围的泥土砂石落入套筒内部填充电线杆上拔留下的空穴，当土壤在第二年化冻后，电线杆还能落回原处。

优选的，所述锐角呈30-60°；进一步优选的，所述锐角呈45°。

优选的，所述筒体的下方边缘为刀刃状，刀刃的设置可使套筒在回落时能够更容易地插入干燥的细沙中，降低电线杆回落的阻力。

优选的，所述套筒由金属材料制成，进一步优选的，所述套筒由不锈钢制成，不锈钢套筒由既具有良好的抗挤压能力，又具有良好的耐蚀性能；同时能够间接增加电线杆的重量，间接增大上拔电线杆所需的临界作用力。

所述筒体为尺寸与锥形环罩相匹配的任意合适的形状，优选的，所述环罩为圆锥形，所述筒体为圆柱形。

所述套筒内部、套筒和防水层之间填充有干燥的细沙，填充后进行夯实，以进一步减小细沙的孔隙率，从而减小细沙的含水量，另一方面，细沙更有利于电线杆带动套筒回落时使筒体插回细沙中；所述套筒内部细沙的填充高度以不埋入电线杆底端的底面为准。

所述防水层包括沥青油毡纸层、聚乙烯塑料层等中的一种或几种。

所述减阻层设置在电线杆的杆根表面；所述杆根指电线杆埋入土壤中的部分；所述减阻层指具有润滑作用，能够减小电线杆与土壤之间的摩擦力的结构层。

所述减阻层包括凡士林膏涂层以及包覆在凡士林膏涂层表面的多层玻璃丝布层。所述凡士林膏涂层的厚度和玻璃丝布层的层数可根据需要进行设计。

优选的，所述玻璃丝布层的层数为2-3层。

所述防水层、套筒、电线杆的底端均埋设在地表以下的土层中。

优选的，所述防水层、套筒、电线杆的底端均埋设在地表以下的不冻层中；这样可以防止防水层、套筒、电线杆的底端之间填充的细沙发生冻胀现象。

所述电线杆的底端为电线杆埋深的1/5-1/3。

所述防水层的深度、直径，电线杆埋入土壤中的深度、套筒的尺寸等结构参数可以根据实际需要进行适当设计，本发明不做限定。

其次，本发明公开了上述防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构在解决电线杆上拔问题中的应用。

本发明的技术原理：土壤冻胀后，埋入冻土层中的这部分电线杆受到冻土层的隆胀切力，当冻土层的隆胀切力大于电线杆的总重量而导致电线杆上拔时，(1)电线杆上拔会带动套筒向上运动，而套筒的环罩与电线杆之间是锐角连接，因此，环罩会受到土壤的向下的阻力而难以向上运动，从而将土壤冻胀对电线杆的上拔的作用力转化为竖直向下的作用力，防止电线杆被上拔。(2)即使电线杆在巨大的隆胀切力下仍然被上拔，由于环罩和电线杆之间锐角接触的设置可以使环罩周围的泥沙在环罩的约束下可以向周围进行运动，可以释放一部分上拔阻力，不至于使环罩和电线杆在巨大的上拔作用力下被拉裂；同时，由于套筒的约束，套筒外部的泥沙无法落入套筒内部，而且由于套筒内部的细沙并没有盖过电线杆的底面，不会导致套筒内的细沙和外部的泥沙填埋电线杆上拔留下的空穴，土壤化冻后，电线杆仍然能够落回原处；另外，由于筒体的下方边缘为刀刃状，在电线杆带着套筒一起回落时，可以使套筒更容易地插回细沙中。(3)由于在电线杆表面设置了减阻层，能够进一步降低电线杆与土壤之间的结合力，从而降低土壤对电线杆上拔的隆胀切力。(4)本发明在套筒的外侧设置了防水层，可以有效防止填充的细沙吸水，从而产生冻胀，同时，由于沙子是进行夯实的，所以沙子的孔隙率大幅度减小，其吸水能力也大幅度减小，可以进一步降低填充的细沙吸水能力，防止细沙冻胀。(5)本发明的套筒采用金属材料制作，并与电线杆固定连接，间接增加了电线杆的重量，进一步增大了电线杆上拔所需的阻力。可以看出，本发明从多个方面考虑，并设计了相应的技术方案，很好地防止、克服了土壤冻胀地区电线杆上拔的问题。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明通过套筒的设置，很好地解决了电线杆上拔后周围沙子填充电线杆留下的空穴，导致化冻后电线杆无法回落的问题，再加上套筒环罩与电线杆之间锐角连接的设置，将土壤冻胀对电线杆的上拔的作用力转化为竖直向下的作用力，增大电线杆上拔的阻力，可以看出，本发明从防止电线杆上拔以及万一上拔仍然能够保证电线杆能够回落到原来位置两个方面解决了土壤冻胀引起的电线杆上拔的问题。

(2)本发明的防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构简单高效，一次性完成后可长久使用，既能够大幅度降低人力和财力的消耗，又很好地克服了土壤冻胀地区电线杆上拔的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例1的防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构意图。

附图中标记为：1-电线杆，2-减阻层，3-环罩，4-筒体，5-防水层，A-冻胀后地面层，B-原地面，C-冻土层、D-不冻层、E-冻土层和不冻层的分界线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，现有的解决电线杆上拔问题的技术方案仍然存在效率低、成本高、效果不佳等问题，因此，本发明提供一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构，本发明现以12m长锥形混凝土电线杆(梢径为根径为)为例，并结合附图及具体实施方式对本发明的防止电线杆上拔进行进一步说明。

实施例1

本实施例中的电线杆1的埋深为1.8m，其中埋入冻土层C的电线杆的埋深为0.6m，即埋入冻土层和不冻层分界线E以上的冻土层C中的电线杆深度为1.2m，筒体4的内径为1.0m，筒体4的深度为0.5m，筒体4的厚度为0.02m，圆形防水层5的内径为1.5m，圆形防水层5的深度为0.6m。

如图1所示，一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构，包括：电线杆1，减阻层2，防水层5、套筒，所述套筒由不锈钢制成，设置在电线杆1的底端，所述套筒和电线杆1均设置在防水层5内。

所述套筒由环罩3和上下均不封底的筒体4组成，环罩3和筒体4固定连接；筒体4与电线杆1平行，所述环罩的上端与电线杆之间呈45°角连接，且环罩3的上端与电线杆1之间固定连接；所述筒体3的下方边缘为刀刃状。

所述套筒内部、套筒和防水层5之间填充有干燥的细沙，填充后进行夯实，以进一步减小细沙的孔隙率，从而减小细沙的含水量，所述套筒内部的细沙刚好与电线杆1的底部的底面相接。

所述防水层5由总厚度为3cm的多层沥青油毡纸层构成。

所述减阻层2设置在电线杆1的杆根表面；减阻层2包括1mm厚的凡士林膏涂层以及包覆在凡士林膏涂层表面的2层玻璃丝布层。

所述防水层5、套筒、电线杆1的底端均埋设在地表以下的不冻层C中；这样可以防止防水层5、套筒、电线杆1之间填充的细沙发生冻胀现象。

实施例2

本实施例中的电线杆1的埋深为2.0m，其中埋入冻土层C的电线杆的埋深为0.4m，即埋入冻土层和不冻层分界线E以上的冻土层C中的电线杆深度为1.6m，筒体4的内径为1.0m，筒体4的深度为0.5m，筒体4的厚度为0.02m，圆形防水层5的内径为1.5m，圆形防水层5的深度为0.6m。

一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构，包括：电线杆1，减阻层2，防水层5、套筒，所述套筒由不锈钢制成，设置在电线杆1的底端，所述套筒和电线杆1均设置在防水层5内。

所述套筒由环罩3和上下均不封底的筒体4组成，环罩3和筒体4固定连接；所述环罩的上端与电线杆之间呈30°角连接，且环罩3的上端与电线杆1之间固定连接；所述筒体3的下方边缘为刀刃状。

所述套筒内部、套筒和防水层5之间填充有干燥的细沙，填充后进行夯实，以进一步减小细沙的孔隙率，从而减小细沙的含水量；所述套筒内部的细沙刚好与电线杆1的底部的底面相接。

所述防水层5由总厚度为3cm的多层聚乙烯塑料层构成。

所述减阻层2设置在电线杆1的杆根表面；减阻层2包括0.8mm厚的凡士林膏涂层以及包覆在凡士林膏涂层表面的3层玻璃丝布层。

所述防水层5、套筒、电线杆1的底端均埋设在地表以下的不冻层C中；这样可以防止防水层5、套筒、电线杆1之间填充的细沙发生冻胀现象。

实施例3

本实施例中的电线杆1的埋深为2.4m，其中埋入冻土层C的电线杆的埋深为0.6m，即埋入冻土层和不冻层分界线E以上的冻土层C中的电线杆深度为1.8m，筒体4的内径为1.0m，筒体4的深度为0.5m，筒体4的厚度为0.02m，圆形防水层5的内径为1.5m，圆形防水层5的深度为0.6m。

一种防止土壤冻胀引起电线杆上拔的结构，包括：电线杆1，减阻层2，防水层5、套筒，所述套筒由不锈钢制成，设置在电线杆1的底端，所述套筒和电线杆1均设置在防水层5内。

所述套筒由环罩3和上下均不封底的筒体4组成，环罩3和筒体4固定连接；所述环罩的上端与电线杆之间呈60°角连接，且环罩3的上端与电线杆1之间固定连接；所述筒体3的下方边缘为刀刃状。

所述套筒内部、套筒和防水层5之间填充有干燥的细沙，填充后进行夯实，以进一步减小细沙的孔隙率，从而减小细沙的含水量；所述套筒内部的细沙刚好与电线杆1的底部的底面相接。

所述圆形防水层5由厚度为1.5cm的多层聚乙烯塑料层和厚度为1.5cm的多层沥青油毡纸层构成。

所述减阻层2设置在电线杆1的杆根表面；减阻层2包括0.5mm厚的凡士林膏涂层以及包覆在凡士林膏涂层表面的3层玻璃丝布层。

所述防水层5、套筒、电线杆1的底端均埋设在地表以下的不冻层C中；这样可以防止防水层5、套筒、电线杆1之间填充的细沙发生冻胀现象。

可以看出，通过本实施例的电线杆上拔的结构的设置，当电线杆1埋入冻土层C和不冻层D后，即使冻土层C发生冻胀(即由原地表B变为冻胀后地表A)，由于减阻层2，环罩3，筒体4，防水层5之间的相互配合，仍然能够很好地解决冻胀引发的电线杆上拔的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。