陽 建
(四川電力送變電建設(shè)公司,四川 成都 610000)
隨著我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展,國家電網(wǎng)建設(shè)力度的不斷增強,電力體制改革不斷深入,傳統(tǒng)輸電線路施工技術(shù)已經(jīng)跟不上發(fā)展的步伐,為保證、促使電力建設(shè)工程的順利開展,就必須采用先進的施工技術(shù)及方法。從一定程度上而言,在電力建設(shè)工程中,輸電線路施工技術(shù)對其質(zhì)量及進度產(chǎn)生著直接的影響,左右著工程質(zhì)量的優(yōu)劣。
高壓輸電線路能否可靠、安全運行與輸電線路基礎(chǔ)施工質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系密切。根據(jù)不同地區(qū)的具體情況,需要對不同的基礎(chǔ)型式進行選擇。在進行現(xiàn)場施工的過程中,為了確保施工的質(zhì)量,在必要時還應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。例如:高壓輸電線路中常用的基礎(chǔ)采用的是鋼筋混凝土。將鋼筋混凝土基礎(chǔ)用在轉(zhuǎn)角塔中,要將基礎(chǔ)上拔力考慮充分,這樣使用起來較為穩(wěn)固。而在對巖石進行施工時,首先應(yīng)調(diào)查、研究塔位四周的巖石,并與設(shè)計圖紙進行對比。如果與設(shè)計情況有較大差異,應(yīng)做好變更的準(zhǔn)備,并及時給予設(shè)計單位通知。開挖巖石基礎(chǔ)時,不應(yīng)破壞巖石結(jié)構(gòu)的整體性,還應(yīng)反復(fù)核對安裝錨筋的尺寸位置,固定澆筑應(yīng)在確認無誤后進行,現(xiàn)場澆筑混凝土應(yīng)嚴格按照要求開展。近年來,在以下幾類基礎(chǔ)的設(shè)計施工中新的技術(shù)越來越成熟,應(yīng)用的輸電線路等級也越來越高,從高壓線路到超高壓,甚至到特高壓。
整體性好、中等風(fēng)化以上的硬質(zhì)巖適合采用巖石錨桿(樁)基礎(chǔ),孔直接鉆在巖石中,并將錨桿直接插入,之后進行灌漿,灌漿是為了緊密粘結(jié)巖石與錨桿,在巖石強度的作用下,將鋼材量和基礎(chǔ)混凝土的用量大大節(jié)省了。
近年來誕生了新的注漿機械,使巖石錨桿(樁)基礎(chǔ)的可靠性得以進一步提升。這類基礎(chǔ)施工的灌漿機械是雙液壓注漿機(UBJ-1.8G1)配合立式灰漿攪拌機使用。如圖1所示:
階梯型基礎(chǔ)的特點在于采用模板澆制,大開挖,回填土待成型后實施,抗拔巧妙利用了混凝土和土體的重量,不用對鋼筋進行配置,基礎(chǔ)底板就具備較好的抗壓剛性。
圖1 壓力注漿示意圖
鉆孔灌注樁基礎(chǔ)適用于基礎(chǔ)作用力大、地基持力層較深、地質(zhì)條件為流塑的直線塔或者耐張塔。灌注樁基礎(chǔ)施工費用偏高,但是施工安全可靠,且方便,其主要承擔(dān)下壓力和基礎(chǔ)上拔力。近年來,灌注樁在輸電線路上的應(yīng)用越來越廣泛,特別是平原河網(wǎng)地區(qū)的灌注樁施工的優(yōu)勢明顯。鉆孔灌注樁施工主要分正反循環(huán)式旋挖鉆孔和沖擊式鉆孔兩種方式。
對于地下水位高的軟土地基而言,應(yīng)采用復(fù)合式沉井基礎(chǔ),該基礎(chǔ)分別由兩個部分構(gòu)成?;A(chǔ)下部是環(huán)形鋼筋混凝土沉井,上部則為方形臺階基礎(chǔ)。沉井直徑為兩米五,而基礎(chǔ)埋深深度則達到四米左右,此為淺基礎(chǔ),這是通過基礎(chǔ)深寬比確定的。在高壓輸電線路上,較為常用的基礎(chǔ)就是普通鋼筋混凝土和混凝土共同燒制的基礎(chǔ),使用這種基礎(chǔ)的最大一項優(yōu)勢就在于便于使用線路附近的水源、石、砂等。
架線準(zhǔn)備工作、導(dǎo)地線展放、導(dǎo)地線接續(xù)、緊線、導(dǎo)地線弛度觀測、附件安裝等等都是高壓輸電線路工程架線施工內(nèi)容。從展放方法來看,架線施工分為張力展放與拖地展放兩種。張力展放,即張力放線,就是為了使導(dǎo)地線保持一定張力,而合理地采用牽張機械,該展放方法使對交叉物的安全距離得以保持。目前330kV及以上電壓等級的輸電線路強制性要求采用張力放線,大部分220kV電壓等級的線路也采用了張力放線,220kV電壓等級以下的線路放線則沒有要求采用張力放線。拖地展放則不需要制動線盤,該方法比較簡單,無需使用專用設(shè)備,以地面拖線的方式進行施工。但值得注意的一點是拖地展放方法難以確保放線質(zhì)量,且需要大量的人工來進行放線,勞動效率較低,也同時嚴重磨損了導(dǎo)線。由此看來,張力放線不僅效率高,而且能夠確保展放導(dǎo)地線的質(zhì)量,從而提高了施工質(zhì)量,張力放線的方式有效避免線材的磨損,導(dǎo)線在展放時均不落地。
選擇放線滑車輪徑,為了減小磨損系數(shù),最好選擇偏大的滑車輪徑,為了不增加多余的重量,在該處導(dǎo)線所承受的彎曲應(yīng)力小,同時要滿足DL/T685-1999《放線滑輪基本要求、檢驗規(guī)定及測試方法》的規(guī)定。導(dǎo)線直徑與輪槽的槽徑應(yīng)相互匹配,對于大壓檔處或大導(dǎo)線,應(yīng)嚴格匹配,以防止壓偏或擠傷導(dǎo)線,而小導(dǎo)線的情況時則沒有大礙。對于壓接管過滑車或者大導(dǎo)線處,如果小輪徑滑輪達不到要求時,可減小一半滑車包絡(luò)角,用雙輪放線滑車。隨著電壓等級的提升,放線滑車也由小變大,其材質(zhì)也由鐵、鋁逐漸過渡到了硬塑料復(fù)合材料,重量變輕,強度更大,以適應(yīng)高電壓等級和大截面導(dǎo)線的放線要求。
在進行放線的過程中,嚴禁出現(xiàn)斷股、磨損、金鉤等情況,為防止該種情況的發(fā)生,應(yīng)對導(dǎo)線進行仔細的檢查。在允許修補的范圍內(nèi),可以修補,嚴格按照《架空輸電線路導(dǎo)地線補修導(dǎo)則》DLT 1069—2007的規(guī)定執(zhí)行。如果修補長度已經(jīng)大于修補金具所能承受的修補長度,或者破股、金鉤等情況已經(jīng)使內(nèi)層線股或鋼心變形,無法修補時,都必須將其切斷后,進行重新連接。在連接導(dǎo)線之前,應(yīng)對兩端線頭的規(guī)格、扭絞方向等情況進行確認,看是否相同,若規(guī)格、扭絞方向不同,不得在檔中進行連接,必須嚴格按照工藝進行連接。
在計算安裝曲線的過程中,只對彈性變形考慮,通過狀態(tài)求取應(yīng)力,實際上,在張力的作用下,金屬絞線并不是完全的彈性體,其不但會彈性伸長,還會產(chǎn)生蠕變伸長和塑性伸長,永久性變形指的就是這兩部分伸長,兩部分伸長統(tǒng)稱為塑蠕伸長。在進行緊線的安裝時,將弧垂適當(dāng)減小,就是補償初伸長最為常見的方法,初伸長伸展后,從而增大了弧垂,滿足了設(shè)計弧垂。輸電線路進行初伸長補償時都會采用恒定降溫法。近年來導(dǎo)地線弛度觀測發(fā)展到了使用高科技儀器,比如:紅外線測距儀等。據(jù)最新研究表明,已經(jīng)研制成功了全天候觀測導(dǎo)地線弛度的設(shè)備,該設(shè)備在大霧天氣情況下,仍然能準(zhǔn)確地進行弛度觀測,其原理是利用了GPS定位裝置等一系列高科技設(shè)備。
施工緊線時,懸垂線夾處采用滑車懸掛導(dǎo)線,觀測弧垂,應(yīng)按照滑車處無摩擦力來計算各檔弧垂。安裝架線結(jié)束后,常會出現(xiàn)懸垂絕緣子串與中垂位置偏離、線間或者檔間弧垂不一致等現(xiàn)象,如果這種偏差在允許值的范圍內(nèi),則不需要對其進行調(diào)整,但偏差若大于允許值,就需要調(diào)整導(dǎo)線弧垂。220kV及以上線路最大誤差不得超過±2.5%,相間誤差應(yīng)控制在300mm范圍內(nèi)。有特殊跨越的必須按相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。
隨著電網(wǎng)電壓等級的不斷提升,目前國內(nèi)電網(wǎng)直流線路電壓等級已經(jīng)達到±1100kV,交流線路電壓等級達到了1000kV,電力行業(yè)也隨之出臺了相應(yīng)的新標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則。
在電網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展中,導(dǎo)地線展放技術(shù)也同步進行著大的提升,近年來張力放線機械設(shè)備得到了很大的發(fā)展,功率提高,尺寸擴大,額定牽引力達到了38噸級,張力達到了7噸級,展放的導(dǎo)線截面達到了1000mm2,主牽引機也從拖掛式發(fā)展到自行式,并投入了施工應(yīng)用中。分裂導(dǎo)線在特高壓線路中達到了8分裂,從而使張力放線產(chǎn)生了多種牽引方式組合,如二牽六、一牽四加二、一牽三不對稱牽引、等等。不同的牽引方式也相應(yīng)改變了懸掛滑車、展放牽引繩的方式。應(yīng)放線技術(shù)發(fā)展的需求,牽引繩的展放也從人工地面拖牽發(fā)展到了遙控飛艇、航??罩胁宦涞卣狗拧?/p>
耐張型和直線型是高壓輸電線路桿塔按照受力特點進行劃分的。對于維修方便性、供電可靠性、送電線路建設(shè)的經(jīng)濟性和速度性等,正確選擇桿塔對其的影響是極大的。設(shè)計桿塔工程的關(guān)鍵的一環(huán)就是合理、科學(xué)地選擇桿塔的結(jié)構(gòu)和類型。預(yù)應(yīng)力混凝土桿和鋼筋混凝土桿是最適合在便于施工和運輸?shù)牡貐^(qū)應(yīng)用的,例如:丘陵、平地等。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,與對建筑業(yè)的極大需求,普通鋼筋混凝土桿已經(jīng)逐漸被預(yù)應(yīng)力混凝土桿所代替,鐵塔的采用應(yīng)根據(jù)大跨越、出線走廊受限制、施工和運輸都具有實際困難的地區(qū)開展,同時,環(huán)保的概念越來越得到電網(wǎng)建設(shè)的重視。
在高壓輸電線路施工的過程中,一項關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是桿塔組立,分解組立與整體組立是我國輸電線路桿塔組立的主要方式。目前超高壓及以上等級線路均采用鐵塔結(jié)構(gòu)。我國的輸電線路建設(shè)是領(lǐng)先世界水平的,鐵塔設(shè)計隨著電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模提升日趨完善,目前我國已具備自行設(shè)計生產(chǎn)直流±1100kV、交流1000kV特高壓線路鐵塔的能力。從常規(guī)鐵塔的設(shè)計生產(chǎn)和施工,到具備緊湊型鐵塔、特高壓交、直流鐵塔的設(shè)計生產(chǎn)和施工能力,僅用了不到15年。其中,還從角鋼型塔發(fā)展到鋼管塔,節(jié)約了大量的鋼材;從平腿發(fā)展到全方位高低腿,不僅節(jié)約了鋼材,還極大地保護了環(huán)境,減少了植被破壞和水土流失。在電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的同時,各種材料也得到了很大的發(fā)展,目前輸電鐵塔線路使用的高強鋼,其強度已成倍提升,使同類鐵塔的鋼材用量大大節(jié)約。特高壓交、直流鐵塔呼稱高一般都在60m以上,鐵塔根開在20m以上,與超高壓線路相比提升了相當(dāng)大的一個臺階。從上世紀末到現(xiàn)在,電網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。
常用的自立式鐵塔組立方法有:內(nèi)、外拉線懸浮式抱桿分解組立方法、落地式抱桿內(nèi)、外拉線分解組立方法、懸浮式搖臂抱桿分解組塔方法、落地式搖臂抱桿分解組塔方法,等等。近年來,隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展,又出現(xiàn)了一些新的組塔工藝,比如:塔吊組塔工藝、直升機組塔、汽車吊分解組塔等等,這些新的組塔工藝的出現(xiàn),解決了鐵塔單片起吊重量大、超高、起吊半徑大的難題,同時也在組塔經(jīng)濟性方面進行了優(yōu)化??傊?,鐵塔的設(shè)計越來越先進,組塔技術(shù)也隨之提出了越來越高的要求,這個領(lǐng)域還有待進一步的開拓和發(fā)展。
國家電網(wǎng)建設(shè)力度的不斷增強,電力體制改革不斷深入,傳統(tǒng)輸電線路施工技術(shù)已經(jīng)跟不上發(fā)展的步伐,為保證、促使電力建設(shè)工程的順利開展,就必須采用先進的施工技術(shù)及方法。高壓輸電線路能否可靠、安全運行與輸電線路施工質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系密切。根據(jù)不同地區(qū)的具體情況,電網(wǎng)建設(shè)遵循樣板引路,試點先行的原則,不斷地探索創(chuàng)新。輸電線路先進施工技術(shù)的應(yīng)用可以降低事故發(fā)生率、提高施工工作效率、從很大程度上節(jié)約勞動成本。而施工措施、方法的科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化也會給施工帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益,促使施工的質(zhì)量也更上一層樓。文章中介紹的施工技術(shù)還有待改進、完善,這需要設(shè)計人員與施工人員在工作的不斷摸索中積累寶貴經(jīng)驗,以便更好為電力工程輸電線路施工貢獻一份力量。
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