巴西特高压输电线路自立塔组立施工技术研究与应用

贾元超,冯战伟

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东省济南市250000

摘要：随着国民经济发展，机械化制造水平不断提高，大型起重设备在输电线路组立塔施工中已广泛应用。本文是结合我公司多年在巴西境内输电线路施工经验，介绍了一种特高压输电线路自立塔组立施工的方法，该方案各工序安排紧凑，安全高效，提高了输电线路施工机械化施工水平，降低施工人员的劳动强度，为输电线路组立塔施工提供借鉴经验。

关键词：输电线路；高压输电线路；组立塔；施工技术

1、前言

为逐步提高输电线路施工机械化水平，提高输电线路项目建设效率和效益，提升电网建设安全质量和工艺水平，降低施工人员的劳动强度，减少施工对环境的影响，公司在总结多年在巴西境内输电线路施工经验的基础上，结合巴西美丽山一期±800kV特高压直流输电线路现场地形、自立塔高度及道路地耐力等因素，对自立塔组立方法进行改进完善，采用汽车式起重机与抱杆系统相结合的方式进行，形成了一套行之有效的输电线路自立塔组立施工工艺方法，通过在巴西美丽山一期±800kV特高压直流输电线路项目成功应用，充分证明该工艺方法安全、可靠、高效、实用，取得了较好的经济效益和社会效益

2、工艺特点及工艺原理

2.1工艺特点

2.1.1利用汽车式起重机与抱杆系统相结合，吊装工序安排紧凑合理，大规模采用流水作业，提高输电线路施工机械化水平，提高了机械设备利用率和施工工效，有利于进度精确控制。

2.1.2通过汽车式起重机分片地面组装后再使用抱杆进行空中安装，铁塔组装工作大部分在地面完成，铁塔设计、加工缺陷可以在地面组装过程中发现和解决，施工质量显著提高。

2.1.3起重机最大起升高度以下塔身选择汽车式起重机进行整体组合吊装，高处作业工作量少于单一的抱杆系统，且施工人员劳动强度低，安全风险明显降低。

2.1.4避免了地锚坑开挖造成的植被破坏，极大地减少了对生态环境破坏。

2.2工艺原理

2.2.1根据承建范围内铁塔参数、进场道路转弯半径、地耐力选择合适汽车式起重机与抱杆系统搭配。根据组立铁塔的重量、高度、吊装作业半径等参数，对照汽车式起重机起重特性曲线，合理确定分片、分段、整段和多段组合吊装方式。地面组装提前完成，吊装过程采用汽车式起重机与抱杆系统组合搭配，流水作业。铁塔构件组装、螺栓紧固等大部分作业在地面完成，吊装时连接各构件，紧固螺栓即可。

2.2.2在特高压输电线路自立塔采用75t汽车吊先对铁塔60m以下塔身进行组立，组立一定高度的塔身后，再采用抱杆系统对铁塔60m以上塔身和横担完成吊装。吊装过程中采用测风仪测量风速，采用远程视频监护装置全方位进行关键安全控制点的监视。

3、主要工艺流程和技术要点

3.1主要工艺流程

施工准备→地面组装→塔腿吊装→塔身吊装→横担吊装→螺栓终紧→消缺→结束

图3.1 组立铁塔工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1施工准备

1人员、机械准备

1)施工人员必须经医院体检合格，购买意外伤害保险，特种作业人员必须持证上岗，所有现场施工人员在组立塔前应接受安全技术培训和交底，并经考试合格后方能进入施工现场。

2) 组立铁塔前，技术员和汽车式起重机操作人员必须对进场道路和现场施工环境进行调查，对作业场地进行实测，并形成书面记录，结合铁塔组立作业指导书的要求修整道路和布置现场。

3) 汽车式起重机必须按有关规定经特种设备年度安全检验合格并购置保险，操作人员持有驾驶证和特种设备操作证，进入现场进行安全确认并形成记录。项目部要完善铁塔组立管理网络和管理制度，对起吊安全风险进行识别并制定预控措施。

2塔材清点

1）在铁塔材料未发运到塔位之前，根据铁塔图纸和加工清单进行规格、数量的清点和质量检查。通过清点可发现加工中的错误和缺料情况，以确定是否可以组立铁塔。清点前要先熟悉铁塔施工图纸、铁塔的结构形式、铁塔的分段、各构件的规格尺寸钢号，以及塔腿在线路上的排列方向。塔料必须按图纸上的件号、规格、数量对齐后，才可发运到塔位。

2）运到塔位上的铁塔构件，也有可能丢失、被盗，因此要再进行一次清点，如发现角钢弯曲，其弯曲度不应超过自身长的2‰，且最大弯曲变形量不应超过5mm，若弯曲度超过2‰的允许范围，而未超过变形限度时，容许采用冷矫正法矫正，矫正后的角钢严禁出现裂纹。

3.2.2地面组装

根据铁塔分段情况、吊装方法和顺序、汽车吊及抱杆起吊能力等情况，将构件在地面进行分段（片）组装。如整段起吊时，组装成分段整体；分片起吊时，组装成分片吊件。组装前应明确塔片吊装顺序、吊装重量、吊点位置及补强方法。按照重量大、先吊装的靠近基础位置，重量轻、后吊装的远离基础组装的原则，提前策划现场布置，如图3.2.2所示。

图3.2.2 分解组装及现场布置图

组装场地应平整、整洁，障碍物应清除。塔片布置严格按照策划的平面布置图摆放，塔材与地面之间用道木支垫平整，支垫位置及数量应以不致使塔材弯曲为准。除临时附带的斜材螺栓外，其它螺栓、垫片及垫片按图纸要求连接后，在地面全部紧固，且螺栓紧固率和扭矩符合规范要求

：角钢背的朝向，除设计另有要求外，原则上应向上，以免棱角积雨水。构件组装有困难时，应查明原因，禁止强行组装。如有个别螺孔不正可用圆锉进行扩孔，扩孔部分不应超过3mm。超过3mm时，应堵焊后重新扩孔，并进行防锈处理。缺孔应用手枪钻或钻床钻孔，构件上的废孔应予堵焊。禁止用气割进行扩孔或烧孔。因为扩孔后会影响连接点强度，也会损坏构件的镀锌层。

1组装时应在规定的起吊方向进行排列和组装。组装顺序应由根部开始，按塔段次序逐段向塔头进行。组装应满足起吊要求，组装的塔段或塔片应尽量靠近塔身起吊位置，以减少刚离地时的起吊角。

2铁塔分片组装构件时，应注意以下几点：

1）分片重量不得超过汽车吊及抱杆所允许的承载能力。

2）铁塔分片应组成稳定结构，应对塔片进行补强，使之在吊装中不致变形损坏。

3）铁塔各构件的组装应紧密，交叉构件在交叉处应装设相应厚度的垫圈或垫板。

4）分片组装时，连板随主材或辅材一次吊装，但带铁应能自由活动，螺帽应出扣。构件方位和螺栓规格穿向必须与设计图纸一致，避免塔上高处返工。

5）主材上所带构件，其上端连接螺帽要上扣，下端为自由端用绳索绑扎在主材上，禁止自由端朝上。当大斜角钢长超过主材下端时，为防止起吊时弯曲，待塔片吊至一定高度后再安装。

3铁塔整段组装时，应注意以下几点：

1）整段重量不得超过汽车式起重机及抱杆所允许的承载能力。

2）塔段应卧放在地面上，塔段上端朝向塔身，以便起吊。

3）组装好的塔段应成为稳定结构，除影响就位的塔材可不装外，其他包括内隔材等都要装全，螺栓拧紧，必要时用钢管或圆木补强。

4）如在组装中出现对组装困难的构件，应查找图纸，查明原因，及时处理。切不可强行组装，以免产生结构变形，更不可留给高空处理。

5）组装时必须把各构件的螺栓拧紧，原则上整个铁塔不得缺料，以防造成整体强度不够在组立后发生倒塔事故。

3.2.3 汽车式起重机立塔

1吊装准备

1）立塔之前应对基础的型号、根开、对角线、相对高差、转角塔角度及预偏值数据进行仔细校核，无误后方可开始组立铁塔。

2）立塔前应收集整理铁塔材料的合格证和出厂质量证明文件，及时填写材料发放跟踪记录。铁塔螺栓应按规格、数量进行清点，使用前要分类摆放，方便使用和防止误用，并确认与施工图纸相符。

2塔腿吊装

塔腿部分分四次吊装，吊点绑扎在主角钢顶端，绑扎处采用3m×3t扁吊带垫麻布连接，以防止起吊过程中划伤主材镀锌层或主材割伤吊带。

起吊塔腿的顶部设置四根拉线（每侧两根），用于起吊过程中平衡控制和组立后的平衡拉线。启动汽车式起重机缓慢吊起塔腿，当塔腿最下端离开地面后，调整吊臂使塔腿向基础慢慢移动，塔脚与插入式角钢螺栓孔对准后将连接螺栓插入，拧紧连接螺栓，然后采用两根临时拉线按“八”字型固定塔脚后释放汽车式起重机，如图3.2.3-1所示。

  

图3.2.3-1 塔腿吊装                      图3.2.3-2 塔腿吊装

按上述方法将其余塔腿吊装，结构相同的按此吊装方式进行组立见图3.2.3-2，及时紧固连接螺栓。

3 塔身吊装

1）塔身段根开大于5 m或起吊重量超过汽车式起重机当前工作工况下允许起吊重量时，应采用与塔腿一样的分片吊装方法，如图3.2.3-3、图3.2.3-4所示。

2）吊点绳应由2根等长的吊带通过卸扣连接，两吊带间夹角不得大于120°。吊带绑扎点应在吊件重心以上的主材节点处，当汽车式起重机高度足够时，也可设置在整段顶端节点处。

3）吊件起吊过程中，与已安装好的塔身保持一定的距离，防止刮碰。塔片起吊至安装高度时，缓慢调整吊臂仰角和方向，直至完成塔片就位。整体吊装时，需要四个节点同时进位，高处作业人员需要互相配合，先进较低的节点，后进较高的节点。

4）为防止上端起吊造成的下端主材间根开变形增大，可在地面起吊前用导链或双钩收紧根开，方便高处进位。

图3.2.3-3塔身吊装图3.2.3-4塔身吊装

4 横担吊装

在汽车式起重机起升高度及起重量满足的情况下，部分塔型横担吊装可用汽车式起重机就位。横担吊装时自下向上吊装，先吊装导线横担，最后吊装上层地线横担。起吊时吊点选择在使横担保持水平或进位侧略低的位置，就位时先连接上平面两两主材螺栓，后连接下平面两侧主材螺栓。如图3.2.3-5、3.2.3-6所示。

   

图3.2.3-5 横担吊装图3.2.3-6 横担吊装

3.2.4 抱杆组塔

汽车式起重机完成其起升高度的塔身组装后，剩余量由抱杆系统组立。

1提升抱杆

1）抱杆在塔身的位置，应使抱杆根部固定在有脚钉的主材上或具有斜材的节点处，绑扎要牢固以防抱杆固定点下滑。抱杆在塔上的倾斜角一般以不超过150为宜。两抱杆顶端应对准吊件中心，使吊件在吊装就位时不发生偏离。如果倾斜角太大，则抱杆受力较大，并使吊件的安装增加困难。如果倾斜角太小，则会阻碍塔材起吊。

2）利用拖拉机牵引尼龙绳提升抱杆徐徐上升。抱杆提升到预定高度后，利用抱杆根部的钢绳套将抱杆根部固定在主材上，随后利用外拉线进行调整，使抱杆顶端对准预定位置。吊装时提升抱杆的腰绳应解除，以免在起吊过程中使其受力，而将抱杆折断。

2起吊前,关键部位的检查和处理

1）对塔上塔下的施工布置和使用的工器具进行全面检查，并应符合施工设计的要求。

2）起吊构件以前，应在构件着地的端头设专人临护，以免构件被挂住或顶弯变形。起吊尼龙绳与构件的绑扎位置，必须在构件重心以上和结构中心线上，以防止起吊过程中产生歪斜或倾覆。在绑扎处应用软物垫扎，以防割伤尼龙绳。

3）起吊时，应在构件上下两端各绑一根溜绳，并使两侧尽可能对称。各绑扎点要设在节点上，以免吊装时失去平稳或滑脱。调整溜绳必须绕在牢固的锚桩上，每根溜绳设专人控制。

4）为便于构件吊装就位，抱杆需要倾斜一定的角度，而且在起吊过程中要靠控制溜绳使吊件不与塔身相碰。所以在吊装过程中，吊件应离开塔身100～200mm。

5）当起吊构件离地后应暂停牵引，检查构件绑扎的牢固程度及两侧构件离地高度是否一致。发现异常，应进行处理。绳索受力要均匀，抱杆受力后的倾斜角不得大于15°。否则，应放下吊件，用落地拉线重新调整抱杆倾斜角。

6）起吊构件时，从开始起吊到构件离开地面的过程中，应设专人监视，以防塔材受外力作用而发生变形。构件被吊离地面一定高度后，要暂停牵引进行检查，检查构件吊点和尼龙绳绑扎的牢固程度。

7）拖拉机牵引起吊尼龙绳要平缓，要设专人监护。调整溜绳地面夹角一般以保持40°为好。

3吊装塔片、横担

1）塔片刚起吊时，若偏斜或上端水平铁变形较大，应立即放下，调整塔片位置或采取补强措施。如塔片偏出吊点位置较远，不得强行起吊，不得利用抱杆强拖硬拽，以免折断抱杆。

2）塔片在起吊过程中，塔上作业人员应站在塔身内侧的安全位置。当塔片提升到接近就位时，牵引提升速度应减慢。塔片就位时，应先低侧主材，后高侧主材。低侧就位后，在两螺孔上各插入一个尖扳子，然后回松调整另一侧，使主材接头位置达到安装要求，最后将螺栓全部装上拧紧。塔片就位时，如果回松过头，不得再提升就位。要先用尖扳子撬动塔片，使吊件活动，确认没有卡住或拉牢，方可慢慢提升。当构件一侧连接完好后，不得再进行提升，防止起吊绳超载、甚至被拉断，或折断抱杆。

3）调整溜绳需要放松或收紧时，应缓慢操作，防止突然松绳而造成过大的冲击。当吊件的某部分插入塔身内或被挤时，应缓慢提升，边升边撬，一般不得单靠压溜绳进行处理。

4）干字型塔头的横担自成一个整体结构，用连接钢板与塔身相连，因此先利用抱杆吊装顶部地线横担，再利用地线横担吊装导线横担。吊装前先将地线横担螺栓拧紧，然后将起吊滑车挂在地线横担重心的位置上，牵引绳由起吊滑车引出后，经塔上导向滑车和底滑车进入拖拉机。就位方法一般是横担的下平面先就位，并在两侧各装上一只螺栓为轴，再缓慢起升，使横担在上平面就位。吊装多层横担时，应先吊装上层，而后下层，如图3.2.4-1、3.2.4-2所示。

图3.2.4-1 横担吊装 图3.2.4-2 横担吊装

3.2.5质量控制

1塔材必须经交接验收检查符合要求，不合格的材料严禁进入施工现场。

2塔材运输、装卸、存放过程中使用加垫软物防护,塔材存放要与地面隔离，防止磨损镀锌层。

3塔材在组装或就位有困难时，需查明原因，不得强行组装。吊装进位后对所进位的螺栓必须紧固后，才能进行下一段塔件的吊装工作。

4严禁在塔材上随意打孔、切割等作业。

5混凝土强度达到设计值的70%以上后才能分解组立铁塔。

6立塔前应复核基础斜插角钢顶楞高差，复核基础的根开、对角线、转角塔的预偏等。所使用的经纬仪、水准仪、钢尺等必须是经检测合格，且在有效期内。

7起吊塔材时吊点采用缠绕方式绑扎时，必须采用圆木或废旧轮胎对塔材料进行有效保护，以防起吊绳受力后与塔材直接接触或产生割角现象。

8塔片或横担吊装前应对铁塔组立过程中的塔体强度及稳定进行校验，强度不满足起吊受力时，采用钢管、圆木等进行补强。

4结语

  特高压输电线路自立塔组立采用汽车式起重机与抱杆系统相结合的方式进行，该施工工艺方法先进合理，各工序安排紧凑，施工安全性高，提高了输电线路施工机械化施工水平，大大减少高空作业量，减轻了施工人员的劳动强度，提高输电线路项目建设效率和效益，为输电线路施工提供借鉴经验。

参考文献：

[1]DL/T 5342 《750 kV架空送电线路铁塔组立施工工艺导则》；

[2]DL/T 5168 《110kV～500kV架空电力线路工程施工质量及评定规程》；