陽 建
(四川電力送變電建設公司,四川 成都 610000)
隨著我國社會經濟和科學技術水平的不斷發展,國家電網建設力度的不斷增強,電力體制改革不斷深入,傳統輸電線路施工技術已經跟不上發展的步伐,為保證、促使電力建設工程的順利開展,就必須采用先進的施工技術及方法。從一定程度上而言,在電力建設工程中,輸電線路施工技術對其質量及進度產生著直接的影響,左右著工程質量的優劣。
高壓輸電線路能否可靠、安全運行與輸電線路基礎施工質量的優劣關系密切。根據不同地區的具體情況,需要對不同的基礎型式進行選擇。在進行現場施工的過程中,為了確保施工的質量,在必要時還應采取適當的技術。例如:高壓輸電線路中常用的基礎采用的是鋼筋混凝土。將鋼筋混凝土基礎用在轉角塔中,要將基礎上拔力考慮充分,這樣使用起來較為穩固。而在對巖石進行施工時,首先應調查、研究塔位四周的巖石,并與設計圖紙進行對比。如果與設計情況有較大差異,應做好變更的準備,并及時給予設計單位通知。開挖巖石基礎時,不應破壞巖石結構的整體性,還應反復核對安裝錨筋的尺寸位置,固定澆筑應在確認無誤后進行,現場澆筑混凝土應嚴格按照要求開展。近年來,在以下幾類基礎的設計施工中新的技術越來越成熟,應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、中等風化以上的硬質巖適合采用巖石錨桿(樁)基礎,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巖石與錨桿,在巖石強度的作用下,將鋼材量和基礎混凝土的用量大大節省了。
近年來誕生了新的注漿機械,使巖石錨桿(樁)基礎的可靠性得以進一步提升。這類基礎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
鉆孔灌注樁基礎適用于基礎作用力大、地基持力層較深、地質條件為流塑的直線塔或者耐張塔。灌注樁基礎施工費用偏高,但是施工安全可靠,且方便,其主要承擔下壓力和基礎上拔力。近年來,灌注樁在輸電線路上的應用越來越廣泛,特別是平原河網地區的灌注樁施工的優勢明顯。鉆孔灌注樁施工主要分正反循環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,應采用復合式沉井基礎,該基礎分別由兩個部分構成。基礎下部是環形鋼筋混凝土沉井,上部則為方形臺階基礎。沉井直徑為兩米五,而基礎埋深深度則達到四米左右,此為淺基礎,這是通過基礎深寬比確定的。在高壓輸電線路上,較為常用的基礎就是普通鋼筋混凝土和混凝土共同燒制的基礎,使用這種基礎的最大一項優勢就在于便于使用線路附近的水源、石、砂等。
架線準備工作、導地線展放、導地線接續、緊線、導地線弛度觀測、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線。由此看來,張力放線不僅效率高,而且能夠確保展放導地線的質量,從而提高了施工質量,張力放線的方式有效避免線材的磨損,導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,最好選擇偏大的滑車輪徑,為了不增加多余的重量,在該處導線所承受的彎曲應力小,同時要滿足DL/T685-1999《放線滑輪基本要求、檢驗規定及測試方法》的規定。導線直徑與輪槽的槽徑應相互匹配,對于大壓檔處或大導線,應嚴格匹配,以防止壓偏或擠傷導線,而小導線的情況時則沒有大礙。對于壓接管過滑車或者大導線處,如果小輪徑滑輪達不到要求時,可減小一半滑車包絡角,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,其材質也由鐵、鋁逐漸過渡到了硬塑料復合材料,重量變輕,強度更大,以適應高電壓等級和大截面導線的放線要求。
在進行放線的過程中,嚴禁出現斷股、磨損、金鉤等情況,為防止該種情況的發生,應對導線進行仔細的檢查。在允許修補的范圍內,可以修補,嚴格按照《架空輸電線路導地線補修導則》DLT 1069—2007的規定執行。如果修補長度已經大于修補金具所能承受的修補長度,或者破股、金鉤等情況已經使內層線股或鋼心變形,無法修補時,都必須將其切斷后,進行重新連接。在連接導線之前,應對兩端線頭的規格、扭絞方向等情況進行確認,看是否相同,若規格、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,通過狀態求取應力,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,兩部分伸長統稱為塑蠕伸長。在進行緊線的安裝時,將弧垂適當減小,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。近年來導地線弛度觀測發展到了使用高科技儀器,比如:紅外線測距儀等。據最新研究表明,已經研制成功了全天候觀測導地線弛度的設備,該設備在大霧天氣情況下,仍然能準確地進行弛度觀測,其原理是利用了GPS定位裝置等一系列高科技設備。
施工緊線時,懸垂線夾處采用滑車懸掛導線,觀測弧垂,應按照滑車處無摩擦力來計算各檔弧垂。安裝架線結束后,常會出現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象,如果這種偏差在允許值的范圍內,則不需要對其進行調整,但偏差若大于允許值,就需要調整導線弧垂。220kV及以上線路最大誤差不得超過±2.5%,相間誤差應控制在300mm范圍內。有特殊跨越的必須按相應規范的規定執行。
隨著電網電壓等級的不斷提升,目前國內電網直流線路電壓等級已經達到±1100kV,交流線路電壓等級達到了1000kV,電力行業也隨之出臺了相應的新標準、導則。
在電網技術飛速發展中,導地線展放技術也同步進行著大的提升,近年來張力放線機械設備得到了很大的發展,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,展放的導線截面達到了1000mm2,主牽引機也從拖掛式發展到自行式,并投入了施工應用中。分裂導線在特高壓線路中達到了8分裂,從而使張力放線產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改變了懸掛滑車、展放牽引繩的方式。應放線技術發展的需求,牽引繩的展放也從人工地面拖牽發展到了遙控飛艇、航模空中不落地展放。
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、送電線路建設的經濟性和速度性等,正確選擇桿塔對其的影響是極大的。設計桿塔工程的關鍵的一環就是合理、科學地選擇桿塔的結構和類型。預應力混凝土桿和鋼筋混凝土桿是最適合在便于施工和運輸的地區應用的,例如:丘陵、平地等。隨著社會經濟的發展,與對建筑業的極大需求,普通鋼筋混凝土桿已經逐漸被預應力混凝土桿所代替,鐵塔的采用應根據大跨越、出線走廊受限制、施工和運輸都具有實際困難的地區開展,同時,環保的概念越來越得到電網建設的重視。
在高壓輸電線路施工的過程中,一項關鍵的環節是桿塔組立,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構。我國的輸電線路建設是領先世界水平的,鐵塔設計隨著電網建設的規模提升日趨完善,目前我國已具備自行設計生產直流±1100kV、交流1000kV特高壓線路鐵塔的能力。從常規鐵塔的設計生產和施工,到具備緊湊型鐵塔、特高壓交、直流鐵塔的設計生產和施工能力,僅用了不到15年。其中,還從角鋼型塔發展到鋼管塔,節約了大量的鋼材;從平腿發展到全方位高低腿,不僅節約了鋼材,還極大地保護了環境,減少了植被破壞和水土流失。在電網建設發展的同時,各種材料也得到了很大的發展,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大的一個臺階。從上世紀末到現在,電網建設實現了跨越式的發展。
常用的自立式鐵塔組立方法有:內、外拉線懸浮式抱桿分解組立方法、落地式抱桿內、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,隨著電網建設的發展,又出現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,解決了鐵塔單片起吊重量大、超高、起吊半徑大的難題,同時也在組塔經濟性方面進行了優化。總之,鐵塔的設計越來越先進,組塔技術也隨之提出了越來越高的要求,這個領域還有待進一步的開拓和發展。
國家電網建設力度的不斷增強,電力體制改革不斷深入,傳統輸電線路施工技術已經跟不上發展的步伐,為保證、促使電力建設工程的順利開展,就必須采用先進的施工技術及方法。高壓輸電線路能否可靠、安全運行與輸電線路施工質量的優劣關系密切。根據不同地區的具體情況,電網建設遵循樣板引路,試點先行的原則,不斷地探索創新。輸電線路先進施工技術的應用可以降低事故發生率、提高施工工作效率、從很大程度上節約勞動成本。而施工措施、方法的科學化、規范化、標準化也會給施工帶來良好的經濟效益和社會效益,促使施工的質量也更上一層樓。文章中介紹的施工技術還有待改進、完善,這需要設計人員與施工人員在工作的不斷摸索中積累寶貴經驗,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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