吊車組塔施工場地臨時占地面積測算分析

趙 賢，李維嘉，王艷芹

(國網河北省電力有限公司經濟技術研究院，石家莊 050021)

針對線路工程青苗賠償面積的計列，在機械化施工推廣之前，按照青苗賠償面積=路徑長度×寬度(110kV、220kV、500kV線路寬度分別按照4.5 m、6 m、8 m計列)的方式計列，主要考慮人力架線需要沿著線路走廊進行操作。隨著線路工程機械化施工的全面應用，采用吊車進行組塔和張力機、牽引機進行架線的青賠面積計列方式已與工程的實際施工方式不一致。關于機械化線路施工青苗賠償面積的計列，需要考慮吊車組塔施工場地臨時占地面積以及跨越架搭拆操作面積，本文針對吊車組塔施工場地臨時占地面積進行測算和研究。

1 施工場地面積測算方法

在核對完塔材數量和型號確與施工圖紙一致時，開始劃分作業區域和塔材、螺栓、工器具及吊車的擺放區域，劃分完畢，按既定的區域開始組裝鐵塔主材并將連接螺栓緊固好。連接主材的長度、段數必須提前根據吊車操作范圍確定好擺放位置，確保吊車進場后能立即開始吊裝作業。作業完畢后整理工器具離開。根據《輸變電工程安全文明施工標準化手冊》[1]，吊車組塔現場布置示意如圖1所示。

圖1 吊車組塔現場布置示意

根據圖1可知，施工現場布置為長方形，面積可計算為長與寬之積，而長度和寬度的數值與具體的施工現場布置有關，因此需繪制出具體的施工現場布置圖，分別得出長度和寬度的表達式，表達式賦值后才能計算出施工場地占地面積。

由于現場情況復雜多變，包括吊裝方案、塔材擺放原則、現場布置規則等不同影響因素在內的施工組織方案將直接影響施工現場布置，因此繪制施工現場布置圖前應確定吊車組塔施工組織方案。文中各章節將按照吊車組塔施工方案→現場布置圖→長度和寬度表達式→表達式賦值計算→面積確定每個環節。

2 確定施工組織方案

施工組織方案包括吊裝方案、塔材擺放原則、現場布置規則等內容。

2.1 吊裝方案

吊裝方案內容包括吊裝方式選擇、吊車型號計算和選取、地面組裝方式選取等。吊裝方式確定原則為：

a.塔高、塔重較小時，使用一種型號的吊車完成全部吊裝。吊車采取單邊作業，工作時由進場側進入場地后，定位在進場一側的合適位置后不再移動，轉彎角度為0°。

b.塔高、塔重較大時，選擇不同噸位吊車進場順序組裝。小噸位吊車吊裝先進場，采取全場移動作業，最大轉彎角度可達360°，完成能吊裝的部分;大噸位吊車再進場吊裝剩下的部分，采取單邊作業，進場后定位在進場一側后不再移動位置。

吊車規格選取應與定額選取一致。因為吊車組塔定額尚未公布，因此需要根據鐵塔的高度和重量，選取合適的吊車規格。根據各電壓等級的塔型數據和吊車的性能參數[2-3]。地面組裝方式分為分片、分段和整體3種。塔高、塔重較小時，可選擇分段或整體組裝;塔高、塔重較大時，可選擇分片組裝或二者結合。地面組裝應按照塔腿-塔身-橫擔-塔頭順序組裝完成。

根據以上原則，可確定各電壓等級鐵塔吊裝方案，如表1所示。

2.2 塔材擺放原則

a.110kV單回、110kV雙回、220kV單回線路吊裝方案選擇單吊方案，一般要求吊車進場前完成全部塔材的組裝，布置在基礎兩側。

表1 各電壓等級吊裝方案

b.220kV雙回、500kV單回、500kV雙回線路選擇雙吊方案，小噸位吊車進場前應將起升范圍內的塔材組裝完畢，布置在基礎兩側和對側。小吊車作業的同時組裝其余塔材，大吊車進場后布置在基礎兩側。

2.3 現場布置原則

a.一般情況下，為進出場方便，輔助設施布置在進場側，較大噸位吊車由于吊裝過程中不移動位置，因此吊車應布置在進場側。特殊情況根據現場情況調整。

b.吊車進場后，應定位于基礎附近。為方便施工，車身與板式基礎需考慮一定的放坡系數，吊車定位、移動或轉彎時應在放坡之外，即吊車轉彎半徑應大于基礎外邊長與兩邊放坡寬度之和。樁基礎不考慮放坡，可按基礎外邊計算。

c.所有吊裝件的吊裝點應布置在吊車作業幅度內，一般取吊裝件底部2/3左右作為吊裝點。

d.吊車作業時應考慮與周圍一定的安全距離。本文按1 m考慮。

e.除吊車作業區域外，還應設置輔助設施區域。根據《國家電網公司電力安全工作規程電網建設部分(試行)》規定，起重臂下和重物經過的地方禁止有人逗留或通過。因此，輔助設施區域應布置在吊車工作幅度以外。為進出場方便，輔助設施應設置在進場側。

3 繪制現場布置圖

單吊布置示意見圖2。

圖2 單吊布置示意

由圖2可知，單吊布置長度=r+L/2+R0+R1+L0，寬度=H1+W+H2。

雙吊布置示意(180°)見圖3。

圖3 雙吊布置示意(180°)

由圖3可知，雙吊180°布置長度=L1+R1+max(R1，R2)+L2+L0，寬度=H1+W+H1。

雙吊布置示意(360°)見圖4。

圖4 雙吊布置示意(360°)

由圖4可知，雙吊360°布置長度=L1+R1+max(R1，R2)+L2+L0，寬度=L1+2R1+L1。

4 參數賦值計算

4.1 參數賦值原則

由以上公式可知，施工場地占地面積與鐵塔高度、基礎尺寸、吊車性能(臂長、操作半徑)等有關。其中，鐵塔高度、基礎尺寸由電壓等級、塔型等因素決定。吊車自身參數由鐵塔高度、塔重等決定，而塔高、塔重由電壓等級、塔型等因素決定。因此本文測算將按照不同電壓等級區分，選取最常見的幾種塔型，分別計算施工場地占地面積。

根據《國家電網公司輸變電工程通用設計》[4]，結合河北省南部電網公司地形、地貌、土質、風速等地理及氣象環境，選取各電壓等級典型塔型7～8種，選取結果如下：

110kV單回線路選取1A1-ZM1-24、1A3-ZM1-24、1A3-J1-18、1A3-DJ-18。

110kV雙回線路選取1D2-SZ1-24、1D3-SZ1-24、1D2-SDJ-18、1D5-SDJ-18。

220kV單回線路選取2B2-ZM1-24、2B3-ZM1-24、2B2-DJ-18、2B5-DJ-18。

220kV雙回線路選取2E2-SZ1-24、2E3-SZ1-24、2E2-SDJ-18、2E5-SDJ-18。

500kV單回線路選取5A1-ZM1-24、5A2-ZM1-27、5A2-DJ1-21、5A3-DJ1-21。

500kV雙回線路選取5C1-SZ1-24、5C3-SZ1-24、5C3-SDJ-21。

參數賦值原則如下。

基礎參數：基礎形式分為直柱柔性基礎和樁基礎。基礎邊長可根據基礎根開加基礎寬度確定。放坡寬度按照0.5×挖深確定。樁基礎不計放坡寬度。

吊車參數：吊車規格確定后，根據吊車參數和性能曲線圖可知不同起升高度時的工作半徑、最小轉彎半徑和全車長度、寬度。

吊裝件高度：吊裝件高度由最小分段數決定。最小分段數應根據塔重和塔全高綜合確定。為簡化計算，假定作業過程中吊車臂長不變，工作幅度隨起升高度的變化而變化。根據塔全高、吊車起重表確定吊車最小工作幅度，且最小工作幅度應大于塔心至基礎放坡外邊的距離。根據工作幅度確定起吊質量;根據每段質量應小于起吊質量的原則確定最小分段數;根據鐵塔結構圖確定每段高度，同時需滿足吊件的吊裝點(設為高度的2/3)在吊車最大工作幅度內。

輔助設施區域寬度：一般施工帳篷或簡易工棚寬度為4 m，考慮2 m的施工運輸通道，因此L0可選取為6 m。

安全距離：基礎外邊與安全圍欄之間的距離要考慮3 m的安全通道寬度。

4.2 計算實例

以雙回路直線塔1D2-SZ1-24為例，根據各參數分別計算長度和寬度。

由塔型結構可知，1D2-SZ1-24塔全高為35.2 m，塔重為6 436 kg。吊車選取25 t。

根據布置可知，長度=r+L/2+R0+R1+L0，寬度=H1+W+H2。

L為基礎邊長、基礎根開、基礎兩邊放坡寬度三者之和。

基礎根開為5.1 m，基礎邊長2.5 m，放坡寬度為坑深乘以0.5，坑深為2.5 m。因此L/2=(5.1+2.5+2.5*0.5*2)/2=5.05 m。

R0為最高點時吊車最小操作幅度。由吊車參數和性能曲線可知，最高點為35.2 m，需選擇39.5臂長，對應最小操作幅度R0為9 m，且滿足大于L/2的要求。

R1為吊車車身長度加安全距離。由吊車參數和性能曲線可知，R1=12.3+1=13.3 m。

長度=r+L/2+R0+R1+L0=3+5.05+9+13.3+6=36.35 m。

根據吊車參數和性能曲線可知，最小工作幅度9 m對應的最大起重質量為5 500 kg，小于塔重，因此無法整體吊裝，需分段吊裝。

經計算，6 436/5 500=1.17，先取最少分段數為2，根據塔型結構圖和材料表判斷是否滿足起重要求。假設3、4、5、6、7、8、9為一大段，材料總質量為276+241.4+1 134.9+961.5+1 082+752.5+1 594.8=6 043.1 kg＞5 500 kg;不符合起重質量要求。假設4、6、7、8、9段為一大段，材料總質量為241.4+961.5+1 082+752.5+1 594.8=4 632.2 kg＜5 500 kg;1、2、3、5段是一大段，材料總質量為1 410.9 kg＜5 500 kg;

因此確定最少分段數為2段，最大吊裝高度為4、6、7、8、9段高度之和為32.2 m。

寬度=H1+W+H2=32.2+4.5=36.7 m。

面積=36.35×36.7=1 334 m2。

5 計算結果

5.1 測算結果

計算面積時，按直線塔占比73%，耐張塔占比27%計算平均面積。因無法統計跨越塔的比例，因此計算結果未考慮跨越直線塔。綜上所述，各電壓等級賠償面積總結如表2所示。

表2 各電壓等級線路塔基賠償面積

5.2 調整結果

實際概算中計列占地面積時應考慮以下因素：

a.以上測算的結果為最小占地面積，實際租用時會產生一定的邊角余地;

b.該測算結果未考慮跨越塔的情況，因跨越塔較一般塔型高，所需占地面積較一般情況大;

基于以上原因，實際應用時建議取5%～15%的調整系數。調整后結果如表3所示。

表3 調整后測算面積

6 結束語

以上計算結果只選取了各電壓等級典型塔型，適合于工程可研階段、初設階段塔型未明確時計算使用，施工圖階段可參考使用。