國網山東梁山縣供電公司 王 靜 張玉璽
近年來,國民經濟及城鄉居民生活水平發展迅猛,用電量快速增長,電網改造投入資金較多,新建、改造的電力線路也較多,但是經常出現電力線路投運時間不長,即有不少桿塔傾斜的現象,嚴重影響電網的安全運行,讓人痛心。筆者通過對桿塔傾斜的原因進行調查研究,分析出以下主要原因,并提出改進的措施。
桿塔基坑挖出的土壤未按規程回填是造成桿塔傾斜最主要的原因,占桿塔傾斜原因總數的61%。回填土不合格的情況大體分以下幾種:
回填土分層夯實不合格
規程規定桿塔基坑回填土應每20-30 cm分層夯實,施工方為了節省人工,追求更大利潤,回填土每層經常達到50 cm,遇到卡盤、地盤時,回填土回填的不均勻,存在死角空隙。按照桿塔施工規程,回填時應該全面打夯,砸實回填土,但是,實際工程中普遍存在打夯面覆蓋不全,打夯強度不夠,造成回填土夯不實,夯不透。更有甚者從底到頂整個回填過程根本不分層、不打夯。
余土堆放不合格
按照文明施工要求,分層夯實后剩余土方應該平整均勻地堆放在桿塔基坑上面,等待日久天長,土壤自然均勻沉降。實際施工現場,回填土時已是工程收尾階段,相關監督人員容易忽視缺位,施工人員回填土堆放的不平整,不對稱,不均衡經常發生,甚至未填滿基坑,即基坑地坪還沒有原地面高就停止回填了,剩余土方散落在田地里。這樣就造成桿塔埋設深度達不到設計要求,特別是桿塔基坑回填土自然沉降后低于原地面時,桿塔有效埋設深度減小,桿塔抗傾覆力矩減少,天長日久桿塔傾斜。以上現象還造成田地高低不平,百姓耕作不方便,影響電網企業形象,更有甚者發生投訴事件導致日后再從此地維護、施工都非常困難。
凍土回填未破碎
在北方冬天開展輸配電線路工程施工時,如果不是即時開挖即時回填,很容易形成凍土,一旦形成凍土,其硬度非常高,會給回填造成難度。按照電力線路施工規程,必須先把凍土破碎,才可以回填。但實際施工時,普遍存在未破碎即回填,這樣即使打夯也不可能達到設計要求,日后氣溫回升,凍土逐漸解凍,非常松軟的回填土再經過雨水及農田灌溉水的作用,形成自然沉降,桿塔抗傾覆力下降,達不到設計要求,電力線路經過大風等極限水平荷載作用后,形成桿塔傾斜現象。
基坑定位
桿塔及拉線基坑定位不準確,在村莊中的配電線路中尤為普遍,據統計,該原因占桿塔傾斜總數的31%。究其原因主要有以下幾種。
基坑橫向移動
不少村莊房屋、道路未進行統一規劃改造,道路不直,電力線路順著道路走時,桿塔及拉線位置往往受到限制。在老百姓宅院附近設置電桿有一定難度,特別是帶拉線的電桿更是困難重重。老百姓的房屋參差不齊,再考慮安全距離,村莊里的配電線路設計確實有一定難度。設計時既要堅持原則,又要具有一定的靈活性,既要確保電力設施的安全可靠,又要盡量擴大耐張段,減少建設成本,需要精心優化。和這一要求相反的是,農村配電線路的勘察設計人員都是基層工作人員,工作經驗少,業務水平參差不齊,達不到線路的專業設計人員技術水平。配電線路改造及新建量大面廣,監理及項目管理人員不能及時到位,經常發生有關人員對設計規程理解不深,把關不嚴,把桿塔位置橫向移動一定數值,造成線路出現一定角度。這樣,在導線合應力的作用下,桿塔產生向內角側傾斜就在所難免了。
基坑定位不準確
缺少施工儀器、設備,施工人員技術素質差,造成桿塔基坑定位不準確。近年來,工程任務重,施工隊伍多,施工能力參差不齊,一些分包隊伍沒有衛星定位,沒有經緯儀、水準儀就開展工作,更有甚者,為了減少工程造價,一些低壓線路連花桿都不用,全憑肉眼感覺定位,誤差較大。常言道:“無知者無畏”,實際工作中確實存在個別分包商,唯利是圖,缺少基本業務素質,膽子太大,令業界人士發指的現象。
缺失定位樁
按照線路桿塔施工常識,每基直線桿基坑開挖前,應設3個樁,即1個中心樁和2個定位樁,每基耐張桿基坑開挖前應設5個樁,即1個中心樁和4個定位樁。但在施工現場,有的施工隊竟然偷工減料,只設1個中心樁,不設定位樁。這樣,立桿時就沒有了精確定位的參照物,只能憑感覺立桿,造成桿塔位置誤差大,該是一條直線的出現一定的角度。
拉線施工問題
拉線石基坑定位不準確,如頂頭拉線由于位置受限,為了方便施工,隨意挪動一定位置或者定位誤差較大,與對側導線不在一條直線上。拉線與電桿角度太小,拉線石太小,拉線坑回填高度不夠,電桿底盤缺失等原因使導線與拉線應力等在桿塔處不平衡,從而造成電桿傾斜。
轉角桿塔基坑位移錯誤

轉角桿塔由于外側橫擔比內側長,桿塔中心樁應向內角側移動內外角橫擔長度差的一半,導線才能在每一耐張段均為直線,即保證該轉角桿塔兩側第一基直線桿塔上不出現角度。但施工現場,往往由于相關人員業務素質低,沒有對轉角桿塔基坑進行正確移位,就會出現導線在兩個相鄰耐張段均不為直線,即該轉角桿塔兩側的第一基直線桿塔上出現1個小小的角度。天長日久,在導線合應力的作用下,轉角桿塔兩側的第一基直線桿塔將產生向內角側傾斜現象。
其他施工關鍵工序把關不嚴造成桿塔傾斜。眾所周知,電力線路工程施工現場比較苦,從事線路工程的人員一般學歷比較低,資歷比較淺。但是線路工程中畢竟還是有許多關鍵工序,如果處理不當,會造成很大遺憾,埋下安全隱患,特別像桿塔傾斜這種情況,對電網長期安全運行影響太大。
該預偏的桿塔基礎未預偏
轉角、終端桿塔立塔前基礎未進行預偏,造成導線架設后,在導線應力作用下,桿塔向內角(線路)側傾斜。理論上轉角、終端桿塔在導線合應力作用下,桿塔會產生向內角(線路)側方向的一定傾斜,這是不可避免的。為了校正這個傾斜,我們通常在轉角、終端桿塔立塔前,對其基礎進行干預,即平常所說的預偏。這2個傾斜相互抵消后,達到重心穩固。鐵塔基礎施工的最后一道工序是用經緯儀或者水準儀對基面進行找平,轉角塔基礎基準面內側應高于外側一定數值(具體工程應根據規定計算),如果內外側基礎基準面一樣高,立塔時在內側增加一定厚度的鍍鋅鋼板,也可以起到異曲同工的效果,此工序即為轉角、終端桿塔立塔的基礎預偏。施工人員經常忽略該關鍵工序,造成線路運行后,轉角、終端桿塔在導線的拉力下形成傾斜現象。
兩耐張段導線或者拉線應力不平衡
架線時耐張桿塔臨時拉線設置不當或者前后導線應力不平衡,造成線路投運后向導線應力大的一側傾斜。線路施工時,導線分段依次架設,只有相鄰兩段導線應力相等,耐張桿塔所受到的合力才為零,即我們所說的受力平衡,耐張桿塔才不會傾斜,如果相鄰2段導線應力不相等,耐張桿塔受到合應力的作用,將會發生一定程度傾斜。導線架設時,耐張桿塔未架設導線一側臨時拉線一定按照規定裝設,要能夠承受足夠拉力,否則,一段導線架設好后,耐張桿塔將會出現一定程度的傾斜,這時,即使后架設的一段導線應力與前一段相等,耐張桿塔也很難校正原來的傾斜。
拉線缺失
“T”接桿在分支導線對側未打拉線,電桿向“T”接的導線側傾斜。由于直線桿塔的水平荷載設計值較小,只是用來抗風荷載的,遠遠低于“T”接線纜的應力,即便檔距小,線纜放松架設也滿足不了要求。實際工程中,由于位置受限或者認識不足,“T”接時有不打拉線的情況,時間一長肯定造成電桿傾斜。這種情況可以采取垂直敷設電纜,打過路拉線或者加頂桿來解決。
基礎保護措施不當
在溝邊、坑邊、河邊、湖邊等的桿塔,回填土不足或者未作護坡,被水沖刷浸泡,桿塔或者拉線周圍起土,抗傾覆力矩達不到要求,造成桿塔傾斜。
工程設計中參數選取錯誤、計算錯誤、鐵塔質量問題等造成桿塔傾斜,主要有以下幾種情況。
設計參數選取不準確
設計時對土壤分類不準確,參數取值不正確;對氣候條件如最大風速等選取不準確;對地下最高水位選取不準確,均會影響計算結果,以至于桿塔設計抗傾覆安全系數不夠,在遇到極限荷載時造成桿塔傾斜。
基礎安全系數不足
耐張桿、終端桿垂直荷載比直線桿大的多,一般要配底盤,否則耐壓力不夠,電桿下沉,必然造成電桿傾斜。選用卡盤、底盤及埋深時均應該參考典型設計并應用具體工程的實際情況進行校驗,不得低于規程規定的安全系數。特別是當前線路絕緣化改造治理時,改造后的線徑變粗,風荷載變大,導線變重,垂直、水平荷載均變大,應對原線路桿塔的水平荷載及垂直荷載安全系數重新校核,如果滿足要求可以僅更換導線,否則應對桿塔一同進行改造。
桿塔質量問題
個別鋼管塔制造廠家為了牟取更大利益,制造時可能偷工減料,承載后繞度超過設計規范標準。對待該情況最有效的辦法就是在鋼管塔入庫時過磅,核定其實際質量與設計質量是否符合標準,如果超過規定范圍應要求退貨。電桿規格型號關系到其配筋及機械強度,選取時應校核水平荷載,如果設計或者制造出現問題,將造成電桿傾斜。
設計不符合現場實際
農村低壓配電線路的設計因為環境比較復雜,最能考驗設計人員的設計水平,然而,由于是農村低壓線路,往往被輕視。設計人員一定要到位,避開位置受限的地方,設計方案符合現場實際情況,才能有效防止施工人員現場隨意變更設計,移動桿塔位置。