高壓輸電線路工程插入式角鋼的安裝方法

郭小斌

(中國電建集團福建工程有限公司,福建 福州 350018)

1 插入式角鋼在輸電線路工程的運用

隨著電力項目規模的不斷擴大，很多電力基建單位由先前的單純施工模式轉變為常態化的EPC模式，對各個基建單位的要求也更加嚴格，如何做到節約成本，優化設計才是重中之重。輸電線路基礎插入式角鋼的使用符合優化設計的理念，在相同條件下，比地腳螺栓減少了混凝土使用和運輸，降低了造價，符合現行的深化設計要求。相比國內，輸電項目插入式角鋼在國外得到廣泛應用。

插入式角鋼的基礎施工主要根據角鋼的尺寸大小來劃分，一種是插入式角鋼的下端直接插入基礎底板，另一種是懸浮在基礎立柱內。各個國家的設計規范及理念不同，采用的方式也不同，由福建電建承接的巴西美麗山項目的基礎插入式角鋼連接型式屬于第二種方式，而印尼玻雅輸電項目的基礎插入式角鋼屬于第一種方式。兩種方式的施工原理大致相同，后者較前者角鋼的長度及重量寬度都較大(見圖1、圖2)，所以施工方法有所不同。

圖1 巴西輸電線路插入式角鋼

圖2 印尼輸電線路插入式角鋼

測量人員對基礎先進行復測分坑，基坑挖好符合要求后，根據圖紙角鋼的正面、側面根開、高差、坡度等參數，通過計算再利用儀器進行放樣，確定角鋼頂部、底部的空間位置后進行固定。在此過程中，對角鋼的坡度、根開、扭轉等進行控制。基礎澆筑完成后，角鋼、立柱和鐵塔塔身的傾斜率三者能夠保持一致，從而使鐵塔受到的外力轉化成下壓力和上拔力，使基礎受到的橫向外力達到最小。

2 插入式角鋼安裝方法

角鋼安裝使用的控制方法主要根據角鋼放置的空間位置來決定，即落地和離地。離地主要根據角鋼底部到基坑墊層之間的距離來決定，可分為距底面距離小于0.3m、距底面距離超過0.3m兩種情況。而距底面距離小于0.3m，通常情況下，用圓鋼加工成三腳架放置底部來支撐，以接假腿的形式來完成固定安裝。本文主要闡述巴西和印尼插入角鋼落地以及距底面距離大于0.3m的兩種方法。

2.1 巴西美麗山項目懸浮式插入角鋼安裝

2.1.1 定位支撐模具準備

在巴西輸電項目中，插入角鋼均懸浮于立柱內，且角鋼距底面基坑距離均大于0.3m。在通常情況下可繼續使用接假腿的方式，但是也會存在一定的風險性，采用三角架接假腿的支撐方式，三角架較高會造成支撐不穩，無法起到安裝固定的作用，并且三腳架制作的材料增多，費用相對增加，從經濟安全上分析已不適合。根據當地基礎設計特點，加工新型懸浮定位支撐模具比三腳架更適用。

定位模具采用可調螺栓與槽鋼三角形固定，定位模具邊長約2m(可根據基礎立柱斷面進行調整長度)，三角處采用可調底座螺栓，便于調整角鋼水平高低，模具中心安裝一塊0.4m長的可活動角鋼(角肢寬度大于插入角鋼，螺孔采用可調)，通過固定螺栓與插入式角鋼緊固連接，在模具邊中心固定一個可調式頂桿，用于調整插入角鋼的傾斜度。支撐模具需要的材料成本較低廉，制作較簡單(見圖3、圖4)。

圖3 支撐模具示意圖

圖4 現場應用示意圖

2.1.2 插入式角鋼的控制調整

插入式角鋼基礎施工的關鍵工序在于控制和檢查角鋼正面、側面根開的傾斜率，需要在施工過程中利用儀器配合不斷地檢查計算其傾斜率，通過對角鋼進行一定的微調來保證其數據準確性。定位模具主要通過可調頂桿來調節插入式角鋼固定夾板，配合重錘線和儀器的測量，可以實現對角鋼正面、側面傾斜率的控制。角鋼幾何尺寸校正后，在可調螺栓底座進行錨釘固定，插入角鋼根部可采用鐵線固定，以防混凝土澆筑過程角鋼晃動、跑動。在角鋼定位過程中穩定性較好，操作簡單，便于現場操作，角鋼定位操作時間比以往懸浮方法的快，角鋼定位幾何尺寸精度準確，滿足線路規程施工需要。

2.2 印尼玻雅項目直埋式插入角鋼安裝

在巴西通過現場實踐，定位模具插入角鋼重量在200kg以內，可以依靠定位模具達到自身穩定的效果，而印尼玻雅項目建設中，角鋼直接插入基礎底板，長度較長，重量較重，造成模具不穩定，角鋼的尺寸校核存在一定的影響。因此，定位模具已不適用，可采用其他的安裝方法。

2.2.1 材料準備

在施工現場預制150mm×150mm×100mm混凝土墊塊，澆筑墊塊時準備φ16mm×160mm螺栓垂直埋于墊塊中，絲口露在外側(見圖5)。選取與角鋼底部配合的鋼板，可選正方形塊(三角塊亦可)，尺寸100mm×100mm×10mm或150mm×150mm×10mm均可，根據主角鋼的大小制作。在小角鋼塊鉆出與φ16mm螺栓匹配的螺孔一個，由測量人員統一固定一個位置，以方便后續的角鋼根開測量。小角鋼塊焊接于角鋼底部，其底平面與主角鋼棱部平面在同一個水平面上(見圖6)。

圖5 混凝土墊塊示意

圖6 角鋼底部與鋼板焊接

2.2.2 插入式角鋼的控制調整

在基礎底板的墊層完成后，用儀器測出基礎底面的中心位置。先將混凝土墊快放在坑底已經確定的位置上(角鋼較重，固定比較難，因此墊塊中心孔位置必須準確無誤，避免返工的出現)。可利用吊車或者勾機懸放角鋼，并將角鋼底部的小角鋼塊與墊塊螺栓連接固定(見圖7)。

圖7 角鋼底部混凝土墊塊固定情況

當角鋼安裝完成后，結合儀器和調節工具對角鋼先進行粗找正。并選擇兩根約φ30mm的鋼管，長度根據現場實際基坑的大小適當增長，在其鋼管頭尾兩邊各焊接一個絲桿，使之分別安裝調整固定。利用角鋼自有的螺栓孔，將鋼管上端的絲桿與之相連，兩根鋼管連接角鋼兩側的位置要相同，便于調整。下端在地面錨定(見圖8)。安裝調整桿后配合儀器進行二次找正，使主角鋼基本達到設計要求的位置。之后再利用調整桿上的花蘭螺絲進行雙向微調進行最終找正，使主角鋼位置滿足設計要求。

圖8 角鋼上部調整桿固定示意

2.3 數據檢查方法

2.3.1 角鋼坡度的檢查

插入式角鋼基礎的主要技術指標之一是角鋼坡度是否符合設計要求，不僅影響到基礎受力的合理性，也影響到角鋼與鐵塔接腿之間接頭部分的嚴密性。角鋼坡度的計算通常為垂直1m高的角鋼在水平方向位移值與垂直高度的比值。現場多采用以垂球吊中、取單位長度值1m，直接用直尺量取。在現場使用方便、簡單、有效可直接檢查角鋼的正面、側面坡度及對角方向坡度。

2.3.2 角鋼扭轉檢查

角鋼在根開、傾斜率找正后，采用儀器控制檢查其對角線與線路方向對應腿的45°線是否重合，如果不重合，說明角鋼處于扭轉狀態，需進行矯正。

3 插入式角鋼安裝過程控制

①插入式角鋼在加工制造過程中會因下料長短不齊而產生誤差，在施工過程中需檢查角鋼的長度，做好驗評記錄，以便在施工校核時及時處理，減少和消除由此產生的誤差。但這種誤差一般較小，一般在3～6mm之間，雖然誤差很小，但還是會對角鋼高差控制存在一定影響。

②在基礎底板部分澆筑完成后，需對角鋼的位置及高程和角鋼的傾斜率進行復查，確認無誤后才能進行立柱澆筑。

③澆筑過程中，為了防止混凝土對角鋼的沖擊造成的小量的移位，需多次檢查基礎頂面根開、角鋼的棱到棱半根開、高差、傾角等數據，如有誤差及時調整。

④混凝土澆筑至基礎頂面后，應再次校核角鋼位置及高程。

4 結束語

插入式角鋼基礎施工雖然較以往的地腳螺栓式的基礎施工更加復雜，但通過不斷實踐，施工技術也更加成熟。文中所述角鋼的安裝方法應根據現場實際情況來確認，不同的技術方法在安裝過程中控制的重心也不同，需注重細節，防止返工。同時，本文提出的相關安裝方法可運用于所有輸電線路插入式角鋼的施工，供電力施工人員參考。