淺析電力工程輸電線路施工技術(shù)

陳松濤

江蘇省電力公司鎮(zhèn)江供電公司，江蘇鎮(zhèn)江 212000

淺析電力工程輸電線路施工技術(shù)

陳松濤

江蘇省電力公司鎮(zhèn)江供電公司，江蘇鎮(zhèn)江 212000

輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組部分，擔(dān)負著輸送和分配電能的任務(wù)并聯(lián)絡(luò)各發(fā)電廠、變電站使之有效運行。本文通過對輸電線路工程施工多年的實踐經(jīng)驗，闡述了輸電線路工程施工中一些技術(shù)問題及相關(guān)處理措施。

電力工程；輸電線路；施工技術(shù)

1 關(guān)于基礎(chǔ)工程

高壓輸電線路的基礎(chǔ)即桿塔埋入地下的部分，基礎(chǔ)的作用是保證桿塔在運行中不發(fā)生下沉或受到外力的作用時，不發(fā)生傾倒或變形。基礎(chǔ)施工質(zhì)量的好壞，對高壓輸電線路的安全運行關(guān)系極大。因此，保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量非常重要，在現(xiàn)場施工的工作中，以必要的技術(shù)手段加以控制，用保證施工圖設(shè)計所要求達到的質(zhì)量來要求。

1.1 巖石嵌固基礎(chǔ)

該基礎(chǔ)型式適用于覆蓋層較淺或無覆蓋層的強風(fēng)化巖石地基，其特點是底板不配筋，基坑全部掏挖。上拔穩(wěn)定，具有較強的抗拔承載能力。需要時，可將主柱的坡度設(shè)置與塔腿主材坡度相同，以減小偏心彎矩，還可省去地腳螺栓。由于該基型充分利用了巖石本身的抗剪強度，混凝土和鋼筋的用量都較小，同時減少了基坑土石方量，澆制混凝土不需要模板，施工費用較低。

1.2 巖石錨桿基礎(chǔ)

該基型適用于中等風(fēng)化以上的整體性好的硬質(zhì)巖。該基礎(chǔ)型式是在巖石中直接鉆孔、插入錨桿，然后灌漿，使錨桿與巖石緊密粘結(jié)，充分利用了巖石的強度，從而大大降低了基礎(chǔ)混凝土和鋼材量。但巖石錨桿基礎(chǔ)需逐基鑒定巖石的完整性。

1.3 掏挖基礎(chǔ)

該基型分全掏挖和半掏挖兩種，適用無地下水的硬塑粘性土地基。在基坑施工可成型的情況下，開挖基坑時不擾動原狀土，避免大開挖后再填土?；A(chǔ)承受上拔荷載時，原狀土的內(nèi)摩擦角和凝聚力得以充分發(fā)揮作用。這種基礎(chǔ)型式也顯示了較高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，根據(jù)以往工程的統(tǒng)計，由于各線路地質(zhì)條件的不同等原因，采用全掏挖基礎(chǔ)比用階梯型基礎(chǔ)節(jié)約鋼材和混凝土分別為3%～7%和8%～20%。掏挖基礎(chǔ)有直柱式和斜插式兩種型式。斜插式掏挖基礎(chǔ)將主柱的坡度設(shè)置與塔腿主材坡度相同，減小了基礎(chǔ)水平力產(chǎn)生的偏心彎矩，還可省去地腳螺栓。

1.4 階梯型基礎(chǔ)

該基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的基礎(chǔ)型式，適用各類地質(zhì)、各種塔型，其特點是大開挖，采用模板澆制，成型后再回填土，利用土體與混凝土重量抗拔，基礎(chǔ)底板剛性抗壓，不配鋼筋。由于階梯型基礎(chǔ)混凝土量較大，埋置較深，易塌方及有流砂地區(qū)難以達到設(shè)計深度，因此在此類地區(qū)應(yīng)盡量少用。

1.5 大板基礎(chǔ)

大板基礎(chǔ)的主要設(shè)計特點是：底板大、埋深淺、底板較薄，底板雙向配筋承擔(dān)由鐵塔上拔、下壓和水平力引起的彎矩和剪力，主柱計算與階梯基礎(chǔ)相同。與階梯基礎(chǔ)相比，埋深淺，易開挖成形，混凝土量能適當(dāng)降低，但鋼筋量增加較多。與灌注樁相比，在軟弱地基中應(yīng)用較為廣泛。它施工方便，特別是對于軟、流塑粘性土、粉土及粉細砂等基坑不易成型的塔位。設(shè)計時，對底板的高厚比應(yīng)進行一定的控制（懸臂長度：底板厚<3：1）不足時可在主柱下增加臺階，以減少板的懸臂長度和底板厚度，為了減小混凝土量，主柱中心與底板中心設(shè)置偏心，抵消水平彎矩，達到減小底板及配筋的效果。大板基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)控制沉降及不均勻沉降，對轉(zhuǎn)角塔及負荷較大的直線塔進行地基沉降變形驗算，施工時應(yīng)盡量少擾動地基土，清除開挖的全部浮土并做好墊層，必要時使用塊石灌漿。

1.6 斜插板式基礎(chǔ)

該基礎(chǔ)的主要特點是基礎(chǔ)主柱坡度與塔腿主材坡度一致，塔腿主材角鋼直接插入基礎(chǔ)混凝土中，使基礎(chǔ)水平力對基礎(chǔ)底板的影響降至最低。在正常條件下，基礎(chǔ)土體上拔穩(wěn)定、下壓穩(wěn)定和基礎(chǔ)強度計算可忽略水平力的影響。與大板基礎(chǔ)相比，由于偏心彎矩大大減小，下壓穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)底板尺寸可相應(yīng)減小，從而降低了混凝土量和底板配筋量。由于省去了塔座板和地腳螺栓，其鋼材的綜合指標(biāo)降低了25%左右。

1.7 灌注樁基礎(chǔ)

對于地質(zhì)條件為流塑、地基持力層較深且基礎(chǔ)作用力較大的耐張塔或直線塔，使用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是設(shè)計中廣泛采用的一種方法。它主要樁周與土的摩擦力和樁端承載力承擔(dān)基礎(chǔ)上拔力和下壓力，施工方便，安全可靠。缺點是施工費用較高。

1.8 聯(lián)合基礎(chǔ)

聯(lián)合基礎(chǔ)主要適用于基礎(chǔ)根開較小且基坑難以開挖、板式基礎(chǔ)上拔土體重疊的軟弱土塔位，其設(shè)計特點是埋深較淺，4個基礎(chǔ)整體澆制，基礎(chǔ)底板上面的縱、橫向加勁混凝土梁承擔(dān)由基礎(chǔ)上拔力、下壓力和水平力引起的彎矩，底板與縱、橫向加勁肋配筋，整體性好。缺點是基礎(chǔ)材料用量較大，施工較為煩瑣，設(shè)計不易成系列。

1.9 復(fù)合式沉井基礎(chǔ)

復(fù)合式沉井基礎(chǔ)是針對地下水位較高的軟土地基，尤其是容易產(chǎn)生“流砂”現(xiàn)象的軟土地基的一種新型的基礎(chǔ)型式。復(fù)合式沉井基礎(chǔ)是由上、下兩部分組成：上部分是方型臺階基礎(chǔ)，下部是環(huán)形鋼筋混凝土沉井，沉井頂端露出鋼筋埋入臺階基礎(chǔ)連成整體?；A(chǔ)的埋深在4m左右，沉并簡直徑為2.5m左右，從基礎(chǔ)深寬比來看（一般為1.5左右），仍屬于淺基礎(chǔ)?；炷梁推胀ㄤ摻罨炷翝仓苹A(chǔ)，是高壓輸電線路上常用的基礎(chǔ)，宜于用線路附近具有砂、石、水源充足的地段。其中轉(zhuǎn)角塔，由于上拔力較大，故宜選用混凝土基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)體積大、重量大、抗上拔力大，比較穩(wěn)固，有時為了節(jié)省混凝土用量可采用鋼筋混凝基礎(chǔ)。

巖石的類型I類，即未經(jīng)風(fēng)化或輕微風(fēng)化的巖石，輕風(fēng)化的巖石僅有輕微風(fēng)化裂縫，色澤較未風(fēng)化者呈暗淡，沒有發(fā)生明顯的物理和化學(xué)變化，成整體埋藏于覆蓋層中，用錘難以劈開，用鋼釬打孔時，有回彈現(xiàn)象，且其聲音響亮而無雜音，掏出孔中碎末呈粉狀。此類巖石有花崗巖，堅實的斑巖、安山巖、玄武巖、膠結(jié)密實的砂巖，堅密的石灰?guī)r、大理巖。Ⅱ類，輕風(fēng)化巖石。Ⅲ類，中等風(fēng)化巖石。Ⅳ類，輕重風(fēng)化巖石。

巖石基礎(chǔ)的開挖，不論采用何種方法，均應(yīng)保證巖石結(jié)構(gòu)的整體性不受破壞。鉆孔內(nèi)的石粉、浮土及孔壁松散的活塞，應(yīng)清理干凈。錨筋安裝尺寸位置應(yīng)反復(fù)核對，正確無誤且加臨時固定后澆灌，砂漿要壓標(biāo)號分層澆撐密實，并按現(xiàn)場澆制混凝土的要求養(yǎng)護。

基坑的排水，可分為明排水法和暗排水法。明排水法是在基坑開挖過程中，在坑底設(shè)置集水井，由人力、手壓水泵或機動水泵將水排至坑外。涌水量接近或大于10m3Ah，應(yīng)用機動水泵，其排水量一般應(yīng)為基坑涌水量的1.5～2倍。明排水基坑的開挖，過去常用擋土板法，現(xiàn)在采用鐵沉箱法，混凝土護筒法及混凝土沉井法。暗排水法常用井點排水法，即在基坑的周圍埋設(shè)深于坑底的井點濾水管或管井，以總管連接抽水，使地下水位降低。選擇輕型井點水噴射泵，適于一般的線路基礎(chǔ)施工用。不管采用何種方法都是使基坑水位下降或基坑無水。而現(xiàn)實的高壓輸電線路和基礎(chǔ)施工，此類型的情況只能是基坑基本無水，基坑面由于仍有少量滲透水，從而使基礎(chǔ)底面與基坑連接部分，混凝土與泥水共存，導(dǎo)致這部分混凝土的抗壓強度降低，影響整個基礎(chǔ)的抗壓強度。解決這一問題簡單而有效的方法是，基坑底面均勻布置一層大小基本相同的片石，使片面與泥土面接觸，而新澆混凝土又與片石咬合，保證新澆混凝土無泥水混合物介入，從而保證混凝土的抗壓強度與基礎(chǔ)上部的統(tǒng)一，達到設(shè)計強度要求。某220kV變電站220kV出線工程，A線l7號、2l號基礎(chǔ)上拔腿均采用此法處理。A線為單回路，架空地線為GJ-50，架空導(dǎo)線為LGJ-300/25，A線帶電運行至今8年，l7號、2l號基礎(chǔ)均無發(fā)生下崩或變形，從實踐來看采用此法處理有滲水基坑的混凝土抗壓強度是有效的。

桿塔基礎(chǔ)坑回填土夯實程度，按桿塔基礎(chǔ)型式的不同而不同。預(yù)制鐵塔基礎(chǔ)，拉線預(yù)制基礎(chǔ)，鐵塔金屬基礎(chǔ)和不帶拉線的電桿基礎(chǔ)，因本身輕而體積又小，是土壤承擔(dān)大部分上拔力，因此這些基礎(chǔ)的回填必須夯實，其夯實程度應(yīng)達到原狀土密度的80%以上?，F(xiàn)場澆制的鐵塔基礎(chǔ)和拉線基礎(chǔ)，體積大重量大，很大部分上拔力由基礎(chǔ)白重承擔(dān)，而土壤僅承擔(dān)較少的抵抗力，所以，土壤的夯實要求達到原狀土密實度的70%以上。對于重力或基礎(chǔ)及帶拉線的電桿基礎(chǔ)，基礎(chǔ)回填土可不夯實，但應(yīng)分層填實，其原因是基礎(chǔ)的抵抗力基本由基礎(chǔ)本身承擔(dān)。

2 關(guān)于桿塔工程

高壓輸電線路桿塔按受力特點可分為直線和耐張型。桿塔選擇是否適當(dāng)，對于送電線路建設(shè)速度和經(jīng)濟性，供電可靠性以及維修的方便性等影響都很大，合理選擇桿塔型式、結(jié)構(gòu)，是桿塔(設(shè)計)工程重要的一環(huán)。

平地、丘陵及便于運輸和施工的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先采用鋼筋混凝土桿和預(yù)應(yīng)力混凝土桿。應(yīng)積極推廣預(yù)應(yīng)力混凝土桿，逐步代替普通鋼筋混凝土桿。考慮運輸和施工的實際困難，出線走廊受限制的地區(qū)、大跨越或重直檔距大時，可采用鐵塔。

對于電桿還要加上埋入地下深度。桿塔組立是高壓輸電線路施工中一個重要的環(huán)節(jié)，目前我國在110kV輸電線路桿塔組立方式，主要有整體組立，分解組立。鋼筋混凝土桿的特點是單件重量大，桿身之間多用焊接，且又是平面結(jié)構(gòu)，沿線路方向穩(wěn)定性差，因此鋼筋混凝土桿的組立大部分在地面組裝好，然后利用抱桿整體拉起即整體組立。

在輸電線路中廣泛采用環(huán)形截面的鋼筋混凝土構(gòu)件。這類構(gòu)件分普通和預(yù)應(yīng)力兩種。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件澆注前，將鋼筋施行張拉，待混凝土凝固后撒出張力，這時鋼筋回縮而混凝土必須阻止其回縮，因而混凝土受一個預(yù)應(yīng)壓力。當(dāng)構(gòu)件承擔(dān)而受拉時，這種預(yù)壓力可部分或全部抵消受拉時應(yīng)力而不致產(chǎn)生裂縫。裂縫的危害在于使鋼筋表面與潮濕空氣中的氧接觸，發(fā)生銹蝕，影響電桿壽命。

3 關(guān)于架線工程

高壓輸電線路工程其架線施工包括架線前的準(zhǔn)備工作、放線導(dǎo)地線連接、弛度觀測、緊線及附件安裝。架線施工，從展放方法來講，分為拖地展放、張力展放。拖地展放線盤處不需制動，線拖在地面行進的方法，此法不用專用設(shè)備，比較簡單，但導(dǎo)線的磨損較為嚴重，勞動效率低，放線需大量的人工，在放線質(zhì)量難保證。張力放線，即使用牽張機械使導(dǎo)地線始終保持一定的張力，保持對交叉物始終有一定安全距離的展放方法。它能保證導(dǎo)地線展放質(zhì)量，效率較高，但機械笨重和費用昂貴。張力放線導(dǎo)線等均不落地，因而有效地防止了線材磨損，提高了施工質(zhì)量。

對放線滑車輪徑的選擇，滑車的輪徑偏大些好，這樣磨損系數(shù)小，導(dǎo)線在該處所受的彎曲應(yīng)力也較小，但過大又增加重量，一般以不小于10倍導(dǎo)線的直徑為佳。輪槽的槽徑與導(dǎo)線直徑應(yīng)匹配，小導(dǎo)線影響不大，對于大導(dǎo)線或大壓檔處，應(yīng)特別強調(diào)要做到這一點，否則導(dǎo)線會被擠傷或壓偏，對LGJ-240以上大導(dǎo)線或壓接管過滑車處，用小輪徑滑輪不能滿足要求時，可用雙輪放線滑車，將滑車包絡(luò)角減小一半。

放線過程中，要仔細檢查導(dǎo)線，不得有金鉤、磨損、斷股情況。如單股損傷不超過直徑的一半，鋼心鋁線和其它導(dǎo)線不超過導(dǎo)電部分的5%，可將棱角、毛刺修光處理。在一個補修金具的有效長度內(nèi)，當(dāng)鋼心鋁線出現(xiàn)鋼心斷股或鋁部分損傷面積超過25%，單金屬絞線損傷面積超過25%，連續(xù)損傷雖在允許修補范圍之內(nèi)，而損傷長度已超過一個補金具所能補修的長度，或金鉤、破股已使鋼心或內(nèi)層線股形成無法修復(fù)的永久變形者，都須切斷重接。導(dǎo)線在連接前應(yīng)檢查兩端線頭的扭絞方向、規(guī)格是否相同，不同方向扭絞、不同規(guī)格的線，禁止在檔中連接，連接按操作工藝進行。

輸電線路緊線工作需在基礎(chǔ)混凝土強度達到設(shè)計值的100%，桿塔結(jié)構(gòu)組裝完整，螺栓已緊固的情況下進行，在耐張塔受張力方向的反側(cè)，必須打好臨時拉線，以防止桿塔受力過大或塔身變形、橫擔(dān)產(chǎn)生位移，影響弛度觀測。臨時拉線與地面夾角一般不宜大于45°，其所能平的張力值，應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。

在安裝曲線的計算過程中，其應(yīng)力是通過狀態(tài)求取的，而狀態(tài)中只考慮了彈性變形，實際上金屬絞線并非完全彈性體，在張力作用下產(chǎn)生彈性伸長外，還將產(chǎn)生塑性伸長和蠕變伸長，這兩部分伸長是永久性變形，統(tǒng)稱為塑蠕伸長，工程稱之為初伸長。補償初伸長最常用的方法就是在安裝緊線時適當(dāng)減小弧垂，則待初伸長伸展出來后，弧垂增大而恰達到設(shè)計弧垂。輸電線路一般采用恒定降溫法進行初伸長補償。采用減小弧垂法或恒定降溫法進行初伸長補償，其實質(zhì)都是安裝緊線的弧垂。

在施工緊線過程中，導(dǎo)線在懸垂線夾處用滑車懸掛進行弧垂觀測時，各檔觀測弧垂都是按滑車處無摩擦力計算的。架線安裝完畢后經(jīng)常出現(xiàn)檔間或線間弧垂不一致，以及懸垂絕緣子串偏離中垂位置的現(xiàn)象。當(dāng)這種偏差超過施工驗收過程中允許值時，就需對導(dǎo)線弧垂進行調(diào)整，導(dǎo)線、避雷線的弧垂誤差應(yīng)不大于+5～2.5%，但正誤差最大不大于500mm。

4 輸電線路檢修施工

高壓輸電線路根據(jù)巡視、檢測、試驗所發(fā)現(xiàn)的問題，進行旨在消除缺陷、提高設(shè)備完好水平，預(yù)防事故，保證線路安全運行而開展的工作，即檢修施工。

由于自然災(zāi)害，如地震、洪水、冰雹、暴風(fēng)等外力破壞。如采石放炮崩斷導(dǎo)線、偷盜線路器材造成送電線路倒塔、斷線金具或絕緣子脫落等停電事故，需要盡快進行檢修施工。事故搶修施工，由于時間緊迫，來不及設(shè)計的，也應(yīng)在搶修施工完成后，補有關(guān)變動的工程圖紙，交運行部門技術(shù)管理存檔。對于在停電的輸電線路上工作，除了遵照一般線路施工應(yīng)遵守的安全措施外，由于線路已直接與變電站的開關(guān)相連，線路隨時有來電的可能。輸電線路停電檢修施工，必須使用第一種工作票，嚴格執(zhí)行有關(guān)送電線路停電工作的規(guī)定。線路停電操作由地區(qū)調(diào)度值班員通知有關(guān)變電站執(zhí)行。檢修施工人員在施工開始之前先與調(diào)度聯(lián)系，取得作業(yè)許可。然后在待檢查施工線路上進行驗電，經(jīng)驗明線路上確無電壓，即可在線路施工點兩端各掛一組短路接地線。輸電線路短接地線必須符合：接地必須使用軟銅線，截面不小于25mm2，以保證在短路電流短路時不至燒斷，接地線的接地端用金屬棒做臨時接地，直徑應(yīng)不小于10mm2，打入地中深率不小于0.6mm。利用鐵塔或混凝土桿塔橫擔(dān)接地時，允許各相分別接地，但必須保證鐵塔與接地線連接部分接觸良好。

輸電線路檢修施工工作結(jié)束后，必須查明所有參加線路檢修施工的工作人員及材料工具等確認已全部從桿塔、導(dǎo)線及絕緣子上撤下，然后才能拆除接地線，拆除接地線后，即認為線路已有電，檢修施工人員不得再登上桿塔在導(dǎo)線安全距離范圍內(nèi)做任何工作。在清點接地線組數(shù)無誤并按有關(guān)規(guī)定交接后，即可向調(diào)度匯報，聯(lián)系恢復(fù)送電，完成輸電線路檢修施工任務(wù)。

[1]李慶林.架空送電線路施工手冊[M].北京：中國電力出版社.

[2]李立新.初述高壓輸電線路主角鋼插入式基礎(chǔ)施工方法[J].內(nèi)蒙古石油化工，2005.

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