標準組合式外電防護架施工技術研究

章旭波

寧波市建設集團股份有限公司 浙江 寧波 315000

近年來，伴隨著我國城市化建設面積和城市常住人口的不斷增加，新建住宅工程不斷涌現(xiàn)，特別是老城區(qū)改造項目，新建住宅工程位于擁擠的老城區(qū)，施工場地狹小，作業(yè)面距離原有城市電網安全距離滿足不了JGJ 46—2005《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》要求的問題尤為突出，不僅給臨近變電設施、城市電網帶來了安全隱患，還給現(xiàn)場施工帶來了一定的危險性。高壓輸電線和高壓配電裝置周圍存在著強大的電場，處在此電場內的導體會因靜電感應作用而出現(xiàn)感應電壓，當人們觸及這些帶有感應電壓的物體時，就會有感應電流通過人體流向大地而使人受到電傷害。研究表明，人體對高壓電場下的靜電感應電流的反應更加靈敏，0.1～0.2 mA的感應電流通過人體時，即使未觸及被感應物體，人也會有明顯的針刺感。根據(jù)JGJ 46—2005《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》4.1.6條規(guī)定，當達不到該規(guī)范4.1.2和4.1.4條中的規(guī)定時，必須采取絕緣隔離防護措施，并應懸掛醒目的警告標志。施工現(xiàn)場一般采取鋼管毛竹架作為防護架，但這種防護架操作復雜、連接節(jié)點薄弱、穩(wěn)定性較差，且周轉率低、成本高。在原建設部編寫的《建設施工安全檢查標準實施指南》中有以下闡述：“在施工現(xiàn)場一般采取搭設防護架，其材料應使用木質等絕緣材料，當使用鋼管等金屬材料時，應做良好的接地?！痹摋l文為采用“金屬架體＋絕緣材料＋接地”的防護架體提供了可能，我公司發(fā)明標準組合式外電防護架，在保證安全施工的前提下取得了良好的經濟效益。本文以浙江省余姚市某項目為例，闡述該標準組合式外電防護架的設計和構造特點，并簡單描述了施工方法[1-11]。

1 工程概況

背景項目位于余姚市鳳山街道，陽明東路北側、中山北路西側、憲卿第路南側、三官堂河東側。項目包括地塊一、地塊二和地塊三，總用地面積86 035 m2，總建筑面積220 976.42 m2，地下建筑面積總計74 222.89 m2，地上總計容建筑面積146 753.53 m2。

場地南側的圍墻外，陽明東路北側存在沿路邊從東向西布置的高壓輸電線，相關部門提供的資料顯示，該線路為10 kV的高壓線。依據(jù)JGJ 46—2005《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》表4.1.2中建筑物工程（含腳手架）的周邊與架空線路的邊線之間的最小安全操作距離為6 m，表4.1.4中起重機與架空線路邊線的最小安全距離沿垂方向為3 m、水平方向為2 m的規(guī)定，建筑物南側的高壓線在施工的塔吊工作半徑范圍內，安裝塔吊時必須將塔吊高出高壓線6 m以上，對塔吊行走小車安裝限位裝置進行限位控制，使塔臂和吊裝物品與高壓線外皮的水平距離不小于2 m，垂直距離不小于3 m；此外，還需對該高壓線進行安全防護。高壓線距離地面約12 m，距離建筑物南側最近18 m，在塔吊工作半徑范圍內，影響施工區(qū)域的高壓線長度約700 m。

2 方案比選

常規(guī)外電線路防護措施做法為：在高壓線下方搭設普通鋼管扣件式滿堂腳手架，鄰近高壓線時，在高壓線兩側變?yōu)殡p排腳手架，架體采用毛竹搭設，并用絕緣板封閉。操作人員在安全距離之內操作時，一般需要與供電部門協(xié)商，要求暫停高壓線供電。

根據(jù)常規(guī)外電防護架的不足，同時考慮現(xiàn)場實際情況，通過調查研究，并多方論證，最后采用“施工升降機導軌架標準節(jié)＋纜風繩＋絕緣繩＋接地”的方式進行外電防護。該方案具有以下優(yōu)點：

1）施工升降機導軌架標準節(jié)自身剛度大，節(jié)點連接可靠，并且通過設置纜風繩滿足穩(wěn)定性要求。

2）施工升降機導軌架無需像普通鋼管架一樣進行滿堂搭設，只需間隔一定距離設置1個即可，安拆簡便，施工效率高且省材料。

3）本方案采用的施工升降機導軌架標準節(jié)為更新?lián)Q代施工機械而廢棄的材料，但其規(guī)格標準化，可根據(jù)搭設高度隨意組合，又可重復使用，即可減輕材料倉儲壓力，又可節(jié)約其他材料，具有良好的社會效益及經濟效益。

4）絕緣繩＋接地的雙重防護措施有效保證了該防護架體的安全性。

為了驗證該防護架體的強度和穩(wěn)定性，根據(jù)搭設參數(shù)建立三維模型，并使用Ansys軟件對其進行有限元分析。經計算，該防護架體的強度以及穩(wěn)定性均能滿足規(guī)范要求（圖1）。

圖1 架體有限元分析

3 工藝原理

在距離高壓線電線桿3 m以外位置挖設施工升降機導軌架標準節(jié)基坑，埋設800 mm×800 mm的施工升降機導軌架標準節(jié)，澆筑C25基礎混凝土，標準節(jié)直接埋入基礎內的深度至少為500 mm，待基礎混凝土達到標準強度75%后可進行上部標準節(jié)螺栓連接，標準節(jié)數(shù)量以高出電線桿高度3 m為準。標準節(jié)立柱沿高壓線方向每20 m設置1道，在標準節(jié)沿高壓線垂直方向兩側各設置2道14#鋼絲繩作為纜風繩，架體從上往下設置4道絕緣繩，每1 m設置1道，并在每個標準節(jié)架體底部設置接地。

4 施工工藝技術

4.1 主要技術參數(shù)

1）標準組合式外電防護架搭設高度約15 m。

2）防護架主體采用報廢的施工升降機導軌架標準節(jié)，規(guī)格為800 mm×800 mm×1 508 mm，基礎預埋螺桿采用M24螺桿。

3）纜風繩采用14#鋼絲繩，纜風繩拉鉤采用φ20 mm圓鋼制作而成。

4）絕緣措施采用φ12 mm的絕緣繩。

5）接地采用40 mm×3 mm角鐵作為接地樁與防護架體進行連接，連接材料為40 mm×4 mm鍍鋅扁鐵。

4.2 施工工藝流程

確定防護架立柱位置→挖防護架立柱基礎及纜風繩拉鉤基礎→預埋螺桿及基礎澆混凝土→安裝標準節(jié)→設置纜風繩→安裝接地→掛絕緣繩→安裝警示標志

4.3 施工工藝操作要點

4.3.1 施工準備

1）現(xiàn)場及技術準備。施工前應清除施工現(xiàn)場的障礙物，夯實搭設防護架范圍內的回填土。根據(jù)土質情況決定施工升降機導軌架標準節(jié)基礎埋置深度。根據(jù)高壓線位置和高度，確定防護架標準節(jié)立柱的位置和高度，防護架搭設前對作業(yè)人員做好崗前培訓和技術交底，詳細交代各個部位構造做法、細部構造、技術要求、安全措施、質量要求和檢驗方法等。

2）材料和施工機具準備。選用有出廠合格證和有性能檢測報告并符合國家產品標準和設計要求的材料。材料進場后，必須按規(guī)定進行抽樣復檢批量取樣，材料復檢合格后方可使用?，F(xiàn)場應準備足量的螺栓和螺帽。

3）人工準備。外電防護架工程應由經驗豐富的機修工班組進行施工，并且持證上崗，同時配備相應的電焊工。

4.3.2 基礎預埋施工

根據(jù)高壓線走向確定防護架標準節(jié)立柱基礎位置，選用PC60小型反鏟挖機挖設1 200 mm×1 200 mm×800 mm的基坑，每20 m設置1個，然后在基坑內設置構造鋼筋用于固定預埋螺栓，同時配合定位架（圖2），準確定位預埋螺栓的位置以及標高，為后續(xù)精準安裝標準節(jié)立柱提供技術保證。在標準節(jié)立柱基礎中心，設置1根長3 m的40 mm×3 mm角鐵，高出基礎面約30 cm，作為標準節(jié)立柱的接地樁。

圖2 架體立柱基礎示意

在立柱基礎四周，根據(jù)纜風繩設置位置挖設纜風繩拉鉤基礎，基礎開挖尺寸為800 mm×800 mm×500 mm，坑內埋設拉鉤，如圖3所示。

圖3 拉鉤基礎示意

4.3.3 標準節(jié)立柱安裝施工

待立柱基礎混凝土強度達到75%后，開始吊裝標準節(jié)。每根標準節(jié)長800 mm、寬800 mm、高1 508 mm，質量為208 kg，如圖4所示。每根立柱共需安裝10節(jié)標準節(jié)（約15 m高），根據(jù)基礎位置每20 m設置1道標準節(jié)立柱。

圖4 標準節(jié)大樣

立柱吊裝現(xiàn)場采用25 t汽車吊進行施工（圖5），標準節(jié)之間采用M24螺栓連接，每個連接螺栓必須配用鎖緊螺母，并按預緊力矩350 N·m擰緊。加裝標準節(jié)立柱時，必須確保各標準節(jié)立柱管對接處的錯位階差≤0.5 mm。安裝完成后，需用經緯儀在2個方向上檢查一次整個立柱整體與水平面的垂直度，垂直度偏差≤10 mm。

圖5 導軌架立柱設置剖面

4.3.4 纜風繩設置

標準節(jié)立柱完成安裝后進行纜風繩設置，在立柱4個立管處各設置1道纜風繩，纜風繩繞過立柱立管并與地面預埋拉鉤進行連接，連接處設在地面拉鉤附近，采用4個索扣進行固定。纜風繩采用14#鋼絲繩，設置在立柱8 m高度處，與立柱平面呈45°角設置，同時保證與地面的夾角小于60°，如圖6所示。纜風繩固定完成后，再一次使用經緯儀對導軌架立柱進行垂直度測量，確保垂直度偏差≤10 mm。

圖6 導軌架立柱設置立面

4.3.5 接地安裝

為防止雷擊或潮濕天氣高壓感應使防護架體帶電，對防護架體采取有效的防雷接地措施，本方案采用長0.2 m的40 mm×4 mm鍍鋅扁鐵與角鐵立柱樁進行焊接，另一端與標準節(jié)立柱進行焊接（圖7），經測試，接地電阻為3 Ω，接地良好。

圖7 接地示意

4.3.6 絕緣繩設置

立柱加固完成后進行絕緣繩設置，架體從上往下設置4道絕緣繩（圖8），每1 m設置1道。絕緣繩采用φ12 mm的蠶絲絕緣繩，該絕緣繩除了具有良好的絕緣性外，還具有強度大、耐磨、耐酸堿特點，在設置絕緣繩前，必須做一次外觀檢查，確保絕緣繩無破損變質現(xiàn)象。

圖8 絕緣繩示意

4.3.7 警示標志設置

絕緣繩設置完成后在架體上設置小紅旗作為警示標志，同時設置夜間警示燈，警示燈電壓不超過安全電壓。

5 結語

外電防護架實際上是一種對外部電力線路的隔離及警示的措施，其對架體的穩(wěn)定性以及隔離材料本身的安全性有一定的要求。

“施工升降機導軌架標準節(jié)＋纜風繩＋絕緣繩＋接地”的防護方式很好地解決了這些問題，其導軌架標準節(jié)自身剛度大，配合纜風繩加固，每根立柱穩(wěn)定性較好。架體頂部設置絕緣繩，底部設置接地措施，保證了該架體的安全性。

同時，該架體安拆方便，導軌架標準節(jié)又可重復利用，具有良好的社會效益和經濟效益。