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(guī)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(zhuǎn)變?yōu)槌B(tài)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(jié)約成本，優(yōu)化設(shè)計才是重中之重。輸電線路基礎(chǔ)插入式角鋼的使用符合優(yōu)化設(shè)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(xiàn)行的深化設(shè)計要求。相比國內(nèi)，輸電項目插入式角鋼在國外得到廣泛應(yīng)用。

插入式角鋼的基礎(chǔ)施工主要根據(jù)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(chǔ)底板，另一種是懸浮在基礎(chǔ)立柱內(nèi)。各個國家的設(shè)計規(guī)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)先進行復(fù)測分坑，基坑挖好符合要求后，根據(jù)圖紙角鋼的正面、側(cè)面根開、高差、坡度等參數(shù)，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(zhuǎn)等進行控制?；A(chǔ)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(zhuǎn)化成下壓力和上拔力，使基礎(chǔ)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(jù)角鋼放置的空間位置來決定，即落地和離地。離地主要根據(jù)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(nèi)，且角鋼距底面基坑距離均大于0.3m。在通常情況下可繼續(xù)使用接假腿的方式，但是也會存在一定的風(fēng)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(wěn)，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(jīng)濟安全上分析已不適合。根據(jù)當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)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(diào)螺栓與槽鋼三角形固定，定位模具邊長約2m(可根據(jù)基礎(chǔ)立柱斷面進行調(diào)整長度)，三角處采用可調(diào)底座螺栓，便于調(diào)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(diào))，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(diào)式頂桿，用于調(diào)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(xiàn)場應(yīng)用示意圖

2.1.2 插入式角鋼的控制調(diào)整

插入式角鋼基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵工序在于控制和檢查角鋼正面、側(cè)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(diào)來保證其數(shù)據(jù)準確性。定位模具主要通過可調(diào)頂桿來調(diào)節(jié)插入式角鋼固定夾板，配合重錘線和儀器的測量，可以實現(xiàn)對角鋼正面、側(cè)面傾斜率的控制。角鋼幾何尺寸校正后，在可調(diào)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(wěn)定性較好，操作簡單，便于現(xiàn)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(guī)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(xiàn)場實踐，定位模具插入角鋼重量在200kg以內(nèi)，可以依靠定位模具達到自身穩(wěn)定的效果，而印尼玻雅項目建設(shè)中，角鋼直接插入基礎(chǔ)底板，長度較長，重量較重，造成模具不穩(wěn)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(xiàn)場預(yù)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(cè)(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(jù)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(tǒng)一固定一個位置，以方便后續(xù)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(diào)整

在基礎(chǔ)底板的墊層完成后，用儀器測出基礎(chǔ)底面的中心位置。先將混凝土墊快放在坑底已經(jīng)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(xiàn))?？衫玫踯嚮蛘吖礄C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(dāng)角鋼安裝完成后，結(jié)合儀器和調(diào)節(jié)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(jù)現(xiàn)場實際基坑的大小適當(dāng)增長，在其鋼管頭尾兩邊各焊接一個絲桿，使之分別安裝調(diào)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(cè)的位置要相同，便于調(diào)整。下端在地面錨定(見圖8)。安裝調(diào)整桿后配合儀器進行二次找正，使主角鋼基本達到設(shè)計要求的位置。之后再利用調(diào)整桿上的花蘭螺絲進行雙向微調(diào)進行最終找正，使主角鋼位置滿足設(shè)計要求。

圖8 角鋼上部調(diào)整桿固定示意

2.3 數(shù)據(jù)檢查方法

2.3.1 角鋼坡度的檢查

插入式角鋼基礎(chǔ)的主要技術(shù)指標(biāo)之一是角鋼坡度是否符合設(shè)計要求，不僅影響到基礎(chǔ)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(xiàn)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(xiàn)場使用方便、簡單、有效可直接檢查角鋼的正面、側(cè)面坡度及對角方向坡度。

2.3.2 角鋼扭轉(zhuǎn)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?qū)?yīng)腿的45°線是否重合，如果不重合，說明角鋼處于扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，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(chǎn)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(chǎn)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(chǔ)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(fù)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(chǔ)頂面根開、角鋼的棱到棱半根開、高差、傾角等數(shù)據(jù)，如有誤差及時調(diào)整。

④混凝土澆筑至基礎(chǔ)頂面后，應(yīng)再次校核角鋼位置及高程。

4 結(jié)束語

插入式角鋼基礎(chǔ)施工雖然較以往的地腳螺栓式的基礎(chǔ)施工更加復(fù)雜，但通過不斷實踐，施工技術(shù)也更加成熟。文中所述角鋼的安裝方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況來確認，不同的技術(shù)方法在安裝過程中控制的重心也不同，需注重細節(jié)，防止返工。同時，本文提出的相關(guān)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。