輸變電工程中內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的安全施工技術(shù)研究

余 聲

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司孝感供電公司）

0 引言

輸變電工程是國(guó)家能源事業(yè)發(fā)展的重要組成部分， 其對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)定運(yùn)行和人民生活的安全保障具有至關(guān)重要的作用。而鋼管塔則是輸變電工程中常用的支撐結(jié)構(gòu)， 它不僅承擔(dān)著輸電線路的重要任務(wù)， 同時(shí)也是輸變電工程建設(shè)過(guò)程中的重要組成部分。內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔是目前應(yīng)用較為廣泛的一種鋼管塔類型。其主要特點(diǎn)是通過(guò)在塔身內(nèi)側(cè)懸掛導(dǎo)線， 外側(cè)拉繩固定， 來(lái)達(dá)到加強(qiáng)鋼管塔穩(wěn)定性的目的[1］。然而， 這種施工方式在實(shí)踐中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。由于內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的高度較大、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 一旦出現(xiàn)安全事故， 后果將十分嚴(yán)重。在當(dāng)前建設(shè)高質(zhì)量、 高效率的社會(huì)背景下， 如何在保證工人安全的前提下提高鋼管塔的建設(shè)效率， 已成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

1 研究意義

在輸變電工程中， 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔是一種常見(jiàn)的施工方式， 深入探究?jī)?nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的安全施工技術(shù)， 對(duì)于理論和實(shí)踐都具有重要的意意義。這不僅可以掌握相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能，提高電力輸變電工程的施工質(zhì)量和效率， 保證施工過(guò)程中的安全性； 還可以通過(guò)不斷優(yōu)化安全施工技術(shù)，有效降低內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔施工中的事故發(fā)生率， 從而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行做出積極的貢獻(xiàn)。此外， 安全施工技術(shù)的研究也有利于推動(dòng)電力輸變電工程的科學(xué)、 規(guī)范、 標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)， 為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

輸變電工程是國(guó)家能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分， 其中鋼管塔的安全施工技術(shù)一直是關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)， 國(guó)內(nèi)外對(duì)于內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的安全施工技術(shù)研究取得了不少進(jìn)展。

在國(guó)內(nèi)， 隨著國(guó)家輸變電工程建設(shè)規(guī)模的逐年擴(kuò)大， 相關(guān)技術(shù)的研究也日益深入。2015 年， 由中國(guó)電力科學(xué)研究院牽頭的“特高壓輸電工程施工與運(yùn)行安全技術(shù)”課題組在內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工中提出了多項(xiàng)創(chuàng)新性措施， 如采用三人同步作業(yè)、 利用高空腰帶固定、 實(shí)施安全防護(hù)等[2］。這些措施有效地保證了施工的安全和順利進(jìn)行。

在國(guó)外， 各國(guó)也積極探索相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。例如， 美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì) （ⅠEEE） 發(fā)布了《輸變電工程結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》 （ⅠEEE 1275）， 其中包括了許多關(guān)于輸變電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的規(guī)范， 為各國(guó)開(kāi)展相關(guān)工作提供了參考和指導(dǎo)。

3 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔是一種常見(jiàn)的高塔結(jié)構(gòu)， 主要用于通信、 電力、 廣播、 微波等領(lǐng)域。其特點(diǎn)在于， 該塔采用了內(nèi)部懸掛系統(tǒng)和外部拉線系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行組裝， 具有很好的抗風(fēng)性能和穩(wěn)定性[3］。下面將詳細(xì)介紹內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

（1） 內(nèi)懸浮系統(tǒng)是該塔的重要組成部分之一。它由多個(gè)鋼制環(huán)形框架和連接件組成， 這些框架通過(guò)連接件相互鏈接， 在塔的內(nèi)部形成一個(gè)懸浮的框架結(jié)構(gòu)。內(nèi)懸浮系統(tǒng)與塔身相連， 通過(guò)內(nèi)部懸掛裝置將整個(gè)塔體吊起， 使其達(dá)到一定高度。內(nèi)懸浮系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于減少了對(duì)塔基的需求， 縮短了塔的安裝時(shí)間， 并且增強(qiáng)了塔的抗震性能。

（2） 外拉線系統(tǒng)也是內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的關(guān)鍵組成部分之一。外拉線系統(tǒng)包括多條鋼索和連接件， 這些鋼索從塔頂向外斜向延伸， 通過(guò)外部固定設(shè)備牢固地固定在地面上。外拉線系統(tǒng)可以將整個(gè)塔體向外固定， 從而增強(qiáng)了其穩(wěn)定性和抗風(fēng)能力。此外，外拉線系統(tǒng)還可以減輕內(nèi)懸浮系統(tǒng)的負(fù)荷， 降低對(duì)塔身結(jié)構(gòu)的影響。

除了內(nèi)懸浮系統(tǒng)和外拉線系統(tǒng)， 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的結(jié)構(gòu)還具有以下特點(diǎn)：

a. 鋼管塔身采用圓形或多邊形截面設(shè)計(jì)， 具有良好的強(qiáng)度和剛度。

b. 采用高強(qiáng)度螺栓連接塔身和內(nèi)懸浮系統(tǒng)， 連接緊密、 牢固可靠[4］。

c. 內(nèi)懸浮系統(tǒng)的鋼制環(huán)形框架和連接件采用焊接工藝， 確保了其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

d. 外拉線系統(tǒng)采用高強(qiáng)度鋼索和連接件， 經(jīng)過(guò)專業(yè)計(jì)算和測(cè)試， 確保其牢固可靠。

e. 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔具有優(yōu)秀的抗風(fēng)性能和穩(wěn)定性， 能夠承受大風(fēng)、 大雨等惡劣氣候條件下的考驗(yàn)。

3.2 相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔是一種常用于輸變電工程中的重要結(jié)構(gòu)， 其安全性和穩(wěn)定性關(guān)系到整個(gè)輸變電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此， 在設(shè)計(jì)、 制造和施工過(guò)程中需要遵守相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)， 以確保鋼管塔的質(zhì)量和安全性。以下是內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：

（1） GB50189-2015《輸變電工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

該標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)電力行業(yè)內(nèi)施工及驗(yàn)收的基本規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)， 其中規(guī)定了內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的設(shè)計(jì)、制造、 施工和驗(yàn)收等方面的內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼管塔的材料、 尺寸、 加工和檢驗(yàn)等技術(shù)要求， 同時(shí)還對(duì)塔身組裝、 焊接、 噴涂、 安裝和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。

（2） DL/T5306-2012《輸變電線路用大型鋼管塔設(shè)計(jì)規(guī)范》

該標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)電力行業(yè)內(nèi)輸變電線路用大型鋼管塔設(shè)計(jì)的基本規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)， 其中包括內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了鋼管塔的荷載計(jì)算、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 材料選擇、 制造工藝、 質(zhì)量控制等方面的內(nèi)容， 同時(shí)還對(duì)塔身組裝、 焊接、 噴涂、 安裝和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明[5］。

（3） ⅠEC60204-1《電氣設(shè)備的安全-通用要求》

該標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際上通用的電氣設(shè)備安全規(guī)范， 其中包括輸變電工程內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔中使用的電氣設(shè)備的安全要求。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電氣設(shè)備的安全設(shè)計(jì)、 安裝和操作要求， 以確保電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和人員安全。

4 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔施工前的準(zhǔn)備工作

4.1 施工方案編制

施工方案編制是內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔施工前的第一步， 其目的是為了確保施工過(guò)程中的安全和質(zhì)量。具體的施工方案編制包括以下內(nèi)容：

（1） 工程資料收集： 施工方案編制的第一步是收集和整理工程相關(guān)資料， 包括設(shè)計(jì)圖紙、 技術(shù)規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。同時(shí)還需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境、 地形地貌、 氣象條件等進(jìn)行調(diào)查和研究， 以便于制定出更加科學(xué)合理的施工方案。

（2） 施工流程設(shè)計(jì)： 根據(jù)工程資料收集的結(jié)果，施工方案編制人員可以確定施工流程和步驟， 并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。具體的施工流程設(shè)計(jì)包括材料準(zhǔn)備、 基礎(chǔ)施工、 鋼管組裝、 拉線安裝等。

（3） 安全措施制定： 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔施工是一項(xiàng)高空作業(yè)， 施工過(guò)程中為了確保施工人員的安全需要采取多種安全措施。因此， 在施工方案編制階段需要制定相應(yīng)的安全措施和預(yù)案， 包括安全警示標(biāo)志的設(shè)置、 防護(hù)網(wǎng)的搭建、 施工人員的安全培訓(xùn)等[6］。

（4） 施工質(zhì)量控制： 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔是一項(xiàng)對(duì)施工質(zhì)量要求非常高的工程， 因此在施工方案編制階段需要確定相應(yīng)的施工質(zhì)量控制措施， 包括各種檢查和測(cè)試方法的確定、 施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的制定等。

4.2 施工人員培訓(xùn)

內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工是一項(xiàng)高難度的工程， 需要施工人員具備一定的技能經(jīng)驗(yàn)。

（1） 技術(shù)培訓(xùn)： 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工需要掌握一系列技術(shù)和操作方法， 因此在培訓(xùn)中需要對(duì)施工人員進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)， 包括各種鋼管、 拉線等組件的特點(diǎn)、 施工流程、 安全措施等。

（2） 安全培訓(xùn)： 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工過(guò)程存在一定的危險(xiǎn)性， 為確保施工安全， 需要對(duì)施工人員進(jìn)行全面的安全培訓(xùn)， 包括高空作業(yè)時(shí)應(yīng)注意的安全事項(xiàng)、 應(yīng)急預(yù)案等內(nèi)容。

（3） 實(shí)操培訓(xùn)： 除了理論知識(shí)培訓(xùn)外， 施工人員還需要進(jìn)行實(shí)操培訓(xùn)， 以提高他們的實(shí)際操作能力。這方面的培訓(xùn)可以通過(guò)模擬練習(xí)、 現(xiàn)場(chǎng)演示等方式進(jìn)行。

4.3 施工現(xiàn)場(chǎng)勘察

內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工現(xiàn)場(chǎng)勘察是為了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面、 系統(tǒng)的了解， 以便于制定出更加科學(xué)合理的施工方案。具體的施工現(xiàn)場(chǎng)勘察包括以下內(nèi)容：

（1） 地形地貌勘察： 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工現(xiàn)場(chǎng)往往處于比較特殊的地理環(huán)境中， 因此在施工前需要對(duì)地形地貌進(jìn)行詳細(xì)勘察， 包括山勢(shì)、 地質(zhì)情況等[7］。

（2） 建筑物勘察： 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工現(xiàn)場(chǎng)周邊往往有其他建筑物存在， 因此需要對(duì)周邊建筑物進(jìn)行勘察， 以確定其對(duì)施工的影響， 并采取相應(yīng)的措施。

（3） 天氣條件勘察： 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工過(guò)程往往受到天氣條件的限制， 因此需要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件進(jìn)行勘察， 以便于合理安排施工時(shí)間和措施。

5 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的組裝技術(shù)和安全注意事項(xiàng)

5.1 塔身組裝技術(shù)

（1） 塔身焊接： 在進(jìn)行鋼管塔的組裝之前， 需要將焊接接頭處理干凈， 確保焊縫質(zhì)量。在進(jìn)行鋼管的切割、 打磨和組裝過(guò)程中， 應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行操作。

（2） 塔身組裝： 將預(yù)制好的鋼管部件進(jìn)行拼裝，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行定位和固定。在拼裝完成后， 應(yīng)進(jìn)行外觀檢查和尺寸檢測(cè)， 確保各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。

5.2 安全注意事項(xiàng)

（1） 鋼管部件的運(yùn)輸和搬運(yùn)需要采用專業(yè)的起重設(shè)備， 并配備專人進(jìn)行操作。

（2） 在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)， 應(yīng)設(shè)置防火墻和滅火器等消防設(shè)備。

（3） 在進(jìn)行鋼管塔組裝作業(yè)時(shí)， 應(yīng)遵守安全操作規(guī)程， 穿戴安全帶和安全鞋等防護(hù)用品。

（4） 鋼管塔組裝過(guò)程中， 應(yīng)設(shè)立警示牌和隔離帶， 防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)域。

6 內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的吊裝技術(shù)和安全注意事項(xiàng)

6.1 塔身吊裝技術(shù)

（1） 吊裝前的準(zhǔn)備工作： 吊裝前應(yīng)對(duì)鋼管塔進(jìn)行檢查， 確保各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。吊裝設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)檢查和試運(yùn)行， 操作人員應(yīng)接受專業(yè)培訓(xùn)。

（2） 塔身吊裝： 采用吊車將組裝好的鋼管塔吊裝到安裝位置， 并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整和固定。吊裝過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照吊裝方案進(jìn)行操作， 注意保證吊裝穩(wěn)定和吊點(diǎn)安全[8］。

6.2 安全注意事項(xiàng)

（1） 吊裝前應(yīng)制定詳細(xì)的吊裝方案， 并對(duì)吊裝設(shè)備和吊裝人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。

（2） 吊裝時(shí)應(yīng)注意天氣條件， 如有風(fēng)力大于6 級(jí)等惡劣天氣情況， 應(yīng)暫停吊裝作業(yè)。

（3） 在吊裝過(guò)程中， 應(yīng)有專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮和監(jiān)督， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。

（4） 吊裝完成后， 應(yīng)對(duì)鋼管塔進(jìn)行外觀檢查和尺寸檢測(cè)， 確保安裝質(zhì)量。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了輸變電工程中使用內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的安全施工技術(shù)， 總結(jié)了關(guān)鍵技術(shù)和注意事項(xiàng)。通過(guò)對(duì)內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的分析， 制定了詳細(xì)的施工方案， 并對(duì)施工人員進(jìn)行了培訓(xùn)。在組裝和吊裝過(guò)程中執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)程序， 以確保施工質(zhì)量和人員安全。研究和發(fā)展內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工技術(shù)， 對(duì)于輸變電工程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的發(fā)展前景。未來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展， 更加智能化、 自動(dòng)化和數(shù)字化的內(nèi)懸浮外拉線組立鋼管塔的施工技術(shù)將不斷創(chuàng)新和完善， 從而進(jìn)一步提高施工效率和安全性。