浅析电力工程输电线路施工技术

陈松涛

江苏省电力公司镇江供电公司，江苏镇江 212000

浅析电力工程输电线路施工技术

陈松涛

江苏省电力公司镇江供电公司，江苏镇江 212000

输电线路是电力系统的重要组部分，担负着输送和分配电能的任务并联络各发电厂、变电站使之有效运行。本文通过对输电线路工程施工多年的实践经验，阐述了输电线路工程施工中一些技术问题及相关处理措施。

电力工程；输电线路；施工技术

1 关于基础工程

高压输电线路的基础即杆塔埋入地下的部分，基础的作用是保证杆塔在运行中不发生下沉或受到外力的作用时，不发生倾倒或变形。基础施工质量的好坏，对高压输电线路的安全运行关系极大。因此，保证基础施工质量非常重要，在现场施工的工作中，以必要的技术手段加以控制，用保证施工图设计所要求达到的质量来要求。

1.1 岩石嵌固基础

该基础型式适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。

1.2 岩石锚杆基础

该基型适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，充分利用了岩石的强度，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。但岩石锚杆基础需逐基鉴定岩石的完整性。

1.3 掏挖基础

该基型分全掏挖和半掏挖两种，适用无地下水的硬塑粘性土地基。在基坑施工可成型的情况下，开挖基坑时不扰动原状土，避免大开挖后再填土。基础承受上拔荷载时，原状土的内摩擦角和凝聚力得以充分发挥作用。这种基础型式也显示了较高的经济效益和环境效益，根据以往工程的统计，由于各线路地质条件的不同等原因，采用全掏挖基础比用阶梯型基础节约钢材和混凝土分别为3%～7%和8%～20%。掏挖基础有直柱式和斜插式两种型式。斜插式掏挖基础将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，减小了基础水平力产生的偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。

1.4 阶梯型基础

该基础是传统的基础型式，适用各类地质、各种塔型，其特点是大开挖，采用模板浇制，成型后再回填土，利用土体与混凝土重量抗拔，基础底板刚性抗压，不配钢筋。由于阶梯型基础混凝土量较大，埋置较深，易塌方及有流砂地区难以达到设计深度，因此在此类地区应尽量少用。

1.5 大板基础

大板基础的主要设计特点是：底板大、埋深浅、底板较薄，底板双向配筋承担由铁塔上拔、下压和水平力引起的弯矩和剪力，主柱计算与阶梯基础相同。与阶梯基础相比，埋深浅，易开挖成形，混凝土量能适当降低，但钢筋量增加较多。与灌注桩相比，在软弱地基中应用较为广泛。它施工方便，特别是对于软、流塑粘性土、粉土及粉细砂等基坑不易成型的塔位。设计时，对底板的高厚比应进行一定的控制（悬臂长度：底板厚<3：1）不足时可在主柱下增加台阶，以减少板的悬臂长度和底板厚度，为了减小混凝土量，主柱中心与底板中心设置偏心，抵消水平弯矩，达到减小底板及配筋的效果。大板基础设计时应控制沉降及不均匀沉降，对转角塔及负荷较大的直线塔进行地基沉降变形验算，施工时应尽量少扰动地基土，清除开挖的全部浮土并做好垫层，必要时使用块石灌浆。

1.6 斜插板式基础

该基础的主要特点是基础主柱坡度与塔腿主材坡度一致，塔腿主材角钢直接插入基础混凝土中，使基础水平力对基础底板的影响降至最低。在正常条件下，基础土体上拔稳定、下压稳定和基础强度计算可忽略水平力的影响。与大板基础相比，由于偏心弯矩大大减小，下压稳定控制的基础底板尺寸可相应减小，从而降低了混凝土量和底板配筋量。由于省去了塔座板和地脚螺栓，其钢材的综合指标降低了25%左右。

1.7 灌注桩基础

对于地质条件为流塑、地基持力层较深且基础作用力较大的耐张塔或直线塔，使用钻孔灌注桩基础是设计中广泛采用的一种方法。它主要桩周与土的摩擦力和桩端承载力承担基础上拔力和下压力，施工方便，安全可靠。缺点是施工费用较高。

1.8 联合基础

联合基础主要适用于基础根开较小且基坑难以开挖、板式基础上拔土体重叠的软弱土塔位，其设计特点是埋深较浅，4个基础整体浇制，基础底板上面的纵、横向加劲混凝土梁承担由基础上拔力、下压力和水平力引起的弯矩，底板与纵、横向加劲肋配筋，整体性好。缺点是基础材料用量较大，施工较为烦琐，设计不易成系列。

1.9 复合式沉井基础

复合式沉井基础是针对地下水位较高的软土地基，尤其是容易产生“流砂”现象的软土地基的一种新型的基础型式。复合式沉井基础是由上、下两部分组成：上部分是方型台阶基础，下部是环形钢筋混凝土沉井，沉井顶端露出钢筋埋入台阶基础连成整体。基础的埋深在4m左右，沉并简直径为2.5m左右，从基础深宽比来看（一般为1.5左右），仍属于浅基础。混凝土和普通钢筋混凝土浇制基础，是高压输电线路上常用的基础，宜于用线路附近具有砂、石、水源充足的地段。其中转角塔，由于上拔力较大，故宜选用混凝土基础，这种基础体积大、重量大、抗上拔力大，比较稳固，有时为了节省混凝土用量可采用钢筋混凝基础。

岩石的类型I类，即未经风化或轻微风化的岩石，轻风化的岩石仅有轻微风化裂缝，色泽较未风化者呈暗淡，没有发生明显的物理和化学变化，成整体埋藏于覆盖层中，用锤难以劈开，用钢钎打孔时，有回弹现象，且其声音响亮而无杂音，掏出孔中碎末呈粉状。此类岩石有花岗岩，坚实的斑岩、安山岩、玄武岩、胶结密实的砂岩，坚密的石灰岩、大理岩。Ⅱ类，轻风化岩石。Ⅲ类，中等风化岩石。Ⅳ类，轻重风化岩石。

岩石基础的开挖，不论采用何种方法，均应保证岩石结构的整体性不受破坏。钻孔内的石粉、浮土及孔壁松散的活塞，应清理干净。锚筋安装尺寸位置应反复核对，正确无误且加临时固定后浇灌，砂浆要压标号分层浇撑密实，并按现场浇制混凝土的要求养护。

基坑的排水，可分为明排水法和暗排水法。明排水法是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水井，由人力、手压水泵或机动水泵将水排至坑外。涌水量接近或大于10m3Ah，应用机动水泵，其排水量一般应为基坑涌水量的1.5～2倍。明排水基坑的开挖，过去常用挡土板法，现在采用铁沉箱法，混凝土护筒法及混凝土沉井法。暗排水法常用井点排水法，即在基坑的周围埋设深于坑底的井点滤水管或管井，以总管连接抽水，使地下水位降低。选择轻型井点水喷射泵，适于一般的线路基础施工用。不管采用何种方法都是使基坑水位下降或基坑无水。而现实的高压输电线路和基础施工，此类型的情况只能是基坑基本无水，基坑面由于仍有少量渗透水，从而使基础底面与基坑连接部分，混凝土与泥水共存，导致这部分混凝土的抗压强度降低，影响整个基础的抗压强度。解决这一问题简单而有效的方法是，基坑底面均匀布置一层大小基本相同的片石，使片面与泥土面接触，而新浇混凝土又与片石咬合，保证新浇混凝土无泥水混合物介入，从而保证混凝土的抗压强度与基础上部的统一，达到设计强度要求。某220kV变电站220kV出线工程，A线l7号、2l号基础上拔腿均采用此法处理。A线为单回路，架空地线为GJ-50，架空导线为LGJ-300/25，A线带电运行至今8年，l7号、2l号基础均无发生下崩或变形，从实践来看采用此法处理有渗水基坑的混凝土抗压强度是有效的。

杆塔基础坑回填土夯实程度，按杆塔基础型式的不同而不同。预制铁塔基础，拉线预制基础，铁塔金属基础和不带拉线的电杆基础，因本身轻而体积又小，是土壤承担大部分上拔力，因此这些基础的回填必须夯实，其夯实程度应达到原状土密度的80%以上。现场浇制的铁塔基础和拉线基础，体积大重量大，很大部分上拔力由基础白重承担，而土壤仅承担较少的抵抗力，所以，土壤的夯实要求达到原状土密实度的70%以上。对于重力或基础及带拉线的电杆基础，基础回填土可不夯实，但应分层填实，其原因是基础的抵抗力基本由基础本身承担。

2 关于杆塔工程

高压输电线路杆塔按受力特点可分为直线和耐张型。杆塔选择是否适当，对于送电线路建设速度和经济性，供电可靠性以及维修的方便性等影响都很大，合理选择杆塔型式、结构，是杆塔(设计)工程重要的一环。

平地、丘陵及便于运输和施工的地区，应优先采用钢筋混凝土杆和预应力混凝土杆。应积极推广预应力混凝土杆，逐步代替普通钢筋混凝土杆。考虑运输和施工的实际困难，出线走廊受限制的地区、大跨越或重直档距大时，可采用铁塔。

对于电杆还要加上埋入地下深度。杆塔组立是高压输电线路施工中一个重要的环节，目前我国在110kV输电线路杆塔组立方式，主要有整体组立，分解组立。钢筋混凝土杆的特点是单件重量大，杆身之间多用焊接，且又是平面结构，沿线路方向稳定性差，因此钢筋混凝土杆的组立大部分在地面组装好，然后利用抱杆整体拉起即整体组立。

在输电线路中广泛采用环形截面的钢筋混凝土构件。这类构件分普通和预应力两种。预应力构件浇注前，将钢筋施行张拉，待混凝土凝固后撒出张力，这时钢筋回缩而混凝土必须阻止其回缩，因而混凝土受一个预应压力。当构件承担而受拉时，这种预压力可部分或全部抵消受拉时应力而不致产生裂缝。裂缝的危害在于使钢筋表面与潮湿空气中的氧接触，发生锈蚀，影响电杆寿命。

3 关于架线工程

高压输电线路工程其架线施工包括架线前的准备工作、放线导地线连接、弛度观测、紧线及附件安装。架线施工，从展放方法来讲，分为拖地展放、张力展放。拖地展放线盘处不需制动，线拖在地面行进的方法，此法不用专用设备，比较简单，但导线的磨损较为严重，劳动效率低，放线需大量的人工，在放线质量难保证。张力放线，即使用牵张机械使导地线始终保持一定的张力，保持对交叉物始终有一定安全距离的展放方法。它能保证导地线展放质量，效率较高，但机械笨重和费用昂贵。张力放线导线等均不落地，因而有效地防止了线材磨损，提高了施工质量。

对放线滑车轮径的选择，滑车的轮径偏大些好，这样磨损系数小，导线在该处所受的弯曲应力也较小，但过大又增加重量，一般以不小于10倍导线的直径为佳。轮槽的槽径与导线直径应匹配，小导线影响不大，对于大导线或大压档处，应特别强调要做到这一点，否则导线会被挤伤或压偏，对LGJ-240以上大导线或压接管过滑车处，用小轮径滑轮不能满足要求时，可用双轮放线滑车，将滑车包络角减小一半。

放线过程中，要仔细检查导线，不得有金钩、磨损、断股情况。如单股损伤不超过直径的一半，钢心铝线和其它导线不超过导电部分的5%，可将棱角、毛刺修光处理。在一个补修金具的有效长度内，当钢心铝线出现钢心断股或铝部分损伤面积超过25%，单金属绞线损伤面积超过25%，连续损伤虽在允许修补范围之内，而损伤长度已超过一个补金具所能补修的长度，或金钩、破股已使钢心或内层线股形成无法修复的永久变形者，都须切断重接。导线在连接前应检查两端线头的扭绞方向、规格是否相同，不同方向扭绞、不同规格的线，禁止在档中连接，连接按操作工艺进行。

输电线路紧线工作需在基础混凝土强度达到设计值的100%，杆塔结构组装完整，螺栓已紧固的情况下进行，在耐张塔受张力方向的反侧，必须打好临时拉线，以防止杆塔受力过大或塔身变形、横担产生位移，影响弛度观测。临时拉线与地面夹角一般不宜大于45°，其所能平的张力值，应符合设计规定。

在安装曲线的计算过程中，其应力是通过状态求取的，而状态中只考虑了弹性变形，实际上金属绞线并非完全弹性体，在张力作用下产生弹性伸长外，还将产生塑性伸长和蠕变伸长，这两部分伸长是永久性变形，统称为塑蠕伸长，工程称之为初伸长。补偿初伸长最常用的方法就是在安装紧线时适当减小弧垂，则待初伸长伸展出来后，弧垂增大而恰达到设计弧垂。输电线路一般采用恒定降温法进行初伸长补偿。采用减小弧垂法或恒定降温法进行初伸长补偿，其实质都是安装紧线的弧垂。

在施工紧线过程中，导线在悬垂线夹处用滑车悬挂进行弧垂观测时，各档观测弧垂都是按滑车处无摩擦力计算的。架线安装完毕后经常出现档间或线间弧垂不一致，以及悬垂绝缘子串偏离中垂位置的现象。当这种偏差超过施工验收过程中允许值时，就需对导线弧垂进行调整，导线、避雷线的弧垂误差应不大于+5～2.5%，但正误差最大不大于500mm。

4 输电线路检修施工

高压输电线路根据巡视、检测、试验所发现的问题，进行旨在消除缺陷、提高设备完好水平，预防事故，保证线路安全运行而开展的工作，即检修施工。

由于自然灾害，如地震、洪水、冰雹、暴风等外力破坏。如采石放炮崩断导线、偷盗线路器材造成送电线路倒塔、断线金具或绝缘子脱落等停电事故，需要尽快进行检修施工。事故抢修施工，由于时间紧迫，来不及设计的，也应在抢修施工完成后，补有关变动的工程图纸，交运行部门技术管理存档。对于在停电的输电线路上工作，除了遵照一般线路施工应遵守的安全措施外，由于线路已直接与变电站的开关相连，线路随时有来电的可能。输电线路停电检修施工，必须使用第一种工作票，严格执行有关送电线路停电工作的规定。线路停电操作由地区调度值班员通知有关变电站执行。检修施工人员在施工开始之前先与调度联系，取得作业许可。然后在待检查施工线路上进行验电，经验明线路上确无电压，即可在线路施工点两端各挂一组短路接地线。输电线路短接地线必须符合：接地必须使用软铜线，截面不小于25mm2，以保证在短路电流短路时不至烧断，接地线的接地端用金属棒做临时接地，直径应不小于10mm2，打入地中深率不小于0.6mm。利用铁塔或混凝土杆塔横担接地时，允许各相分别接地，但必须保证铁塔与接地线连接部分接触良好。

输电线路检修施工工作结束后，必须查明所有参加线路检修施工的工作人员及材料工具等确认已全部从杆塔、导线及绝缘子上撤下，然后才能拆除接地线，拆除接地线后，即认为线路已有电，检修施工人员不得再登上杆塔在导线安全距离范围内做任何工作。在清点接地线组数无误并按有关规定交接后，即可向调度汇报，联系恢复送电，完成输电线路检修施工任务。

[1]李庆林.架空送电线路施工手册[M].北京：中国电力出版社.

[2]李立新.初述高压输电线路主角钢插入式基础施工方法[J].内蒙古石油化工，2005.

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1674-6708（2010）30-0180-03