带电提升铁塔（精选3篇）
带电提升铁塔 篇1
本文以解决厦门电业局所辖电力线路铁塔存在的基础隐患为例,介绍铁塔原位带电提升技术的研发及应用。
厦门电业局所辖110 kV翔梅线(与110 kV翔马线同塔架设)的26号、27号、28号铁塔,110 kV钟温Ⅱ回(与钟温Ⅰ回同塔架设)的2号铁塔因附近开发建设场平需要,在铁塔周围进行填方,致使塔基基面低于周边地面,形成洼地。在遇有大雨时,塔基周围便严重积水(见图1),给线路的运行维护带来较大的困难,也严重影响了设备的运行水平。
1 解决方案选择
为了消除此类隐患,当前的技术措施主要是在原铁塔基础附近重新选点,采用较为稳固的钻孔桩基础施工,新建一座相同型号的铁塔。从设计上讲这是一种可行的方案,但存在以下问题。
1) 造价较高。
由于重新选点需要占用土地,征地赔款数额较大。以直线塔为例,征占塔位成本约6万元,如新立一基钢管杆,工程造价估算大约28万元,总价约34万元。
2) 线路需要停电配合。
在立塔、拆塔过程中,线路必须有一段较长时间的停电,停电时间约48～72 h,且往往需要同塔两回线路同时停电,这可能造成一个变电站全站停电,直接影响电网供电可靠性。
为了消除本例4个电力线路铁塔的安全隐患,确保线路的运行水平,又在不影响线路正常供电的前提下,厦门电业局研发在原基础上实施铁塔带电提升的作业方法。根据铁塔的实际情况与基础结构状况、土质的特性和基础的埋深,考虑了电力线路档距大,弧垂大,受风力及各种合力的影响大等因素,提出用“自爬式”提升作业法,即利用断柱顶升原理将铁塔原地升高,并制定了一套施工作业方案。
2 带电提升作业方法的安全性论证
国内已有的其他抱杆提升法、塔架提升法等原位提升技术大都需停电作业,而且提升过程的平衡主要依靠人为控制,存在一定的作业风险。
为验证“自爬式”提升作业安全性和可行性,厦门电业局特委托南京航空航天大学土木工程学院对该方法在铁塔提升过程中的安全性进行验证分析。以110 kV翔梅线28号铁塔为具体工程对象,通过对铁塔-导线体系进行静动力分析,验证了该体系在提升过程中的安全性。所研究内容具体如下。
1) 提升过程的导线线形计算与内力分析。
2) 提升模型的导线找形分析。
3) 铁塔-导线结构体系提升过程的非线性结构二阶分析。
4) 施工风荷载模拟分析。
5) 铁塔-导线结构体系的提升全过程动力时程分析。
6) 顶升机构稳定分析。
通过分析认为,本文所提出的以“自爬式”提升作业法为基础的电力线路铁塔原位带电提升的施工方法和施工工艺科学合理、安全可靠、可操作性强。该施工方法和施工工艺可以保障铁塔-导线体系在提升过程中的稳定性,满足铁塔带电提升的要求。
3 施工方法
1) 升前准备工作:
(1) 计算原有基础承力水平,如基础无法承受提升加高后的基础荷重,则需对原有基础进行加固,加固采用人工挖孔桩施工。
(2) 灌注桩成型后,铺设垫层,以保持原有基础的稳定性,将桩与板连成整体共同受力。在原有基础上钻孔、植筋。
(3) 将塔腿利用4条200号槽钢连接加固,水平安装在塔脚主材四周作为塔脚升降调整的承力梁,保证铁塔提升过程受力均衡,保证铁塔的刚度和稳定性。
(4) 支架安装。在铁塔外围安装4个开口钢架,用锚杆法将钢架固定在原有的基础上,用角钢连成整体,形成内外两层钢架,该钢架用于支撑提升过程中铁塔的全部重量。
(5) 加长内角侧地脚螺栓。提升前准备工作完成(见图2)。
2) 提升施工过程:
(1) 利用人力千斤顶(每个铁塔腿左右各1台)提升事先连接的200号槽钢。
(2) 待铁塔与地面提升一定距离后,置入机动千斤顶,加长、焊接外角侧3根地脚螺栓,改用机动千斤顶提升铁塔 。
(3) 在机动千斤顶提升时,机动千斤顶与底脚板用地脚螺栓螺母交替支撑和控制,机动千斤顶与铁塔先后爬升,每次爬升20 cm左右。提升全过程应保证机动千斤顶四腿顶升力一致,并用经纬仪及水准仪测量铁塔的平衡度及高度。
(4) 在提升过程中,每提升80 cm左右,停止提升,对下方地脚螺栓焊筋加固。
(5) 提升到位后,安装内角侧支架并与外角侧支架焊接为一个整体,同时将底脚板与支架焊接成一整体。
(6) 至此,提升工作完成(见图3),提升全程约需3 h左右。
为确保作业安全,在提升过程中应安排专人负责监测铁塔升高过程中的平衡情况,并及时记录、分析、调节;同时密切关注铁塔、线路绝缘子和导线的受力情况。提升施工应在晴好的天气情况下进行,必要时在铁塔上安装四方拉线控制。
3) 后期施工过程:
(1) 铁塔提升到位后,对立柱进行布筋,即用地脚螺栓形成的支架和外角铁架。
(2) 在灌注桩与支架组模间浇筑钢筋混凝土,下部用井字梁连成一个整体。
(3) 水泥养护期满,塔基土方回填,工程竣工(见图4)。
4 应用情况
根据现场勘察,厦门电业局针对所辖4基电力线路铁塔制定了带电原位提升方案,对110 kV翔梅线26号127号铁塔提升2 m,28号铁塔提升3 m,110 kV钟温Ⅱ回2号铁塔提升3 m。
这4基铁塔提升后,对其运行情况进行了密切监视。技术人员取2 d、15 d、3个月、半年的间隔对塔偏、基础顶面标高再次进行了测量,直线塔基础顶面相对高差小于5 mm满足规程的要求,塔偏小于3‰满足规程的要求;耐张塔基础顶面相对高差预偏值满足原图纸设计要求,塔身未偏向转角内侧。从2008年5月运行以来,铁塔经历了三次台风,未发生任何异常。
5 效益分析
1) 避免了征地拆迁、重做基础、立塔架线施工等工序,受外界干扰少。
2) 避免长时间停电施工等问题(如因提升后导线需调整而短时停电),提高了电力线路供电可靠性。
3) 节省了造价。经过计算,根据地质情况不同,每次原位带电提升施工的作业成本在15～19万元,与停电改建施工相比,省去重做基础、立塔架线、停电施工等环节,可节省造价45%～55%。如果是耐张转角塔改建,按传统做法,至少应重立两基相塔,对于耐张转角塔改建施工,该方法可节省造价70%以上,经济效益非常明显。
4) 提高了工作效率。按照常规的施工改建方案,从施工设计到施工完成大约需要3个月的时间,且需要停电至少3 d,而采用“自爬式”提升技术,工期控制在1个月以内。
6 结语
电力线路铁塔原位带电提升技术不但适用于运行中的电力线路铁塔基础被埋或积水等隐患问题的解决,也适用于市政工程因穿越运行中的电力线路,需要提高线路杆塔高度的问题。
电力线路铁塔原位带电提升技术的应用,有效消除了线路运行存在的安全隐患,而且有效解决了隐患消除与电网供电可靠性的矛盾,提高了施工效率,节省了工程造价,因此具有十分显著的经济效益和社会效益,具有广泛的推广和应用价值。
摘要：运行中的电力线路经常会遇到因周围情况发生变化而需对线路铁塔原位带电提升高度的问题。以处理厦门电业局所辖电力线路铁塔存在的基础隐患为例,介绍了原位带电提升线路铁塔技术,对提升作业过程进行了分析和论证,详细介绍了施工作业方法并进行效益分析。该方法同样适用于其他原位提升铁塔高度的需求。
关键词：电力线路,施工方法,带电提升铁塔
参考文献
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高压配电线路铁塔带电纠偏技术 篇2
至今,国内外对普通建筑物纠偏加固积累了一定经验,但对于高压配电线路铁塔加固纠偏研究还很有限,加固纠偏技术应用的相关报道很少。由于高压配电线路铁塔属高耸结构,铁塔的材料、结构、受力情况及基础形式与普通建筑物有很大的不同,因此有必要对高压配电线路铁塔加固纠偏技术开展相关研究。
本文结合厦门电业局所辖110 kV高压配电线路倾斜铁塔加固纠偏工程实例,探讨高压配电线路倾斜铁塔带电纠偏相关技术,并介绍实施的具体过程。
1 工程概况
厦门电业局所辖110 kV钟贞Ⅰ、Ⅱ回线路是由220 kV钟山变电站向110 kV贞庵变电站供电的两回同塔架设的高压配电线路,也是向厦门海沧台商投资区提供电能的重要线路,承担着重要用户的供电负荷。该线路10号塔位于海沧出口加工区内,由于该铁塔所处位置地质条件比较复杂,2005年,线路维护人员在巡视中发现铁塔挂线合成绝缘子倾斜严重,经测量分析,发现绝缘子串倾斜是铁塔基础地基发生不均匀沉降导致铁塔塔身倾斜引起,测量显示基础沉降值达142 mm,铁塔偏斜值达1 047 mm、偏斜率达24.35‰(测量结果见表1),已大大超过运行规程的有关规定。通过进一步对铁塔的跟踪监测,发现铁塔偏斜数值不断增大,且有进一步发展的趋势。如不及时处理,铁塔基础和塔身结构的稳定性将遭受破坏,存在倒塔断线的重大事故隐患,直接威胁海沧地区电网的安全供电。
按常规做法,解决这一问题应另选塔位,重做铁塔基础进行线路改建。经现场勘察,该塔所处地形特殊,前为排洪渠、后为公路,难以选择新铁塔基础的合适位置,而且即便有塔位可选择,将同塔架设双回110 kV同时停电,将造成110 kV贞庵变电站全站停电,同时,也影响T接在110 kV钟贞Ⅰ、Ⅱ回线路上的 110 kV温厝变电站、110 kV石化变电站的供电可靠性,直接影响台商投资区正常的供电服务。因此,另选塔位进行线路改建的方法基本不可行。为解决上述问题,厦门电业局决定成立课题组,组织进行技术攻关,经查阅国内外相关问题的资料,综合考虑认为,在不影响线路正常供电的情况下,进行铁塔基础带电原位加固纠编,是消除线路重大安全隐患的最佳选择。
2006年1月对铁塔场地进行岩土工程勘察,钻孔地质各土层特征如下。
1) 素填土①:
浅黄色、褐灰色,稍湿-湿,结构松散,填料成分以粉质黏性土为主,底部为原塔施工时换填的中砂,属新近回填而成,该层在场区均有揭露,厚度5.80~6.80 m;
2) 淤泥②:
呈灰黑色,湿,流塑状,触变、污手,含些腐殖质,具腥臭味;该层在Ⅳ腿附近缺失(ZK3孔未揭露),其埋深为5.80~6.50 m,厚度2.10~3.20 m;
3) 粉质黏土③:
褐灰色、青灰色,呈可塑~硬塑状,成分以黏、粉粒为主,砂砾含量为10%左右,黏性强,属冲洪积而成;该层在场区均有揭露,其埋深6.80~9.00 m,厚度7.80~10.10 m;
4) 残积砂质黏性土④:
系花岗岩风化残积而成,呈浅黄色、褐黄色、灰白色,湿,可塑状~硬塑状,主要由长石风化的黏粉粒、石英砂粒及少量云母碎屑组成,石英砂粒含量约15%,具遇水易崩解、软化的特点;该层在场区均有揭露,其埋深16.80~17.00 m,揭露厚度1.15~3.15 m,属中等压缩性土,工程性能较好。
2 铁塔倾斜原因分析
根据上述工程场地地质条件分析认为,淤泥②层在Ⅳ腿附近缺失,也就是说地基软弱下卧层分布不均匀是铁塔倾斜的主要原因。
3 加固纠偏指导思想和设计方案
参照一般建筑物纠偏加固工程实践经验,针对高压配电线路铁塔制定如下加固纠偏指导思想和原则。
1) 指导思想。
加固纠偏全过程中应确保:①4塔腿底部始终在一个平面上;②在不停电的条件下实施纠偏全过程,铁塔不用更换改建;③原4个基础的受力条件要发生改变,但基础尽量不受破坏;④纠偏以顶升调平为主。
2) 基本设计原则。
首先设置一个刚度、强度都足够大的桩顶平面框架梁,与原基础连在一起(方法是在原基础上植筋)。然后在框架梁上设锚杆静压桩孔,依次压入250 mm×250 mm的方桩,使上部铁塔荷载向框架梁和静压桩上转移,实施静压桩加固托换。为达到使框架梁顶升调平的目的,各静压桩顶上要设置维持压入荷载的装置,进行顶升作业;在顶升中,对原三个下沉的基础Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ的底部所形成的空隙,需用水泥浆灌满;在纠偏完成后,上部铁塔和导线荷载全部由平面框架梁和锚杆静压桩群承担。
3) 加固纠偏方案简介。
根据加固纠偏指导思想和基本设计原则,制订了静压桩托换加固和顶升法纠偏相结合的加固纠偏方案。加固纠偏框图见图1。
4 加固纠偏施工过程
1) 原位设置平面框架梁,以确保纠偏全过程中4塔腿底部始终在一个平面上,减小塔脚次应力,框架梁尺寸2 000 mm×1 000 mm。框架梁初始状态设置为非水平,南低北高,与塔基已下沉的情况一致。纠偏前各独立小基础顶部1 m×1 m墩基顶南北两个端点间高差达20 mm,与整个塔身的倾斜率基本一致。纠偏复位后方使框架梁恢复到原来的水平位置。因此框架梁的初始顶面设置为与现在4个1 m×1 m墩基顶面齐平。纠倾到位时,所有原有基础和新增框架梁将全部处于水平位置。实施情况见图2。
2) 在新建基础预留锚杆静压桩孔,进行地基锚杆静压桩加固托换。锚杆静压桩的压桩力以满足能将刚性框架抬升调平至完全水平位置的需要为准,同时不能大于500 kN(桩的尺寸为250 mm×250 mm方桩),以保证桩身强度不被破坏。因此,桩群的施工流程必须采取信息化施工原则,即轮流进行微调的操作型式,不能操之过急。考虑到桩数可能不足,难以纠偏到位这一非常规因素,在框架梁南侧(塔基下沉侧)多留了两个压桩孔,以供万一需补桩用。
3) 采用顶升法对原三个下沉的基础Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ进行纠偏,使塔脚回复在一个水平面上。
4) 为了整个加固纠偏工程始终保持绝对安全的状态,原有基础必须与框架梁同步顶升移动,不受破坏或削弱。塔基底下产生的空隙用灌浆方法及时填补。
5) 顶升机构为液压式千斤顶,置放在已压入的锚杆静压桩顶部中心位置,在框架梁顶面该桩桩位处设置带传感器的荷载维持装置,20个桩位静压桩先行压入孔内到位。然后在维持荷载阶段,用带传感器的荷载维持装置塞到反力架空档内,抽出液压式千斤顶,使荷载转移到荷载维持装置上去。纠偏到位后,直接将微膨胀细粒混凝土灌入桩孔的内腔。经7~8 d凝固后,即可拆除加荷框架和4根锚杆交叉焊上∏形钢筋,然后浇上高强混凝土。
6) 纠偏前对铁塔塔身主材的螺栓进行检查紧固,并在侧面安装2组防绳,纠偏过程中进行应变测量分析,以确保纠偏过程铁塔塔身绝对安全。
7) 纠偏进度历时:2006年11月1日开始进场施工,12月9日开始进入顶升纠偏工序,12月14日纠偏工作顺利完成。
8) 纠偏效果:2006年12月15日分别对基础四腿水平、顺线路及横线路方向进行了测量,测量数据如表2、表3。数据显示纠偏后四腿已基本在同一水平面上,顺线路方向偏斜值为2.3 cm,偏斜率为0.53‰, 横线路方向偏斜值0.7 cm,偏斜率为0.16‰,符合规程中关于铁塔偏斜率<10‰的要求。纠偏效果良好。
5 结语
高压配电线路铁塔属高耸结构,不同于一般建筑物,加固纠偏有其特殊性。该高压配电线路铁塔纠偏加固方案于2005年8月开始实施,纠偏过程不需对线路停电,历时40 d,成功将该铁塔纠偏,从施工后期沉降监测结果可以看出,加固纠偏方案竣工后第2个月沉降速率已小于0.015 mm/d,基本趋于稳定,这表明加固纠偏方案是成功的。项目的实施,不仅节约了工程造价,节省了土地资源,而且避免了长时间的停电,取得很好的经济效益和社会效益。整个项目的研究和实施周到、严密,研究成果提出的整套纠偏技术对今后高压配电线路铁塔的加固和纠偏有很好的指导意义。
摘要：结合厦门电业局110kV高压配电线路的工程实例探讨线路倾斜铁塔带电加固纠偏技术。针对铁塔倾斜的具体原因,确定铁塔加固纠偏的原则,介绍了加固纠偏的施工过程及要点。加固纠偏效果明显,提出的整套纠偏技术有一定的参数价值。
带电提升铁塔 篇3
同塔架设的双回配电线路与单回线路相比,节省线路通道,较高的铁塔高度可以避免沿线树枝的影响,满足城市天桥和立交桥架设时的垂直安全距离。但是它也带来新的问题,一回线路停电作业时也需要另一回线路同时停电,这就扩大了停电范围。在运行的10 kV双回配电线路下组立铁塔可为配电网新、改、扩建工程实现不停电施工。
1在带电双回线路下立铁塔的几种情况
1)在带电双回线路下补立用于T接用户电缆进线的直线铁塔(见图1),可以实现在不停电情况下T接用户电缆,满足大用户的用电申请,缩短业扩流程,体现优质服务。另外,立铁塔可以利用原有线路通道,提高了原有线路通道的利用率。
2)在带电双回线路下补立用于增加杆上配电变压器的铁塔。随着居民生活水平的提高,用电量逐年攀升,电力公司只能通过新增配电变压器以缓解用电紧张的局面。为保证原线路供电可靠,以往新增杆上配电变压器只能在双回线路旁立铁塔,然后再由带电作业人员将其T接到双回线路的一条线路上,这种方法需占用原线路通道旁的土地。利用原有线路通道立铁塔加装杆上变压器(见图2),可以避免过多的支线影响城市市容环境,降低维护成本。另外,由于铁塔的承载能力远大于普通水泥杆,杆上配电变压器可以采用400 kVA以上的容量,进一步提高供电能力。
3)带电立铁塔增加联络开关。随着城市发展对供电可靠率的要求越来越高,越来越多的配电网采用多环网式的结构(三分段三联络等结构),这就需要通过在线路档距内合适位置立铁塔增加柱上分段开关(见图3)。
2带电线路下立铁塔的作业方法
带电线路下立铁塔作业需要做到:①在运行的10 kV双回架空线下竖立起铁塔;②安装横担和绝缘子;③将导线固定在绝缘子上。整个过程中,原双回线路不间断供电。
15 m高的新立铁塔由高度分别为3.45、5.53、6.02 m的上、中、下三节组装而成。带电双回线路的最下层导线距离铁塔中、上两节接头部位的距离有2.55 m,大于安规规定的0.7 m的安全距离,所以铁塔基础、下节和中间节由普通电力基建队组装完成。需要带电作业完成的是3.45m的铁塔上节吊装、横担和绝缘子的安装、导线与绝缘子的固定以及与带电线路导线的T接,具体有以下3种方法。
2.1绝缘横担遮蔽分步法
作业时需使用两台绝缘斗臂车和一台吊车,基本作业流程如下。
1)对作业点上方的6条带电导线用绝缘导线套管遮蔽后,固定在一根长3 m的绝缘横担上,并由1台绝缘斗臂车的小吊臂提升1 m(见表1中作业示意图)。
2)吊车起吊铁塔上节,由另一辆绝缘斗臂车斗内的作业人员带电完成与中间节的组装。
3)另一台斗臂车斗内作业人员带电安装横担、绝缘子并固定导线,最后T接导线。
这种作业方式由于带电导线提升了1 m,增加了带电导线和铁塔的安全净空,安全性高。考虑到铁塔的地面高度为15 m,工作斗高度1 m,吊臂长度0.7 m,要求起吊带电导线的绝缘斗臂车的工作斗的垂直作业高度要大于17.7(15+1+1+0.7) m,这就要求作业点的地形平坦,且斗臂车能停在作业点附近工作。该方法需要现场同时能放置3台大型作业车,作业人员相对也较多,实现难度较大。
2.2绝缘横担遮蔽整体法
这种作业方法和第一种作业方法的作业流程类似,只是横担和绝缘子的安装事先在地面完成,再由吊车吊起,斗臂车斗内作业人员完成其他工作。
这种作业方法与第一种方法相比,作业要求特点相同,只是斗内作业人员的工作量大大减少。
2.3导线多重遮蔽法
这种作业方法只需要一台绝缘半臂车和一台吊车,作业时不需要提升带电导线,基本作业流程如下。
1)对导线进行多重遮蔽,除了使用导线绝缘套管外,还用绝缘毯包裹在绝缘套管外,以弥补相间距离的不足[2],导线绝缘遮蔽段的长度根据现场实际情况而定,应能完全覆盖斗臂车斗内作业人员的作业范围。
2)吊车吊起铁塔的上节,由上方从两回路导线中间缓缓放下(见表1中作业示意图),绝缘斗臂车斗内作业人员完成铁塔上节的安装。
3)斗臂车斗内作业人员安装好横担及绝缘子,并做好横担及绝缘子的绝缘遮蔽,将导线置于绝缘子上,绑扎牢固,最后T接导线。
这种作业方法和前面两种作业方法相比,不仅施工需作业斗臂车可减少1台,而且作业流程相对简单,铁塔的上节在两回路导线之间从上而下放入,铁塔上节重心和起吊千斤绳的张力在一条直线上,起吊工程中摆动幅度小,不会造成导线绝缘遮蔽用具的磨损,施工方案安全可行;但和第二种方式相比,斗臂车斗内作业人员工作量较大。
3种作业方法的比较如表1所示。
可见,对于两侧三角排列的10 kV双回线路采用导线多重遮蔽法作业是最切实可行的,现场适应能力强。只要对起吊过程中铁塔可能碰触的导线实施有效的绝缘保护,实现同塔双回线路带电组立塔是安全可行的。
3不停电作业带来的效益分析
10 kV双回线路带电立铁塔T接的应用为电力企业和社会带来良好的经济和社会效益。2008年05月,厦门某10 kV双回线路的4号铁塔正好处于所经某路路面扩宽后的范围内,该铁塔需进行迁移。如果停电迁移,需要停用两条线路,施工时间长,停电影响范围大,为了配合市政部门路面尽快通车计划,经现场勘察后,决定双回线路带电迁移铁塔方法,把铁塔迁移到规划道路的人行道上。这次工程避免了原需停电时间4h,减少了164停电时户数,实现多供电量2.915kW·h。以厦门市每度电可以带来37.51元的工业产值来计算,就可多创造109.34万元的社会经济效益。另外,带电立铁塔期间保证对用户的不间断供电,因而不需要提前一个月排停电计划,提前两个星期刊登停电通知,缩短业扩流程,体现电力企业对社会的优质服务。
4结语
厦门电业局从2008年开始应用双回线路带电立铁塔以来,取得良好的效果。由于作业时不停电,已实现多供电量17.85万kW·h,多创造669.56万元经济效益。实践应用证明多重导线遮蔽法的带电立铁塔作业方法具有广阔的发展前景。
参考文献
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