141750KV线路铁塔组立施工工法1.docx
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141750KV线路铁塔组立施工工法1
750KV线路铁塔组立施工工法
1.前言
2005年9月26日,西北750KV官亭至兰州东输变电示范工程投产,标示着我国超高压电网建设进入了一个新的时期。
750KV线路中采用的铁塔主要是酒杯型直线塔、酒杯型直线转角塔和干字型耐张塔。
其中酒杯型铁塔平口以上塔头部分的吊装是施工的重点和难点。
酒杯型铁塔平口以上塔头部分的吊装,作业高度高,横担长,重量重,最大部件超过了50KN,横担最长达46m,铁塔平口以上高达23m。
500KV常用的普通抱杆的起重重量和几何尺寸都不能满足施工需求。
以上这些均给750KV线路铁塔组立施工带来了很大难题。
我公司针对铁塔特点,经过认真分析计算,选用了截面为700mm×700mm,长为32m钢抱杆,采用“内悬浮外拉线”法组立铁塔,经工程实际验证,具有较好的经济性并且是安全可靠的。
2.工法特点
2.1选用□700mm×32m抱杆,采用“内悬浮外拉线”法,其单边额定吊重为55KN,可以满足750KV线路铁塔吊重及开口要求。
2.2可以减少高空作业次数和难度,降低了劳动强度,同时也大大降低了安全风险。
2.3可以加快铁塔组立进度,满足工期的要求,并具有较好的经济性。
3.适用范围
适用于呼高小于80m,平口以上高度不大于23m,单边吊重不大于55KN自立式铁塔组立。
4.工法原理
4.1本工法主要是把抱杆拉线的下端固定在塔外的地面上,抱杆根部为悬浮式,靠四条承托绳固定在主材上,利用抱杆的支撑,用滑车、绞磨、地锚等工具形成吊装的一种分解组塔方法。
4.2本工法可起吊较重的塔片,被广泛应用于750KV线路铁塔组立施工中。
5.施工工法及操作要点
5.1施工工艺流程
750KV线路高铁塔组立施工工艺流程见图5.1。
图5.1施工工艺流程
5.2施工方法及操作要点
内悬浮外拉线抱杆采用我公司的700mm×700mm断面的钢抱杆。
抱杆本体长32m,共八节。
其中上节携带一个两轮朝天滑车、八个上拉线挂点和两个起重滑车悬挂点,下节携带两个单轮朝地滑车、四边各一个承托绳连接挂点。
内悬浮外拉线抱杆共分为抱杆系统、拉线系统、承托系统、起吊牵引系统和控制系统。
5.2.1施工准备
1、塔材和工器具的准备
根据设计图纸和所用工器具的清单,将相应塔型的塔材和工器具安全运输到施工现场,并对工器具和塔材进行清理。
工器具和塔材分类摆放整齐。
塔材所用螺栓涂抹黄油。
2、地锚的设置
施工前要根据塔位地形,合理布置钢抱杆的拉线地锚,地锚一般设置在基础的对角线上,且与基础中心的距离为塔高的1.2倍的位置上为宜,铰磨的地锚一般布置在顺线路的方向的基础中心线上,地势较平的一侧,距塔高的1.2倍的地方布置。
地锚埋设的方法及深度见下图5.2.1。
坑类别
坑深(m)
地锚规格
地滑车坑
2.0
80KN
绞磨坑
2.2
80KN
拉线坑
2.0
80KN
图5.2.1地锚埋设的方法及深度
5.2.2组立抱杆施工
1、抱杆的组装及吊立
根据现场地形合理选择钢抱杆放置的方向,并根据钢抱杆的斜材方向连接抱杆,相临两节抱杆的斜材不能同向。
由于钢抱杆比较长,所以起立钢抱杆时用人字抱杆吊立,不允许人工直接起立。
人字抱杆吊立钢抱杆示意如下图5.2.2-1:
图5.2.2-1人字抱杆吊立钢抱杆示意图
2、拉线系统布置
拉线系统一般采取“X”型布置。
拉线绳采用φ15.5mm钢丝绳,拉线对地夹角不大于45°,其长度按现场地形确定。
拉线一端用60KN手扳葫芦连接在外拉线地锚上,活头通过制动器也连接在外拉线地锚上,具体详见下图5.2.2-2。
手扳葫芦用于短距离的调整,制动器适用于长距离的释放。
图5.2.2-2拉线系统布置示意图
3、其操作要点如下
1)抱杆在竖立前应注意检查抱杆的质量。
重点检查其连接螺栓是否齐全、紧固;构件是否弯曲变形,有无脱焊,连接后的垂直度等。
要求连接螺栓必须齐全、紧固,构件无变形、损伤,连接无弯曲。
同时应将抱杆的附件如腰环,朝天滑车、朝地滑车、牵引绳、拉线等连接好。
2)吊立抱杆时,钢抱杆底部利用塔基或埋设地锚固定在塔基中心位置,人字抱杆底部固定在钢抱杆的中下部位置,调节起吊绳的长度,保证人字抱杆整体与地面的夹角约为五十度左右。
起吊钢抱杆采用两点吊立,不允许单点起吊钢抱杆。
3)抱杆起立完成后应收紧固定好四方落地拉线,四根拉线的收紧程度应基本相当,能满足安全吊装即可。
5.3地面组装施工
5.3.1地面组装前,对构件进行布置,根据地形及塔段本身对塔件有无方向限制,是否影响吊装等合理布置组装的方位。
5.3.2根据抱杆可提升的高度、吊装的重量、主材允许的弯曲程度和减少吊装次数,合理确定分段、分片及带辅铁的数量。
5.3.3组装时场地要平整或用垫木将主材垫平,垫木的高度和支撑点一定要足够支撑塔材的重量,避免主材弯曲。
5.3.4组装可分为平组和立组,平组适用于塔身分片吊装的组装,立组适用于整体吊装塔脚、导地线支架和横担的组装。
5.3.5组装完成后,重新检查垫块、垫片是否按设计图数量安装,螺栓的规格和穿向是否正确,并紧固所有螺栓,带辅铁的没有固定的一端要用钢丝绑牢。
5.4吊装施工
吊装施工的程序见下图5.4。
图5.4吊装施工程序图
5.4.1吊装施工流程
5.4.2起吊系统布置
1、起吊绳采用φ15.5mm钢丝绳,起吊绳与抱杆夹角应控制在10°以内。
布置如下图5.4.2:
图5.4.2起吊系统布置示意图
2、地滑车和腰滑车布置
80KN地滑车主要是改变牵引绳方向,将垂直方向的牵引绳水平引向塔外。
地滑车不许用塔腿当地锚,可在塔腿旁选择合理位置埋设80KN地锚,连接地滑车及地锚的钢丝绳套采用φ21.5mm钢丝绳套。
腰滑车的作用是防止牵引绳与抱杆或塔段相碰撞,腰滑车应布置在已组塔段上端主材上,固定腰滑车的钢丝套应尽量短些。
5.4.3吊装塔腿施工
1、吊装塔腿前,检查受力侧的拉线、吊绳的绑扎、螺栓的紧固,发现问题及时处理,处理完成后方可吊装。
2、吊装时,要匀速起吊,吊离地面300mm后,停止吊装,检查各受力点,无异常后再继续吊装。
3、就位时,地螺连接的要尽量保证塔脚板下平面与基础面平行,对准螺栓后缓慢落下;插入角钢连接的要塔腿主材与角钢角度一致,对准连接板后缓慢落下。
到位后将连接螺栓穿上并紧固。
4、螺栓紧固完成后,缓慢松出磨绳,并解开吊绳。
依次吊装四条塔腿后,将四条腿的连接水平材连接安装。
5.4.4吊装塔身施工
1、吊装塔身采用分片吊装,一般采取两节组成一段一起吊装,两吊点绳在塔片的固定位置必须位于塔片重心位置以上的塔片对称节点处,绑扎后的吊点合力线应位于塔片结构中心线上。
起吊构件时,应在吊点附近绑扎补强木,补强木直径为150mm,长度为8~10m。
其吊装补强如图5.4.4所示。
a为吊绳夹角不大于60度
图5.4.4吊装补强示意图
2、控制绳布置
1)控制绳采用3根φ13.5mm钢丝绳。
其塔片上方布置1根、下方水平布置2根。
其作用是控制起吊塔片与塔身不撞挂,并微调被吊塔片位置,方便就位。
2)控制绳对地夹角应小于45°,被吊塔片距已组铁塔的最远距离应控制在0.3m~0.5m。
3)下方水平的2根控制绳应布置在所吊塔片面的基础中心线两侧,且对称布置,距离要适中,要利于控制塔片位置。
4)上方的控制绳要布置在所吊塔片面的基础中心线上,距离适中,便于调整塔片就位。
3、塔片吊装操作要点
塔片吊装前已组塔段的主要斜材必须安装齐全,接头螺栓必须紧固,紧固率达98%,对分段接头处无水平材的部位应进行补强或安装临时水平材。
1)构件开始起吊,控制绳应稍微收紧,起吊中,在保证塔片不碰撞已组塔段的情况下,应尽量松出控制绳。
2)开始起吊时,构件着地一端应设人看护,防止塔材插入土中折弯塔材。
3)构件刚离地后,应暂停起吊,做震动试验并进行以下检查:
牵引系统是否运转正常,各滑车是否转动灵活;
抱杆状态是否满足要求,拉线是否受力正常;
各绑扎连接点是否牢固,地锚、制动器是否受力正常;
已组塔段有无明显变形;
控制绳绑扎点是否正确,绑扎是否牢固;
以上检查无异常情况时,再继续起吊。
4)构件上端吊至与已组塔段相平时,应密切监视塔片起吊情况,防止构件与塔身相挂或构件离塔身太远。
5)构件下端吊至就位处附近时,由塔上负责人指挥停止牵引,并慢慢松出控制绳,及时用尖扳手找正就位。
6)固定主材时,先穿尖扳手,再连就近的螺栓。
两主材都就位后,应安装并拧紧全部接头螺栓,并安装好两侧面大斜材。
7)新吊塔片与已组塔段全部连接并将接头螺栓全部紧固后,再解除起吊绳和控制绳。
控制绳解除后,应将其与已解吊绳连接牢固,用其将吊绳及动滑车慢速接至地面固定。
5.4.5提升抱杆施工
1、在升抱杆前必须使底层塔材连接好,塔材安装齐全螺栓全部拧紧后才可以升抱杆。
抱杆提升布置如下图5.4.5-1。
图5.4.5-1抱杆提升布置示意图
2、承托系统布置
承托系统由承托绳、链条葫芦、塔身固定装置等组成。
承托系统布置如下图5.4.5-2。
承托绳由1根φ19.5mm钢丝绳绕过抱杆根部承托绳挂环,双股挂于5t专用滑车上,通过专用滑车、塔身固定装置连接于塔身。
每付抱杆配4根承托绳。
承托绳与铁塔的连接要选在有水平材和大斜材与主材的连接部位。
单根承托绳对抱杆轴线的夹角控制在30°左右,最大不得大于45°。
图5.4.5-2承托系统布置示意图
3、提升抱杆操作要点:
1)用拉线将抱杆调整到垂直状态,绑好上、下两道腰环。
2)将已穿过朝地滑车提升绳的一端绑扎在已组塔段上端主材节点处,另一端穿过腰滑车,再通过转向滑车引至绞磨。
3)慢松拉线,开启绞磨,当抱杆提升一定高度承托绳全部松弛后,停止牵引,拆除承托系统。
4)继续提升抱杆,并配合外拉线控制,将抱杆提升到要求高度为止。
5)将承托绳固定于要求塔段主材的节点位置并连接牢固。
承托绳固定在铁塔结构的塔身有水平材的位置,当无水平塔材时,应采取有效的补强措施。
6)回松绞磨,用拉线调整好抱杆状态后,固定好拉线。
7)拆除上、下腰环和提升工具,作好下次起吊工作。
4、抱杆的布置
抱杆是整个组塔的关键工具。
其插入已组塔段内的长度应能保证承托绳对抱杆轴线的夹角一般控制在30°左右,最大不超过45°。
在满足组塔就位等条件下,其插入长度应尽量长些。
抱杆腰环的作用是保证在提升抱杆中,使抱杆始终处于竖直状态。
腰环与已组塔段的连接采用φ15.5mm钢丝绳,两腰环间的垂直距离应保持在10m左右。
在布置腰环时,抱杆应处于竖直状态,上腰环布置在已组塔段最上端,下腰环布置在抱杆最终提升的位置附近。
抱杆提升固定好后,应解除腰环。
抱杆一次提升高度过大时应进行倒腰环操作。
5.4.6吊装塔头施工
塔头吊装可分为曲臂吊装和横担及支架整体吊装两部分。
1、塔头吊装施工布置图
1)曲臂吊装布置如下图5.4.6-1。
图5.4.6-1曲臂吊装布置示意图
2)横担及导地线支架整体吊装布置如下图5.4.6-2。
图5.4.6-2横担及导地线支架整体吊装布置示意图
2、塔头部分的吊装操作要点
1)吊装下曲臂:
下曲臂分为左右两部分组装在塔位的两侧面,用抱杆左右两边的吊钩分别吊装下曲臂的左右两部分。
2)吊装上曲臂:
吊装前抱杆应向起吊物侧预倾10°,在起吊物的反侧铁塔K字点处对抱杆加挂一根临时拉线。
上曲臂分为左右两半分别组装在塔位的两侧,用抱杆左右两边的吊钩分别吊装左右上曲臂。
3)导线横担及导地线支架整体吊装:
①整体起吊横担及支架时除设置四根外拉线外,还应在起吊物的反侧加装一根临时补强拉线,减少受力侧两根拉线的受力外,同时用来调节抱杆倾斜角方便就位。
②吊装前,在两上曲臂之间用导链葫芦连一根钢丝绳套,用于就位时随时调整两曲臂间距。
吊装时应尽量减小横担与塔身的接近距离。
吊至要求高度后,利用拉线及补强拉线调整抱杆后仰适当角度使横担就位,抱杆后仰过程中应严密观察横担不得与抱杆磕碰。
③调整大绳布置在起吊段的主材上下端。
上段一根采用“V”型扣与两边两根主材相连,下端两根分别连与两根主材上,以方便就位。
所有控制绳均采用制动器缓慢松放,起吊过程应严格监控控制绳的受力情况。
④就位时,横担两头的四个节点处均应有人监护,按照低点优先就位原则(即吊件哪个接头低就先连接哪个点),逐点就位。
严禁高点就位后采用继续起吊的方法就位低点。
3、构件绑扎要求
1)吊点绳与牵引绳、构件间的连接,曲臂吊绳采用一根φ19.5mm钢丝绳套,两端与被吊曲臂主材相连后,中间挂于起吊滑车上,并用100KNU型环封固,两侧吊绳组成的V型夹角应小于120°。
横担及导地线支架整块吊装时采用两根等长的φ19.5mm钢丝绳套,分前后侧将四个绳头连于横担相应位置,中间挂于起吊滑车上,并用100KNU型挂环封固,左右两吊绳组成的V型夹角应小于110°。
2)两吊点绳在构件的固定位置必须位于构件重心位置以上的构件对称节点处,绑扎后的吊点合力线应位于构件结构中心线上。
5.5抱杆拆除施工
5.5.1抱杆拆除施工流程
抱杆拆除施工流程如下图5.5.1所示。
图5.5.1抱杆拆除施工流程图
5.5.2拆除抱杆操作要点
整基铁塔组装完成后即可拆除抱杆。
若采用由塔身某部位将抱杆直接拉出的方法拆卸,抱杆将与塔材严重碰撞,拆卸难度较大,为此采用分段拆卸施工,现简述整塔组装完毕后抱杆拆除方法。
1、在导线中横担挂线点处设置起重滑车。
2、在抱杆上端适当位置固定绑扎起吊绳,将此绳穿过起重滑车及塔下地滑车后引至绞磨。
3、在抱杆根部绑一根φ18mm棕绳,使其通过塔下转向滑车后引至塔外。
4、恢复上腰环受力,调松外拉线,开启绞磨使绞磨受力后,拆除抱杆上拉线。
5、将抱杆提升适当高度(0.5m),停止绞磨牵引,并拆除承托绳。
6、拉紧抱杆根部棕绳,慢松绞磨,当抱杆顶端回落至横担附近时,停绞磨拆除外拉线及起吊系统等,继续回落抱杆,直至地面。
7、用腰环固定抱杆的不拆除段,用钢丝套将抱杆的不拆除段与上部相邻段连接牢靠后,拆除段间的连接螺栓。
拆除时,应将绞磨固定牢靠,不得提升或回松磨绳。
8、开启绞磨,抱杆根部离地后,以人力将抱杆根部段拉至塔外,同时回松绞磨,使未拆除段抱杆底部落地。
9、重复以上方法,拆除其余抱杆段。
6.材料与设备
铁塔组立所需的材料及设备见下表6。
表6主要工器具表
序号
名称
规格
单位
数量
序号
名称
规格
单位
数量
1
钢抱杆
□700mm×32m
副
1
11
卸扣
37.5KN
个
4
2
人字抱杆
□400mm×16m
副
1
12
手扳葫芦
6t×6m
个
5
3
钢丝绳
φ21.5mm
m
100
13
手拉葫芦
2t×3m
个
2
4
钢丝绳
φ19.5mm
m
200
14
滑轮
8t
只
2
5
钢丝绳
φ15.5mm
m
1400
15
滑轮
5t
只
6
6
钢丝绳
φ13.5mm
m
400
16
滑轮
3t
只
2
7
地锚
80KN
个
9
17
滑轮
8t(双轮)
只
1
8
铰磨
50KN
台
1
18
制动管
DN150
只
9
9
卸扣
100KN
个
18
19
白综绳
φ18mm
m
750
10
卸扣
50KN
个
25
20
帐篷
8m2
顶
1
7.质量控制
7.1塔身倾斜:
≤2.4‰。
7.2主材弯曲(各节点间弦线检测):
≤1/800。
7.3螺栓紧固扭矩:
M16(80N·m)、M20(100N·m)、M24(250N·m)。
7.4螺栓安装规格符合设计图纸要求;穿入方向符合规范及工程要求;螺母拧紧后单母者应露出二扣,双母者可以相平,螺杆与物件垂直,螺母平面与结构平面应贴紧不能有空隙;螺栓必须加垫者,每端不宜超过两个垫圈。
7.5质量记录的填写、整理应认真、清晰、规范、完整,签字齐全,并及时上报质检部门统一汇总装订。
8.安全措施
内悬浮外拉线抱杆分解组塔施工安全措施除应严格遵守《电力建设安全工作规程(架空电力线路部分)》(DL5009.2-94)的规定的安全技术措施的要求外,还应注意以下几点:
8.1抱杆提升及塔材起吊时应做振动试验,起吊过程中,正侧面必须设置监护人,随时观察抱杆及承力系统的受力情况。
8.2起吊过程中,起吊速度严格控制,全体人员必须精力集中,配合密切。
8.3起吊下曲臂、中导线横担和边导线横担时,拉线受力较大,起吊时必须布置起吊物反侧的临时补强拉线。
8.4控制绳的受力增大是所有系统受力增大的关键因素,施工中应尽量减小控制绳的受力。
8.5地锚埋设是铁塔组立整个系统稳定的关键。
地锚埋设时,必须按照要求深度进行埋设,卧牛槽的开挖深度和马道的开挖坡度必须符合要求,回填土下层利用蛇皮袋装土回填,上层采用细土回填夯实,并采取坑上铺设彩条布防止雨水进入。
8.6抱杆升降过程中,特别是抱杆处于平口以上时,外拉线必须同时收或松,严禁仅在腰环的作用下升降抱杆。
抱杆拆装过程中必须采取有效的措施保证拆除段或待安装段的稳定,防止失控。
8.7塔件吊装过程中塔上不得有人,塔件起吊高度达到就位时高处作业人员方可上塔,上塔时不得从吊件侧攀登;确因工作需要塔上必须留人时,塔上人员应在吊件反向安全部位且身体不得超出最高处的水平材,并随时注意起吊过程的异常情况。
8.8现场警戒线应醒目,无关人员严禁进入作业现场警戒线以内,塔下工作人员无故不得进入重物跌落区。
8.9遇有雷雨、浓雾、沙尘暴、六级及以上大风天气严禁进行高空作业。
9.环保措施
9.1施工中应遵守国家有关环境保护的法律、法规,接受环保部门对线路施工的监督和指导。
9.2设置专用容器回收油污,对含油量超标的弃水要采取收集和就地处理措施,含油深度达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)规定的一级标准后方可排放。
9.3按照《工业企业噪声卫生标准》,合理安排工作人员减少接触噪声的时间,对距噪声源较近的施工人员,除采取戴防护耳塞等劳动保护用品外,还要适当缩短劳动时间。
9.4施工现场合理堆放材料,合理进行现场布置,尽量避免占用农田和改变地貌现状。
施工垃圾一律回收,集中处理。
施工完毕后地表不得残留废弃物
9.5组塔完成后应将原土回填,不得流失,地表属于坡地时应筑坡保护。
10.效益分析
10.1采用本工法施工,有效减少起吊次数,从而降低施工人员劳动强度,提高劳动效率,方便安装,加快了施工进度。
缩短了临时占用田地时间,减轻了协调难度。
也使施工成本大大降低,可产生明显的经济效益和社会效益。
10.2采用本工法施工,可减少了高空作业次数,有效降低了施工作业安全风险,可产生潜在的经济效益。
11.应用实例
750KV兰州东—银川东输电线路工程铁塔组立施工
11.1工程概况
750KV兰州东—银川东输电线路工程始于甘肃省榆中县750KV兰州东变电站,止于宁夏回族自治区灵武市750KV银川东换流变电站。
工程规模为单回路750KV送电线路,路经长度为370.006公里。
气候属温带季风气候,具有明显的向大陆性气候过渡的特征。
全年干旱缺雨,温差较大,四季气候的特点是:
冬季雨雪少,寒冷时间长;春季升温快,冷暖变化大;夏季气温高,降水较集中;秋季降温快,初霜来临早。
年平均气温7.4℃,一月平均气温-7.4℃,七月平均气温18.1℃,年平均降雨量510mm。
全段海拔多在2000m以上,最高海拔达2700m左右。
该线路主要采用了ZB118、ZB218、ZB318、ZB125、ZB225、ZB325、ZB425、JG1、JG2、JG3和ZM1等塔型。
11.2直线塔ZB325单线图
直线塔ZB325单线图如下图11.2所示。
图11.2直线塔ZB325单线图
11.3施工情况
在组装ZB325直线塔施工中,从立抱杆到降抱杆清场,共用了3天时间,施工作业人员共23人,其中高空作业人员6人,指挥1人,地面配合人员16人。
与采用其它方法组装铁塔相比,可以节省时间2天,施工作业人员减少5人。
而且螺栓主要在地面紧固,减少了塔上紧固螺栓的次数和时间。
在吊装过程中,由于塔上作业次数和吊装次数减少,有效的降低了安全风险。
11.4总体评价
选用□700×32m抱杆,采用“内悬浮外拉线”法组立750KV线路铁塔,可适用于所有塔型的组立,具有很强的通用性。
从施工实际看,相对其它方法,其经济效益更好,安全风险更低。
综上所述,本工法优于其它组立铁塔的施工方法。
750KV线路铁塔组立施工工法图片资料
1、铁塔地面组片一
2、铁塔地面组片二
3、铁塔地面组片三
4、铁塔地面组片四
5、铁塔抱杆起吊一
6、铁塔抱杆起吊二
7、铁塔抱杆起吊三
8、铁塔塔片吊装一
9、铁塔塔片吊装二
10、铁塔塔头吊装前
11、铁塔塔头吊装一
12、铁塔塔头吊装二
13、铁塔塔头吊装就位
14、铁塔塔头就位安装
15、铁塔全部完成组立
16、完成组立后的所有铁塔
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