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摘要:输电线路施工的关键工序在于基础放样、分坑、基坑开挖、钢筋混凝土结构浇筑、杆塔组立以及架线等,在实际操作中有可能因为技术落实不到位而产生一定程度的质量缺陷。本文主要研究以上各个关键工序的主要施工内容及其可能产生的质量缺陷,然后在其基础上提出了一些具有针对性的质量缺陷防控措施。
关键词:输电线路;施工质量缺陷;防治策略
引言:
高压输电线路的杆塔基础采用钢筋混凝土结构,而杆塔的组装大多采用分解组装的方式,其中涉及到焊接作业和螺栓紧固作业。导线的敷设、绝缘子安装、紧线、张弛度控制等都可能产生一定程度的质量缺陷。输电线路施工对稳定电力能源、降低输电系统故障率等具有非常重要的作用。对此类施工活动中的质量缺陷成因开展深入的研究,然后在其基础上制定质量缺陷防控措施,这些都会产生深远的管理意义。
1 输电线路施工的主要内容
1.1 放样
在开展土石方作业之前要再一次确认前期测绘定位的塔位施工线路是否满足精度要求,按照塔位之间的间距要求在测量放样好的施工线路上定位出杆塔的具体位置。输电线路上使用的杆塔基本上是将四个塔腿与浇筑好的混凝土基础固定在一起,在前期测量准备工作中还要做好分坑,也就是将四个塔腿的位置放样出来。基础分坑的精确度将会直接影响到后期开挖以及混凝土浇筑等关键环节的施工效果[1]。分坑的方法有多种类型,如外心控制分坑法、内心控制分坑法、半对角线分坑法等,施工单位可根据实际需要灵活运用,重点是控制好基础的中心点位置、几何尺寸以及高程等参数。
1.2 基础施工
第一,地质勘探。输电线路的基础结构施工必须借助严格的地质勘探来掌握相关位置的土壤及岩石特点,这对后期的基础选型具有非常重要的影响。在无覆盖的强风化岩石部位开展基础施工时一般要采用岩石嵌固型,如果施工部位的岩土类型为中等风化岩石,基础选型一般为岩石锚杆型。在有些基础施工中可能还会存在软土地质或者膨胀土地质等不利于工程质量控制的因素。由此可见,借助严格的地质勘察活动来及时掌握施工区域的岩土结构和不良地质条件对提升输电线路基础设计和施工效果具有显著的作用。第二,土石方开挖。检查基坑的控制桩是否存在缺失、损坏以及复查横担方向以及根开尺寸等参数,在确保无误的基础上再去根据事先选定的基础类型开展土石方开挖作业,通常情况下采用机械方式作业,必要时可辅助人工或者爆破等方式,爆破主要用于处理坚硬的岩石层,土石方作业的控制要点为放坡系数、防坍塌措施以及可能存在的防排水需求[2]。第三,基础浇筑。现阶段高压线路的杆塔基础一般会采用钢筋混凝土结构来完成施工,因为这种技术成熟的输电线基础存在着承载力强、稳定性高以及抗拔性强等一系列优点。在基坑开挖完成的前提下可处理好基础浇筑作业的现场条件,然后再完成模板安装、钢筋绑扎、预埋件安装、接地体埋设以及地脚螺栓预设等作业内容。采用机械方式将质量合格的混凝土材料浇筑到基坑内,并做好振捣和后续的养护施工。在浇筑完成之后及时检查地脚螺栓以及其他预埋件是否出现位置偏移,及时将其处理好。
1.3 杆塔施工
第一,杆塔选型。输电线路的安全性和抗外力作用性能与杆塔的选型具有直接的联系,现阶段使用较为普遍的杆塔包括铁塔、预应力混凝土电杆以及钢筋混凝土杆等,前者主要用于高压线路的架设,而城镇或者乡村等建筑物密集的终端地区主要采用预应力混凝土电杆。正确的选型对建造成本的孔子也具有重要的意义。
第二,立杆。不同类型的杆塔在立杆时采用的技术路线也存在较大差异,我国的高压线路普遍采用高度和体型较大的铁塔,因而在立杆时主要借助焊接技术来完成分解组立,通常情况下将Φ300mm或者Φ400mm的等径杆制作成铁塔的分段,然后在将其焊接成所需长度。预制好的钢筋混凝土电杆使用导链或者吊装车辆完成整体组立,不存在焊接作业[3]。
第三,调整杆塔。杆塔组立的过程中可能会产生标高、垂直度等方面的误差,并且基础的不均匀沉降、埋土夯实不到位或者拉线盘走动等因素也可能导致其产生较大的位置偏移。在开展架线施工之前必须采取有效地措施检查是否存在以上情况,并且在发现问题的情况下调整杆塔的标高、垂直度以及其他方面的缺陷,将固件紧固到位[4]。
1.4 架线
第一,准备工作。在放线作业之前要将线盘包装拆除,将电缆盘架设在和转动的金属支架上(尤其是较大的电缆盘)。在杆塔上的适当位置设置好挂放线的滑轮,并且还需调整耐张杆的拉线、搭设交叉跨越线以及设置补强拉线的措施。导线施工的工具以及接地线施工的材料和工具等要事先准备到位。第二,放线。这一环节主要是完成导线和地线的敷设、安装好对应的附件以及将导线张弛到位,施工人员在作业过程中好要记录好导线的张弛度[5]。张力展放和拖地展放是常用的两种架线方式,前者是利用专业的放线机械对电力线缆产生一定的张拉力(大小适中),后者主要借助人工方式将线缆从线盘上拖动展放在地面上,在敷设小型电缆时主要采用拖地展放的方式。
1.5 接地
电力输电线路的架设高度、杆塔材料等导致其在实际应用中容易受到雷击作用,接地施工是在地面上挖设出专门的接地沟(规范要求深度为0.5m),敷设镀铜圆钢或者镀锌扁钢材质的接地导线,然后采用电焊或者热熔焊等方式将分段的接地导线连接成统一的接地网,杆塔上也要设置引下的接地导线,最后将杆塔上的引下线与敷设完成的接地网连接起来[6]。这一施工环节的重点在于控制好接地沟的开挖深度以及做好接地导线接头部位的焊接施工和防腐施工。在敷设完成之后还要检测其接地电阻值是否满足设计规范的具体要求。
1.6 其他附件
第一,绝缘子的设置。输配电线路上的金属导体要设置绝缘器件,而这些绝缘器件还能为其提供良好的支撑作用。按照材质来划分,绝缘子包含了复合绝缘子、玻璃绝缘子以及瓷绝缘子。绝缘子串在输电线路的安装施工中也具有非常重要的地位。导线的夹持、防护装置、连接装置以及保护装置等大多采用金属材料制作而成,这些金具的安装质量直接关系到输配电系统线缆的张弛度、系统稳定性等。
2 质量通病及防治措施
2.1 基础分坑及开挖的质量缺陷防控
第一,问题描述。在挖掘基础时容易因为地质变化而造成原有的放样效果出现变形走样,在某些基坑作业部位可能存在质地坚硬的岩层,此时可采用爆破的方式来辅助基坑开挖,但是在实际操作过程中容易因为装药量过大而造成比较严重的地质破坏[7]。基坑底部的夯实效果对其承载力、抗渗性能以及沉降量的控制具有显著的效果。但是在实际施工中容易出现基坑底部处理不到位的情况。
第二,应对措施。1)在测量放样阶段将基础的中心桩以及四周的辅助桩设置到位,并且各个桩位要采取有效的措施来防止其出现偏移或者损坏。2)采用爆破的方式来处理基坑施工部位的坚硬岩体时,要控制装药量,不要将其集中在一个点位,而是要将爆破点分散开,每个位置仅设置少量的火药。3)将基坑底部夯实处理到位对防止其发生沉降或者承载力不足具有关键的作用,出现积水时要及时排水。施工温度不得低于0摄氏度。
2.2 基础位移或者预埋件偏移的缺陷防控
第一,问题描述。预埋钢筋、地脚螺栓等预埋件有可能因为浇筑和振捣操作而出现较大的位置偏移,而整体的混凝土基础浇筑施工也会因为放样桩位的位置偏差而出现一定的质量缺陷。
第二,应对措施。
1)在浇筑混凝土之前必须严格检查各个桩位的精确度、模板的紧固程度、模板的缝隙处理情况以及钢筋等预制件的紧固程度,防止混凝土的冲击导致其发生位移。2)地脚螺栓的位置一旦出现偏移将会造成铁塔基座安装不能顺利的实施,并且这种情况下混凝土基座几乎不能通过修复措施来再次利用。因此,浇筑完成之后必须及时检查地脚螺栓是否存在偏移、漏出量不足或者垂直度不足的问题,在混凝土没有达到初凝之前还有机会调整这些质量缺陷问题[8]。
2.3 混凝土基础浇筑缺陷防控
第一,问题描述。原材料缺陷、配比不合理、运输控制不到位等都会造成配置出来的混凝土材料存在质量问题,并且输电线路混凝土基础这种大体积结构在浇筑过程中还容易因为温度控制不到位而出现裂缝问题,后期保养不当也会造成同类问题。
第二,应对措施。1)混凝土施工中使用的水泥材料要借助抽样试样的方法检测其细度、体积稳定性等关键的性能参数,如果要预制钢筋,还要检测钢筋的单位质量、抗拉强度、冷弯性能等是否达到规范要求,这些原材料的性能测试要由专业的机构来实施,出具测试报告。粗集料中的含泥量过大一般会造成混凝土材料的强度和易性出现一定的缺陷,因而在施工之前要将确保其含泥量不超过1%。使用混凝土搅拌站来精确化、自动化地控制水泥、砂子以及碎石子等原材料的比例,根据运输距离、温度情况来控制含水量,必要时可适当增加水分[9]。在运输混凝土的过程中要做到防尘、防失水,并且时间不宜过久。2)在浇筑大体积混凝土结构的过程中要采取措施防止水泥水化生热产生的负面影响,主要原因在于混凝土结构内部积聚的热量会造成其出现比较显著的热障冷缩效应,因而容易形成裂缝。在处理此类问题时一般可添加缓凝剂、设置冷水降温措施。3)基础的底模和侧模在混凝土的压力作用下容易产生变形、漏浆之类的问题,在浇筑结束之后要及时检查底模和侧模的紧固性是否出现任何问题,必要时予以加固。4)混凝土结构的养护涉及到环境温度、养护时间、洒水润湿以及加注添加剂等内容,在夏季高温环境下要确保其表面始终保持足够的润湿程度,可覆盖草帘洒水。在冬季施工时还要在低温严寒条件下设计必要的保温棚。
2.4 杆塔施工的缺陷防控
第一,问题描述。高压输电线路普遍使用的铁塔构件在运输和装卸的过程中容易出现表层磨损和结构变形,镀锌层的受损会导致其在后期的使用中过早的出现生锈,而结构变形会严重损害构件的强度。铁塔在组立的过程中可根据设计特点采用螺栓紧固或者焊接的方式来连接各个组件,现阶段一般采用螺栓连接的方式。在实际操作过程中容易出现螺栓材质混用、型号不匹配以及紧固程度不足的缺陷,进而影响到杆塔的整体质量。
第二,应对措施。1)所有进入现场的杆塔组件都必须通过严格的验收制度来检查其表面磨损情况以及几何变形情况,不符合要求的杆塔组件全部都要排除在备用材料范围之外,尤其要检查金属构件的镀锌层是否出现明显的磨损情况。2)内悬浮外拉线抱杆在设置的过程中容易因为吊装保护措施不到位而出现一定程度的磨损,这种情况对杆塔的安全性具有很大的负面影响。因此在完成此类吊装施工时一般要采取吊装带。3)大型塔材的吊装施工要根据其几何形状、重心分布合理的布置吊点,在某些着力点上要设置衬垫加以保护。4)螺栓材质与设计规范不一致时容易造成强度不足,甚至加速锈蚀和材料之间的相互污染。因此,在施工之前必须严格检查各种螺栓的材质、型号等关键性能参数是否与设计结果一致。施工单位在管理过程中还要注意螺栓的保存,一般将螺栓按照不同型号保存在润有黄油的纸包里,不能将不同类型的螺栓混合在一起存放。螺栓的紧固必须严格按照其自身的设计规范来进行确定,其紧固力矩具有一定的范围约束,这一点可建筑扭矩扳手来实现量化控制。
2.5 架线施工的质量缺陷防控
第一,常见问题。1)线缆因装卸和运输保护不当而出现外护套破损、开裂或者变形的情况是常见的问题之一,这是因为电缆盘的金属棱角非常坚硬,磕碰后会破坏电缆。2)采用机械方式敷设导线的过程中会因为张力控制不当而损坏导线原本的性能,过大的张力会造成其拉伸变形,与原设计结果存在较大差异。并且过大的张力也会增加导线与跨越架之间的摩擦力。3)压接管在操作过程中容易因为控制不当而出现弯曲和开裂的质量缺陷。并且压接处理不当时还可能造成导线出现散股或者灯笼状,并且这种情况下导线受到了比较严重的变形,其难以在恢复到之前的结构[10]。
第二,防控措施。1)在线缆的运输施工中要在电缆盘底部支垫木方,并且借助绳索将其固定在车辆的结构上,防止相互之间碰撞和挤压。电缆进场之后由技术人员和材料管理人员对其规格型号以及外观的完整性开展严格的检查,出现损坏的电缆坚决不能用于输电线路。2)采用张力展线时要根据电缆的具体情况确认好张力的大小,不可超过安全范围,尤其在跨越架时要做好控制。3)压接管的弯曲度要控制在2%以下,并且一旦发现裂纹,那就必须更换。当检查中发现压接管的弯曲度超过了规定范围时可采用专门制作的直管器来对其实现有效地调直。4)导线自身的质量缺陷或者压接时的卡线器距离导线过近都可能造成其形成灯笼状或者散股。因此,在具体操作过程中要将卡线器和导线之间的距离把握好。
2.6 防雷接地质量缺陷防控
第一,常见问题。防雷接地施工中常见的质量缺陷包括接地坑开挖深度不足、镀锌扁钢焊接质量差、热熔焊接头形成不饱满或者防腐不到位等情况。防雷接地施工属于隐蔽工程,回填之后就难以直接观察到质量缺陷,这就要求施工单位在作业过程中严格检查基坑开挖、焊接以及防腐等各个工序,避免各种质量缺陷。
第二,防控措施。1)施工单位的技术人员和监理单位工程师在基坑开挖结束之后及时检查其深度是否符合要求,接地线的敷设作业要在基坑开挖深度和彻底排水的基础来实施,镀铜圆钢一般是采用热熔焊的方式将接头部位连接在一起,并且其接头部位要做到饱满、均匀,结束后采用防腐涂料处理。
3 结束语
输电线路施工中包含了基础放样、分坑、基础开挖、杆塔基础混凝土结构浇筑、杆塔分解组立以及架线等环节。分坑不准确、桩位稳定性不足、混凝土结构开裂、杆塔分解组立螺栓紧固不足等都是此类施工中常见的质量缺陷。施工单位在作业过程中要针对这些常见的质量缺陷制定出稳定可靠的防治措施,避免质量缺陷。
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