电力工程中输电线路施工技术及管理探讨
孟寒
中国葛洲坝集团电力有限责任公司 湖北 宜昌 443300
电力工程项目的施工阶段,输电线路质量是总体施工质量的决定性因素,施工人员在现场需选择合适的施工技术,为电力工程质量与安全性提供保障。考虑到输电线路工程所在地点比较特殊,增加了输电线路施工难度,所以供电企业务必全面考察施工线路,提出针对不同施工技术的管理对策,以保证施工人员的人身安全。有鉴于此,本文以某 500kV 电力工程为例,对该项目输电线路施工技术的应用展开分析,提出管理措施,提高电力工程质量。
1 项目分析
某工程为 500kV 线路 X 标段,施工周期从 2023 年 6 月到 2024 年 9 月,该线路全长 58.7k,包括高原段约占 42% ,海拔跨度在2800-4500 米之间,项目施工 跨越 2 处峡谷、1 条江河。该项目输电线路施工期间,结合整体要求和地理环境的特殊性,本文对输电线路施工技术进行分析,并提出管理建议。
2 输电线路施工技术与应用要点
2.1 基础施工技术
此次分析项目基础施工涉及两个部分,一是混凝土基础,混凝土基础本身强度高,且具有良好的稳定性,可承受更大杆塔荷载[1]。例如土质松软、承载性差的区域,经过混凝土基础的合理设计,能起到分散杆塔压力的作用。如果是阶梯型基础,建议的台阶高度为 30-50cm ,各阶宽度按照计算结果加以确定,以符合输电线路施工对浇筑混凝土的要求。计算基础底面参数为公式(1):

公式(1)中的A 代表基础底面面积,N 代表的是向基础顶面施加作用力的竖向力设计值,f 代表的是设计地基承载力数值, y≃ 代表了基础以及上方覆土深度的平均值,d 则是指基础的埋深。
二是桩基础,主要有灌注桩基础、预制桩基础两种,前者的是影响强,可以在各种复杂的地质条件中使用,而且承载性能好[2]。只是需要计算单桩竖向极限承载力标准值;后者在输电线路施工中具有施工效率高的特点,但在电力工程施工中应用,对地质环境以及场地等有比较高的要求。计算灌注桩的单桩竖向极限承载力标准值公式为:
Quk=Qsk+Qpk
公式(2)中的 Qsk 代表的是总极限侧阻力的标准值, Qpk 代表的是总极限端阻力的标准值。除此之外,还需计算桩径与桩长等数值,施工人员需按照电力工程的资料、杆塔荷载等进行计算,通常桩径在0.6-2.5m 之间。
完成基础部分数值的计算后,便可展开基础施工。开挖基坑环节根据项目所在地区的地质条件,采用人工开挖、机械开挖、爆炸开挖组合的方式。施工场地范围内的软土地基应用井点降水法,以达到降低地下水位的效果,增强基坑的稳定性,施工人员控制可挖尺寸的偏差不超过 ±50mm ,地基开挖过程中若有垫层,注意垫层边基础边允许超过范围是 100-150mm⨀ 。如果开挖过程中遇到深度大、土质欠佳等状况,施工人员应提前防护基坑边坡[3]。施工现场采用土钉墙防护,注意控制土钉长度,标准为开挖深度0.5 倍到1.2 倍,控制间距则以 1-2m 为准。
基础施工中配备混凝土,按照此次分析电力工程的设计强度等级以及现场的施工环境,C30混凝土中水泥材料用量以 350-400kg/m3 为宜,水灰比则需要控制在 0.4-0.6 之间,混凝土拌和过程中施工人员可以适当加入外加剂,起到优化混凝土性能的作用[4]。开始混凝土浇筑后,采用分层浇筑方法,一层浇筑厚度建议参考振捣棒作用部分的长度,通常以1.25 倍为宜,即 30-50cm 左右。混凝土振捣施工保证密实度,时刻观察混凝土表面,没有气泡和泛浆即代表可结束混凝土作业。2.2 杆塔施工技术
2.2.1 杆塔选型
杆塔施工过程中,平地段选择750t 吊车进行整体吊装,山区部分采用悬浮抱杆、机动绞磨组合的形式进行分解组立[5]。随后选择适合电力工程的杆塔,杆塔形式主要有三种,第一种是直线杆塔,例如常规的直线杆塔以及换位直线杆塔,可以承受施加的垂直与水平荷载,此类杆塔结构简单,可以在输电线路的直线段使用。计算直线杆塔受力公式如下:

公式(3)中的 G 杆、G 线、G 绝缘子、G 金具分别代表的是杆塔、导线、绝缘子、金具的自重。
第二种是耐张杆塔,此类杆塔有终端耐张与中间耐张两种类型,与直线杆塔相比,可以同时承受垂直荷载、水平荷载以及导线施加的张力,并具有分段、控制输电线路发生事故范围的功效。耐张杆塔实际承受荷载与张力与多项因素有关,例如选择导线的型号、所在地区的气象条件,需要在计算过程中构建导线力学模型,并且用状态方程计算具体的导线张力数值。
第三种是转角杆塔,此类杆塔按照转角角度分类,有小、大转角杆塔两种。在输电线路的转角位置设置转角杆塔,除了能承受垂直荷载与水平荷载外,还能承受转角部位形成的不平衡张力。也正因为如此,需要在结构设计阶段加强对转角角度以及导线张力合力的重视,
.2 杆塔组立施工要点
此次选择电力工程选择分解组力,此方法主要有几种形式,其一是内拉线抱杆,其二是外拉线抱杆,适合杆塔高、重量大情形下的施工。因为该项目所在地区的地形环境比较复杂,而且起吊场地也存在一定限制,所以内拉线抱杆分解组立的施工中,抱杆长度达到杆塔总体高度1/3 或1/2即可,抱杆最初设置倾斜角的范围是 5° -10∘ ,组立施工期间,施工人员务必按照既定顺序进行安装,每完成一段一段安装,施工人员需要按照规定倾斜角度与位置做出调整,一方面可以保证施工安全,另一方面则能保证杆塔垂直度符合规范[6]。外拉线抱杆的分解组立施工中,拉线和地面之间的夹角不宜超过30°-45°,拉线受力可按照杆塔重量以及具体的起吊状况计算。
2.3 架线施工技术
2.3.1 导地线展放
(1)拖地展放。施工人员直接拖地展放导地线,此项操作比较简单,无需使用复杂设备,只是可能会磨损导地线,而且地形、障碍物等也会阻碍导地线展放。具体在拖地展放过程中,展放的速度以 5-10m/min 为宜,导地线和地面摩擦系数不宜超过 0.3-0.5,尤其是展放时导地线的拖地长度需控制在50m 以内,可尽量避免磨损。施工人员按照电力工程地形条件,间隔20-30m 整理一次导地线,以免导地线在绽放时缠绕无法继续后续施 T
(2)展立播放。施工人员使用张力机向导地线施加张力,促使展放导地线的过程中可以顺利离开地面,以免过度磨损导地线。但此方法必须准备张力设备,可能会增加施工成本。施工人员设置张力机的参数,需考虑导地线型号、放线区段长度、所在地区的天气等因素[7]。此次分析电力工程选择导线型号为 LGJ-500/35,现场应用 ±2∘ °C 温控张力放线技术,平原地段进行张力放线过程中,设置最佳张力范围是 15-20kN,放线速度区间是 10-20m/min⨀ 。根据观察,按此标准实施放线能保证质量,导地线展放时的张力波动也不会超过 ±5%. 。
2.3.2 导地线连接
(1)液压连接。施工人员操作液压机,向待压接管施加一定的压力,保证导地线、压接管能在压力作用下产生塑性变形,保证连接的稳定性。选择压接管型号和导地线规格必须相互匹配,并且严格控制压接模具的精度,不得超过 ±0.02mm 。电力工程施工现场对于已经选定的钢芯铝绞线,施工人员液压连接的过程中,始终控制压力在 80-120MPa 之间,而且连接时压接次数、顺序均严格按照电力工程操作规程,各压接管压接2-3 次左右。
(2)爆压连接。施工人员使用炸药爆炸会有一定能量形成,此部分能量可能导致导地线、连接管发生塑性变形。使用爆压法连接管导地线效率比较高,然而对施工人员操作技术的熟练度以及安全性有非常高的要求,而且需要精准控制炸药用量,误差应不得超过 ±3% ,爆炸压力需控制在 200-500MPa 之间。
施工人员紧线施工中需计算弛度数值,具体可以采用等长法。计算公式如下:
f = L2g / 8d (4)
公式(4)中的 f 代表弛度,L 代表的是观测档档距,g 代表的是导地线比载,而d 则是代表导地线的应力。
除了等长法,施工人员还可使用异长法,按照杆塔高度差以及档距相关数值进行计算。施工人员在紧线施工期间,对紧线器拉力做出灵活调整,优化导地线弛度。注意调整弛度需逐次进行,每次可调整 5-10cm 左右,并建议使用经纬仪一类的专业仪器观测弛度,若发现弛度误差超出设计值 ±2.5% ,需及时调整。
3 电力工程中输电线路施工效果与管理建议
3.1 施工效果
根据上述输电线路施工技术在电力工程中的应用实践,总结发现施工效果比较显著:(1)工期相比预设目标提前了 23 天;(2)输电线路焊接的合格率达到 99.2% 。综上,本文提出电力工程输电线路施工技术具有可行性。
3.2 管理建议
3.2.1 输电线路施工前期准备阶段
正式开始输电线路施工之前,必须按要求做好各项准备,确定每个环节的施工流程,施工人员熟悉施工图纸,如果此阶段有不明确之处,可及时讨论、咨询,掌握输电线路施工的难点和可能发生的安全隐患,准备阶段制定好预防策略,提升输电线路的施工质量。待输电线路的施工结束之后,安排专人检查各个部分的施工质量,一旦发现质量隐患需马上处理。制定输电线路施工计划的过程中,施工人员应保证线路结构的合理性,对施工质量进行控制,提升输电线路施工管理能力,通过对管理过程的优化逐步落实各项施工细节,为输电线路施工赋予精细化特点。
3.2.2 加大输电线路施工监管力度
输电线路的施工过程中,施工现场需要有专门人员负责监管,监督施工全过程,按照监管所得信息完善管理制度。以此次分析电力工程中的架空施工为例,涉及高空作业的部分能减少对地面面积的占用,是输电线路施工领域比较常见的技术。管理人员对架空施工过程进行监督,重点检查施工现场的杆塔接地设施,保证设施安装质量、杆塔可按要求分散电流,以免形成突发性事故。除此之外,管理人员专门构建针对此次电力工程施工监管的指标体系,指标体系见表1,分层实施输电线路施工监管,保证施工质量。
表1 电力工程施工监管指标体系

3.2.3 加强竣工阶段管理
输电线路施工进入竣工阶段后,可能会将重点集中在竣工验收,反而忽视了质量管理。建议在已经完成了输电线路施工之后,工作人员整理相关资料,并及时安排检修维护。这主要是因为输电线路处于长期暴露的状态,恶劣天气可能会使输电线路发生断裂,所以,施工人员需要在竣工阶段进行维修,降低输电线路质量问题的发生率。
4 结语
综上所述,电力工程中的输电线路施工,为保证工程整体质量,需要结合项目施工要求以及所在地区环境选择合适的施工技术。通过本文提出的输电线路施工技术,不仅有效提前了工期,输电线路施工时的焊接合格率也得到提升,为电力工程质量提供保证。今后对于输电线路施工技术的选择与应用,应加强对技术与电力工程适配性、输电线路架设等细节的重视,从而保证电力工程以及电力系统的安全性。
参考文献:
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