韩启云，单长孝，汪以文，关绍峰

(安徽送变电工程有限公司，安徽 合肥 230022)

昌吉—古泉±1 100 kV特高压直流输电工程(以下简称：吉泉线)是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程，这对于送变电施工单位既是机遇，更是挑战。安徽送变电工程有限公司由于没有±1 100 kV特高压直流输电工程的施工经验可借鉴[1-3]，故从工程建设开始，公司就加大技术力量和资源投入，鼓励技术革新，以“保障施工为目的、技术创新为手段”，采用5种组塔施工方案，保障了铁塔的组立和施工。

1 施工现状

1.1 施工特点

±1 100 kV特高压直流输电线路工程组塔施工，需解决塔材运输及堆放、进场道路、平行带电线路和超长超重构件吊装等一系列问题，无法按常规工艺对±1 100 kV特高压直流输电线路铁塔大构件进行运输及组立施工。

1.2 组塔难点分析

以吉泉线皖3标段为例，分析如下。

(1)铁塔普遍高度高、重量大。一般铁塔呼高45～99 m，全高62.0～114.5 m，平均塔高80 m；一般铁塔质量64～320 t，平均塔质量129.5 t，组塔施工难度大。

(2)本工程铁塔横担长、重量大。直线塔单侧横担最重可达16.6 t、最长可达33.85 m；耐张塔单侧导线横担最重可达29.8 t(不包括跳线架)，最长可达30.09 m；直线转角塔外侧端部横担最重可达7.262 t、长度达16.47 m，横担起吊及就位难度很大，横担吊装是施工的难点。

(3)因其在缩小线路走廊中，杆位中心距离1 000 kV淮上线边线最近仅为27 m。沿途在密集通道施工，临近1 000 kV淮芜线、±500 kV宜华线带电线路，121基塔中心线距带电线路边线距离普遍在50 m左右，感应电大、组塔安全风险高。

2 铁塔组立方案对比

2.1 方案概述

根据铁塔参数和地形特征结合运输条件，综合考虑组塔施工方案，现场可采用5种组塔方案，分别是悬浮抱杆、座地摇臂抱杆、双平臂抱杆、单动臂抱杆和吊车组塔[4-5]。

2.2 悬浮抱杆组塔方案

悬浮抱杆一般为送变电施工单位自有设备[6-7]，采用外拉线施工，需要有地形打设外拉线，单次吊装能力可达6 t，因不能超出组立塔身2/3的安全要求，只能吊装超出已组立塔身26 m以上的塔段。外拉线内悬浮抱杆，抱杆头部又分为环状圈与T型两种形式，外拉线与地面的夹角小于45°，抱杆的受力状况得到明显改善。此种组塔方法的优点是外拉线减少了抱杆受的轴向力，起吊重量增加，抱杆顶部偏移对上拉线的倾角影响减小，抱杆顶部的活动范围增加，便于铁塔组立，通过外拉线调节抱杆倾斜方向角度比内拉线方便简便。由于外拉线抱杆吊装半径受抱杆倾斜条件限制，故对于超长横担吊装，需加装辅助抱杆，以增加吊装半径。悬浮抱杆吊装如图1所示。

图1 悬浮抱杆吊装

2.3 座地摇臂抱杆组塔方案

座地摇臂抱杆一般为自有设备，采用座地方式座在塔中心；可采用液压下顶升提升抱杆升高，也可利用钢丝绳滑车组提升抱杆升高[8-9]。两种断面抱杆吊装能力均可达6 t，摇臂长度长达16 m，能满足构件重心距塔中心水平距离16 m的构件垂直平衡吊装的要求，以及固定回转状态下平衡斜向受力的要求。根据塔型结构，当横担吊装水平距离小于16 m时可直接用摇臂抱杆吊装；边导线或地线横担(外横担)，采用在中横担上坐立人字抱杆，利用摇臂抱杆作为人字抱杆变幅拉线，运用人字抱杆吊装边横担(外横担)。座地双摇臂抱杆吊装如图2所示。

图2 座地双摇臂抱杆吊装

2.4 双平臂抱杆组塔方案

双平臂抱杆需要从特高压租赁平台租赁，采用座地方式，液压下顶升，集中控制吊装[10-12]，最大吊装能力8 t，平臂最长21 m，能满足构件重心距塔中心水平距离21 m 的构件垂直平衡吊装的要求，如地形不允许两侧平衡吊装，则需要单独增加配重块。根据塔型特点，双平臂抱杆适合所有塔型组塔，但是双平臂抱杆受地形和运输条件限制，适用范围较小。

角钢塔塔身颈口尺寸一般为2 m左右，小于平臂抱杆回转体宽度，使得铁塔组立完成后抱杆无法下降拆除。另外需注意，双平臂抱杆回转体总质量近3 t，对于山区工程施工，超出轻型索道运输能力，利用轻型索道运输时需拆开回转体，进行分段运输。双平臂抱杆吊装如图3所示。

图3 双平臂抱杆吊装

2.5 单动臂抱杆组塔方案

单动臂抱杆需要从特高压租赁平台租赁，采用座地方式，液压下顶升，集中控制吊装，最大吊装能力8 t，臂最长24 m，能满足构件重心距塔中心水平距离24 m 的构件垂直吊装要求。因采用自加配重、单臂吊装的方式，不需要在吊装时再增加配重。单动臂抱杆受地形和运输条件限制，适用范围较小；另外抱杆自身重量较重，运输困难。如购买设备一次性投资大，经济适用性较差，多使用于大跨越、高塔施工组立，仅考虑塔重超过100 m，塔重超200 t时使用此类抱杆。单动臂抱杆吊装如图4所示。

图4 单动臂抱杆吊装

2.6 吊车组塔方案

吊车组塔适合所有塔型，但是受地形和运输条件限制，仅适用于塔基条件较平坦的地形条件。吊车组塔具有机械化水平高、组装速度快、施工功效高的优点，同时减少了高空操作，安全性能好。

3 铁塔组立施工研究与创新

3.1 施工方案编写重覆盖

施工方案的编写需确定塔参数、现场地形及临近带电体等情况后综合考虑。测量与临近带电体距离时可使用奥维地图及现场GPS或者测距仪等工具进行确定，对于立塔中需要进行签改或者停电的线路需要进行单基策划，根据吊重及横担长度、根开等参数及各抱杆的参数选型抱杆。方案的覆盖率要达到150%，即单基塔可采取不同的组塔方式，保证施工顺利。

3.2 临近带电体作业精细到点

临近带电体时，为避免触电等事故发生，降低施工安全风险，铁塔组立优先选择落地平臂抱杆、座地摇臂抱杆及吊车等机械化组塔方式，提高组塔施工机械化程度，确保施工安全。为进一步验证立塔方案的可行性，确保吊装作业的安全，需对不同立塔方式进行抱杆吊重试验。对所有临近带电体的杆位，立塔施工前均再次进行杆位复测，精心策划，绘制平断面图，并对施工人员进行详细交底。

3.3 动画交底形象生动

施工动画能够形象生动展示施工过程，在评审及交底中能让大家更快地了解施工流程。面对复杂多样的立塔形式，要语言简练、强调重点并让动画制作人员明确了解施工过程。需要在施工前要全面了解施工方案，在动画中主要是对五种方案吊装横担进行介绍，明确动画的重点，事先制作的动画脚本，受到工人与同行的好评。

3.4 研制组塔施工夹具

针对大面积落地抱杆地拉线问题，在塔腿设计专用施工夹具，为组塔施工提供锚固点，解决了座地抱杆地拉线、套架拉线锚固问题。主材夹具如图5所示。

图5 主材夹具

3.5 研制临近带电体施工的激光距离报警装置

针对施工密集区域，作业范围狭小，安全风险高的问题，研制了激光报警装置，创新地运用了相位法及A/D转化器将施工设备与带电体的距离数字化，进而通过处理器完成测量、判断及报警，以提醒操作者操作的施工设备是否进入危险区域，以此来杜绝安全隐患，为组立临近带电体施工提供了监测设备保障。

3.6 落实防高坠措施

人员上下攀登，需使用攀登自锁器。一根攀登绳设置在装脚钉的主材上，每段塔片起吊前，在带脚钉的主材顶端设置1个20 m速差自锁器，供塔片就位后设置攀登绳和作业人员移动用，塔片等其他主材上端根据作业人数设置相应数量的速差自锁器，上下段替换使用攀登自锁器。使用座地抱杆时，在座地抱杆上设置攀登绳，供施工人员攀爬抱杆、打腰箍用。在横担上水平移动时，安全带、安全绳必须交替使用。

4 铁塔组立工效分析

4.1 悬浮抱杆应逐步改为座地型式

悬浮抱杆在本工程使用量较少：一是因为线路大多为平行带电线路，外拉线无法搭设；二是因为悬浮抱杆施工安全风险大，作业人员高空作业劳动强度大。悬浮抱杆施工工效较座地抱杆略高，对于开阔地带施工有一定优势，但根据社会发展和劳动型式转变，应逐步改为座地抱杆组塔。

4.2 平臂抱杆组立大塔较经济

平臂抱杆组塔施工需要铺设钢板运输道路，并需要垂直起吊以解决拉线问题，平行带电线路多采用此种组塔方式。平臂抱杆因臂长有限，吊装塔型一般为1～2型，横担长度在26 m内。单基抱杆运输量平均约为40 t，特别适合200 t以上的耐张塔，施工工效相对较高，平均每天可吊装10 t，单基直线塔施工周期为10天，一套抱杆每个月可组立2.5基塔。对于技能熟练、人员配置充足的班组，一个月可组立3基铁塔。在运输条件良好的情况下，施工班组不用担心周转抱杆的难度。采用平臂抱杆施工吊装和顶升操作均快于悬浮抱杆，而且平臂抱杆避免了悬浮抱杆的高空调整工作，降低了工人劳动强度，在后期特高压工程及500 kV及以上工程可投入使用。

4.3 摇臂抱杆需提高控制集成

摇臂抱杆整套质量约25 t，较平臂抱杆轻约15 t，同样解决了拉线和平行带电线路的问题，同时因摇臂抱杆单件较轻，更适应河网地区塔位。摇臂抱杆的集成控性制差于平臂抱杆，不能集中控制绳索，对施工班组人员要求高。起吊及变幅共需要4套绞磨系统，需要12个人(4个技工、8个普工)操作绞磨，平均用时要多于平臂抱杆2～3天。后期在摇臂抱杆改造时，应采用集中控制型式，提高作业效率。

4.4 单动臂抱杆适用于狭窄区域组塔

采用不等长吊臂时，可不受吊件位置限制，但承受不平衡力矩较大。抱杆始终处于不平衡状态，对使用工况的安全性能要求较高。施工过程中可通过吊臂旋转限位、变幅限位，实现对起重臂和配重臂水平距离及垂直高度的精确控制，可用于通道特别狭窄的区域组塔。

4.5 吊车采用流水作业降低成本

吊车组塔施工成本相对较高，综合考虑不同型号吊车进出场费用和施工成本，应根据杆塔高度分不同梯队的吊车型号。一般塔型(不包括跨塔)塔材吊装时，小梯队吊车站位只位于杆塔中心上；中梯队吊车根据吊装高度，站位位于塔中心或塔外顺线路中心处(此时吊车侧塔材后就位)；大梯队吊车站位只位于塔外顺线路中心上，不同梯队吊车形成流水作业，降低台班成本，提高工效。

5 结语

本文运用5种组塔方案，研制施工用小工具，并对施工方法进行了创新，有效解决了±1 100 kV特高压直流输电工程超长、超重角钢塔吊装的难题，为后续特高压直流工程组塔施工的顺利完成提供了可靠的技术保障。这也为输电线路铁塔组立施工装备及机械化水平提升提供了新的思路，对今后特高压电网建设具有重要的借鉴意义。