鐵塔扶正工具的研發及應用

歐陽云輝 甄志明 溫帶銀 黎子源

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

一些輸電線路鐵塔在運行一段時間后，由于基礎地質失穩，或因發展需求城市周邊大力開發擴張，鐵塔基礎周圍的填埋工程就會造成線路鐵塔下陷傾斜現象。如架空送電線路桿塔嚴重傾斜，將對線路安全運行構成重大威脅，隨時會導致倒塔斷線的重大事故發生。若采用現有的鐵塔扶正技術在短時間內修復傾斜鐵塔，在技術操作上并不容易開展，因為現有技術主要分為迫降法、頂升法、吊車吊法、抱桿法四種，迫降法是在基礎沉降較少的一側采用掏土、浸水、加壓或淤泥觸變等擾動措施迫使基礎下沉，實現基礎改斜歸正；頂升法即在基礎沉降大的一側采用錨桿靜壓樁、托梁柱或地基注入膨脹劑等措施頂升基礎，從而使其回傾；采用這兩種扶正鐵塔的方法耗時較長、費用高昂；吊車吊法是利用起重吊車將鐵塔整體提升，再墊填底部，將鐵塔提升；抱桿法是利用抱桿將鐵塔整體提升，再墊填底部，從而提升鐵塔。

本文針對扶正鐵塔的迫切性，研發了一套在各種復雜地形都適用，能在不停電的情況下快速安全修復傾斜鐵塔的工具。

1 設計初衷

2017年8月，因修路工程影響，大量的運泥車在110 kV能天甲線#18塔邊經過，日積月累造成Ⅲ、Ⅳ號塔腿下陷，塔身嚴重傾斜，影響線路安全運行（下陷數據如圖1所示）。

圖1 110 kV能天甲線#18塔腳高度情況對比

由于110 kV能天甲線#18塔Ⅲ、Ⅳ號塔腿下陷，導致塔身順整體大號側左邊傾斜。

2 鐵塔健康狀況評價

由《輸電線路測量規程》得知：桿塔傾斜度計算公式為：

式中，G為傾斜度（%）；E為傾斜后偏移距離（mm）；H為對應的高度（mm）。

通過經緯儀測量得出，110 kV能天甲線#18塔向大號側偏移距離為309 mm。查線路桿塔明細表可知：110 kV能天甲線#18塔全高為27.5 m，由測量時對應高度25.5 m計算得出該塔傾斜度為1.215%，已經超過運行規程要求（按運行規程，50 m以下鐵塔傾斜度不允許超過1.0%），對線路運行安全構成一定的威脅。

3 輸電線路鐵塔傾斜的扶正方法

在和施工隊溝通后，工程車已繞道行駛，經過一段時間的觀察，鐵塔沒有繼續傾斜的情況，再對土質進行評估和查詢鐵塔明細表了解鐵塔和架空線路的重量后，決定采用不停電情況下進行兩塔腿升塔加固的辦法，結合塔腿可更換螺絲等特點，決定使用工具卡座加千斤頂的方法提升塔腿。

第一，扶正鐵塔的方法有很多種，如迫降法、頂升法、吊車吊法、抱桿法等等。但這幾種方法不僅需要消耗大量的人力、物力和較長的搶修時間，而且施工時需要停電（停電申請麻煩且停電會造成巨大經濟損失）。

第二，首先將4只封閉塔腳螺絲水泥清除掉、螺絲芽順滑，以便在提升Ⅲ、Ⅳ塔腳時，Ⅰ、Ⅱ塔腳亦能松動，以防塔材之間不協調而出現塔材彎曲、剪切等情況。

第三，鐵塔傾斜一側的頂升：將槽鋼加工成卡座，安裝在鐵塔傾斜側兩根主材腿角鋼上，將塔腿原來連接主材的螺絲更換成高強度的加長螺絲，連接腿、主材、卡座。扶正時人工操作千斤頂，頂升鐵塔傾斜一側，從而將傾斜的鐵塔原地扶正。

4 輸電線路鐵塔液壓搶修裝置的設計

4.1 設計原理

在提升塔腳的螺栓上安裝已加工好的螺栓延長棒進行駁接，同時在鐵塔傾斜一側兩塔腿的外側各布置1個角鋼卡座；每個卡座下布置1個液壓缸，分別位于傾斜側單個塔腿卡座（圖2）下，用以頂升鐵塔腿；角鋼卡座與鐵塔主材腿角鋼連接，液壓泵站布置在鐵塔外適當位置，通過高壓軟油管與液壓缸連接，可向每個液壓缸單獨供油。采用比例流量閥、液控單向閥保證液壓缸既能同時升降，又能在任意位置保壓，這樣就能在不停電的情況下，省力省時省錢地扶正鐵塔。

4.2 技術關鍵

第一，載荷的確定。根據實際線路的各項參數，確定搶修設備的工作負荷，鐵塔頂升載荷應達到導、地線、金具及鐵塔自重總和。

圖2 鐵塔扶正工具設計圖

第二，實現搶修過程同步升降和升降速度的可調節。液壓系統內安裝有直動式溢流閥、液控單向閥，液壓缸上分別安裝了比例流量閥，用以控制液壓油流量。這樣能夠保證液壓缸同步升降，并實現單個或全部液壓缸升降速度的調節。

第三，搶修過程中防止鐵塔變形的措施。為了保證鐵塔主材角鋼頂升過程中不受剪切力、扭力的影響而變形，在提升支架與鐵塔主材角鋼的連接方式上，采用了角鋼卡座連接方法。裝卡接觸面積大、壓力小、受力均勻，減小了鐵塔主材角鋼受力變形的傾向。

5 現場試驗

將加工后的卡座工具拿到110 kV能天甲線#18傾斜塔進行現場施工。由實際使用可知，使用液壓卡座搶修裝置，工具輕便，組裝容易，操作簡單平穩，在搶修時能迅速將傾斜鐵塔扶正，達到了預期的效果。

6 結語

本文所研制的輸電線路鐵塔液壓卡座搶修裝置具有如下特點：搶修時不用另立新塔、拆舊塔；搶修時使用液壓卡座設備，加載過程平穩、安全可靠，無沖擊荷載；槽鋼卡座裝卡方便、操作靈活，適用于多種鐵塔。實踐表明，輸電線路鐵塔液壓卡座搶修裝置能夠將傾斜的鐵塔在原地恢復，大大節省了搶修時間和成本，避免了長時間停電帶來的經濟損失，非常值得在各地推廣和應用。

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