邻近带电线路内悬浮外拉线抱杆组塔技术措施

李君章，秦江坡，杨作强，郑晓广

（1.武汉大学经济管理学院，武汉市，430072；2.河南送变电建设公司，郑州市，450051）

0 引言

随着电网的快速发展，邻近带电线路组立输电铁塔的情况在输电线路工程施工中越来越多。如：500 kV焦作西至塔铺线路工程平行于500 kV多塔线20 km，大部分距离为40～50m；1 000 kV特高压交流试验示范工程输电线路工程11标段，邻近带电线路的塔位多达8处，电压等级为110～500 kV，距离带电线路的最近距离为35～70m，其中071号铁塔距离500 kV铁塔最近，距离为35m。邻近带电线路进行输电铁塔组立施工时除产生感应电外，还对采用内悬浮外拉线抱杆组塔[1-9]施工时的上拉线和吊件控制绳布置造成较大影响。由于带电线路电压等级较高，不可能停电进行铁塔组立施工，因此需要采取技术措施保证在带电情况下铁塔组立安全。本文针对几种临近带电线路的具体情况所采取的技术措施进行总结，为其他类似铁塔组立施工提供参考。

1 拉线与邻近电力线路安全距离的计算

在保证安全净距的前提下进行吊装作业，是邻近带电线路组立铁塔的基本技术措施。在组塔施工前，需要详细测量邻近带电线路的导线高度、与铁塔中心的相对位置，根据测量数据计算拉线方向上允许的地锚埋设位置，具体计算模型如图1所示。

如图1所示，G点为抱杆顶点位置，O点为抱杆顶部在地面投影位置，抱杆顶部对地高度为h1，设导线对地高度为h2，导线对辅助面的高度为h3。

A点为地锚与拉线的地面连接位置，B点为拉线方向与导线方向交叉点在地面的投影，OA长度为l1， OB长度为l2，设导线对拉线的最近距离为lmin[10]。

拉线对地夹角为α，拉线方向与导线方向的水平夹角为β，拉线在垂直导线方向上投影的对地夹角为γ。则

根据上面4个公式，可以推导出

根据式（5）可以得出，当lmin已知时可以求出l1。可以求出塔中心与地锚出口位置的距离。式（5）的求解可以利用Excel中的单变量求解功能来完成。

另外，在实际施工计算时，由于抱杆倾斜，铁塔中心与抱杆顶部投影并不一致，实际计算时需要考虑抱杆倾斜后对l1和β的影响，确保lmin满足相关规定。

2 组塔施工计算模型的细化

2.1 细化拉线模型

由于邻近带电线路内悬浮外拉线抱杆组塔时，外拉线受限制，需要调整拉线地锚坑的位置和方向，或缩短拉线，或改变拉线方向，或二者皆有，因此需要建立1个外拉线对地夹角、水平布置方向可以变化的组塔施工模型，以方便计算各种状态下铁塔组立施工受力，确保组塔施工安全。拉线变化时的组塔施工模型如图2所示。

2个公式联立，可以得出

一般在计算过程中F3已知，可以求解出F1、F2。同样可以根据F1或F2，求解出F3。

2.2 细化组立施工模型

将建立的拉线受力模型与铁塔外拉线组塔计算公式联立，则可以求出不同吊重情况下各部分的拉线、抱杆、承托绳、磨绳等各部分受力，根据计算结果确定限制条件，进而确定起吊方案。

根据自编的公式，利用Excel中的单变量求解功能，以吊重为自变量，以最近拉线最大允许受力为目标值，可求解出拉线在不同方向、距离时已确定规格拉线的最大允许吊重。同样，可以以吊重为自变量，以其他部分的受力为目标值确定相应部分的最大允许受力，进而确定最大允许吊重。

但在计算拉线不平衡系数时，应适当加大其值，建议由1.2改为1.3[11]。

3 施工技术措施

根据现场的拉线布置可以得到长短拉线的相对位置及相对抱杆顶部投影的距离，如图2（a）所示，O点为抱杆顶部投影位置，A、B分别为长短拉线的入地位置，设OA长度为l1，OB长度为l2，对合力方向投影的夹角分别为α、β。如图2（b）所示，G点为抱杆顶部位置，设抱杆顶部对地高度为h，2根拉线同合力线的夹角分别为θ1、θ2，设A、B拉线受力为F1、F2，合力为F3。

通过图2（a）中已知的l1、l2、α、β，可以求解出AB、AC、CB的长度，再根据抱杆顶部对地高度h可以得到图2（b）中AG、BG、CG的长度，进而可以计算出θ1、θ2。利用下面的公式可以计算出拉线受力：

3.1 缩短拉线

当电力线路距离较远时，可以采取缩短拉线的措施进行组立铁塔。

首先，利用式（5）计算出在保证安全距离的地锚埋设位置，根据拉线计算模型，计算拉线的最大受力。

然后，利用建立的拉线模型，根据最大受力选择相应规格的绳索，满足铁塔吊装要求。一般可以考虑双绳索，这样原长拉线缩短后还能使用，容易实现。

当然，也可以根据选用的绳索，在缩短拉线的情况下计算出能够允许的吊重，确保吊装安全。

3.2 旋转拉线

当仅缩短拉线不能满足要求时，可以采取旋转拉线，增加拉线长度，改变拉线对地夹角的措施。其拉线对导线的安全距离计算及吊重计算方法同3.1节。在1 000 kV特高压交流试验示范工程N23铁塔（全高93.4m）组立施工时，采用了旋转拉线组塔的方法，同时减小远离线路侧塔片的吊重，圆满完成了铁塔组立施工，N23塔组立时施转拉线布置如图3所示。

3.3 合理安排组立顺序，在已组立铁塔上增加拉线

对于距离较近，且位于线路一侧时，除了利用缩短并旋转拉线外，还可以采取合理安排组塔顺序的措施进行组塔施工。

3.3.1 对于1 000 kV铁塔采取的措施

1 000 kV特高压交流试验示范工程输电线路工程11标段的N71塔，邻近500 kV樊白Ⅱ回线路，塔中心距离导线的最小水平距离为35m，特高压线路与500 kV线路交叉角为17°，而N71塔为ZMP21-69，塔高90.4m，总质量72.6 t，在带电情况下组立施工难度很大。施工时采取的措施是：

（1）旋转拉线，根据允许的安全距离计算出最大允许的拉线位置。经过计算拉线长度可达48m，如图4所示。

（2）组立下段铁塔时，抱杆高度不高，吊重小，经过计算拉线及各部分受力均能满足要求。但当组装下曲臂时，下曲臂质量4.2 t，抱杆高度达85m，钢丝绳受力不能满足要求。根据铁塔结构情况，采取的方法是：将抱杆向带电线路侧倾斜到位，先组立靠近带电线路侧的下曲臂，这样可以充分利用远离线路侧拉线长度满足要求的条件。然后在带电线路侧已组立的下曲臂上设置2根拉线，抱杆向远离带电线路侧倾斜，拉线对地角度能够满足要求，使带电线路侧旋转的2根拉线不受力，可以正常起吊下曲臂，如图5所示。

中上曲臂、边横担重量较轻，中横担可以分前后片吊装，旋转后的拉线能够满足要求，吊装相对容易。组装好的铁塔现场如图6所示。

3.3.2 对于双回路铁塔采取的措施

500 kV双回路铁塔邻近带电线路组立时，吊装塔身部分相对容易，在吊装上横担或地线支架时相对困难，旋转后的拉线不能够满足要求，为此，需要采取与3.3.1节相同的措施。先起吊邻近带电线路侧的上横担或地线支架，充分发挥远离带电线路侧拉线够长的优势；然后，在邻近带电线路侧的上横担或地线支架上打设2根反向拉线（拉线对地角度约45°），使得邻近带电线路侧受限制拉线不受力，完成上横担的吊装，如图7所示；最后利用上横担或地线支架吊装中横担、下横担，完成双回路铁塔的组装。

3.4 受限制拉线地锚的处理

由于拉线缩短，对地夹角变大，相应地锚的受力方向发生了改变，地锚的兜土量减少，地锚受力减小，需要采取措施改变地锚受力方向。

具体做法是：在拉线靠近地锚侧增加压线滑车，改变地锚的受力方向。由于压线力量较小，采用地钻进行锚固，简便易行。

3.5 控制绳采用绝缘绳索

虽然控制绳索同样可以利用式（5）计算出对导线的安全距离，但是控制绳索不像拉线一样固定，建议采用绝缘绳索，进一步确保施工安全。

4 结语

内悬浮外拉线抱杆分解组立铁塔速度快，是目前组立铁塔施工中最常用的施工方法，但该方法在邻近带电线路拉线受限制时存在施工难题。本文通过详细分析不同的邻近带电线路具体情况，提出了拉线与导线的安全距离计算公式、拉线不正常布置时的计算方法，给出了不同的施工措施，可以进一步扩大内悬浮外拉线分解组立铁塔方法应用范围，为今后的邻近电力线路或拉线受限制时采用该方法组立铁塔提供参考。

[1]李庆林.分解组立铁塔中起吊绳布置方式的适用性分析[J].电力建设，2000，21（9）：17-21.

[2]屈少峰，李建，董树森，等.特高压线路顶部拉线抱杆分解组塔施工的仿真力学模型[J].电力建设，2008，29（12）：5-8.

[3]王运祥.高压架空输电线路内拉线抱杆组塔[M].北京：水利电力出版社，1976.

[4]李庆林.特高压输电线路铁塔组立抱杆的方案选择[J].电力建设，2007，28（3）：29-33.

[5]Q／GDW l53—2006 l 000 kV架空送电线路铁塔组立施工工艺[S].北京：国家电网公司，2007.

[6]郑晓广，李君章.特高压线路铁塔几种组立施工方法[J].电力建设，2009，30（4）：39-43.

[7]郎福堂，郭昕阳.组合式抱杆组立大跨越铁塔施工技术[J].电力建设，2007，28（11）：25-30.

[8]李博之.500 kV输电线路施工技术[M].北京：中国电力出版社，1999.

[9]李庆林.架空送电线路铁塔组立工程手册[M].北京：中国电力出版社，2007.

[10]屈少峰.不停电跨越施工中带拉线跨越架立柱位置的确定[J].电力建设，2004，25（4）：33-35.

[11]DL5009.2—2004电力建设安全工作规程（第2部分）：架空电力线路[S].北京：中国电力电力出版社，2005.