1000kV晋南荆线大跨越铁塔组立施工典型方案.docx

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1000kV晋南荆线大跨越铁塔组立施工典型方案

1000kV晋东南-南阳-荆门架空送电线路

大跨越铁塔组立施工典型方案

江苏省送变电公司

二OO六年八月

1概述

1000kV晋东南-南阳-荆门架空送电线路工程有两个大跨越工程，分别是黄河大跨越和汉江大跨越工程。

1.1黄河大跨越

1.1.1跨越点位置

跨越点位于孟县县城下游4km，巩义市上游10km，小浪底水库下游40km，西霞院水库下游24km，黄河大桥下游19km处。

北岸属于巩义市赵沟村，堤外350m即为丘陵地区。

南岸为孟县化工乡高庄乡，数十公里境内为平地。

除主河道为，滩地部分平缓。

1.1.2跨越方式

采用耐－直－直－直－耐方式，耐张段总长3505m。

线路档距（线路方向为由北向南）分布如下：

塔号

N1

N2

N3

N4

N5

塔型

DK-38

ZBK1-109

ZBK2-146

ZBK2-146

DK-38

档距

480m

1116m

1369m

540m

1.1.3大跨越铁塔

耐张塔：

采用一相一塔的方案，共6基单相耐张塔，耐张塔呼高38m，全高为53m。

边相耐张塔重116t，中相耐张塔重91t。

采用等边角钢，材料采用Q235、Q345。

直线跨越塔：

共有单回路酒杯型跨越直线塔3基。

北岸堤外直线跨越塔N2呼高109.0m，全高119.8m，重量410t；河道中直线跨越塔N3及南岸堤外直线跨越塔N4呼高146.0m，全高156.8m，重量695t。

均为酒杯型钢管塔，材料采用Q235、Q345。

1.2汉江大跨越

1.2.1跨越点位置

跨越点位于双玉跨越下游约600m处。

江南跨越塔位于沿山头岗地，塔位在湖北省棉花公司六八仓库围墙内，线路将跨越部分仓库围墙及空地。

江北跨江塔位于迎水面，属滩中立塔。

1.2.2跨越方式

采用耐－直－直－耐方式，耐张段总长2774m。

线路档距（线路方向为由北向南）分布如下：

塔号

N1

N2

N3

N4

塔型

MT-40

ZBK-186

ZBK-186

MT-40

档距

528m

1735m

511m

1.2.3大跨越铁塔

耐张塔：

共2基单回路干字型角钢塔，耐张塔的呼高40m，全高70m，根开19.34m×19.34m，单基塔重275t。

材料采用Q235、Q345、Q420。

直线塔：

共2基单回路酒杯型钢管塔，呼高186.0m，全高196.8m，根开40.897m×40.897m，单基塔重1284t。

材料采用Q235、Q345、Q420。

1.3跨越塔塔型分析

1.3.1跨越直线塔均为酒杯型钢管塔。

最高跨越塔呼高186m，全高196.8m，根开40.897m×40.897m，单基塔重1284t。

1.3.2该塔的特点：

（1）曲臂处空间很大。

空间高41.91m，宽度28.86m；

（2）横担断面大、长度大、重量大。

断面为5m×4m、总长59.1m（不含两边相横担，中部长度也有39.4m，边相横担重心距塔中心线距离达24.5m），地线顶架距离塔中心线距离达20m，预计整个横担将重20t。

（3）曲臂、横担、顶架等的吊装是该跨越塔吊装的难点。

（4）立塔方案以全高ZBK-186跨越塔为对象进行编制，ZBK-186跨越塔的参数见图1.1。

图1.1跨越塔总图

2铁塔组立方案选择

2.1场地要求

2.1.1由于跨越塔高度较高，根开较大，对铁塔组立场地应有比较特殊的要求。

2.1.2施工场地的大小应满足塔料运输、立塔施工操作和抱杆提升等诸多方面要求。

一般情况下，立塔场地大小以铁塔根开外15-20m，并应考虑抱杆提升等特殊要求。

2.1.3同时，在离塔中心一定范围内应设置铁塔主材拉线、控制绳等锚桩的位置。

2.2立塔施工方案选择

2.2.1可选择的方案主要有：

双摇臂上旋转座地式抱杆系统方案（包括抱杆座落于井架上）、塔吊方案（内附着式、外附着式）。

2.2.2双摇臂上旋转座地式抱杆系统

（1）一般由抱杆提升、调幅、吊装、回转、集控、监控等几大系统组成。

抱杆标准段一般采用双摇臂上旋转结构，结构部分主要由桅杆、摇臂、回转支座、杆身、调幅卷扬机座落段（需要时）、过渡节等组成。

（2）抱杆提升可利用塔身也可利用提升架进行，一般采用“4-2-1”或“4-1”提升方式。

当采用“4-1”提升方式时，四套提升滑车组的尾绳上应装设测力和调节装置。

（3）当抱杆座落于井架时，井架加节可采用倒装或正装方式。

1）当井架采用倒装时，井架的加装在地面完成，与全座地式抱杆的倒装方式相同。

a）提升的步骤为：

提升系统布置调整→上部腰箍安装固定→拆除底部的固定→提升抱杆→到位后在地面加装井架段→与上部井架连接好→抱杆下落座地固定→抱杆拉线腰环固定→松提升系统→准备吊装。

b）然而井架作为吊装抱杆的支承架，并采用倒装提升方式时，需注意：

井架顶部与抱杆根部连接应设过渡段，联接可靠，并易于拆除；井架分段接头应特殊设计。

在井架倒装提升时，能顺利通过多道腰箍。

2）当井架采用正装时，则应在上部抱杆段的底部设置吊装井架的装置。

a）抱杆上部段的提升利用在塔身上挂的提升滑车组完成。

每次提升前，四套提升滑车的挂点位置应根据提升要求进行移位。

b）提升的步骤为：

重新挂提升滑车组→提升系统布置调整→腰箍移位调整→拆除抱杆与下部井架的联接→提升抱杆→到位临时固定→吊装井架段→与下部井架安装好→抱杆下落→抱杆与井架联接→抱杆拉线腰环固定→松提升系统→准备吊装。

（4）抱杆拆除

1）采用全座地式抱杆时，抱杆的拆除为抱杆提升的逆操作程序。

将抱杆落入塔内，从底部逐节拆除。

2）采用座落于井架上的抱杆方案时，利用抱杆的提升系统将抱杆提起，拆除与井架的连接，并将抱杆移到井架与塔身的空隙处，利用在塔顶安装的降抱杆系统将抱杆抱杆降到地面，从底部逐节拆除。

应注意井架与塔身间应有抱杆下降的足够空间，否则应事先按加装的井架的反程序拆除部井架，达到足够的空间后再行降抱杆。

2.2.3外附着式塔吊方案

（1）塔高不能太高，一般控制在200m内。

铁塔太高后，由于上部附着支撑距离较远，塔吊的稳定又完全依靠铁塔来承受，因而对铁塔的扭力很大，铁塔难以承受。

（2）塔吊利用本身的升降系统进行下降，到不能再降的高度后利用吊机进行拆除。

2.2.4内附着式塔吊方案

（1）首要解决的问题是铁塔吊装完成后塔吊头部的拆除，为此宜采用平头塔吊，并设计塔吊头部高空拆除的方案。

（2）塔头拆除后，塔吊标准节的拆除利用铁塔进行。

可采用倒装方式，也可采用正装方式。

图2.1内附着式塔吊组立跨越塔图2.2外附着式塔吊组立跨越塔

图2.3座地式抱杆组立跨越塔图2.4座井架抱杆组立跨越塔

3座地式抱杆吊装方案

3.1现场布置

3.1.1现场平面布置图见图3.1。

图3.1施工现场布置图

3.1.2为便于卷扬机操作工、总指挥较易看清塔上吊装情况，根据现场情况，宜将卷扬机及指挥台设在顺线路方向距塔中心约200m处，铁塔临时拉线及控制绳设在离塔中心90m处，吊装顶架及横担等重型构件的控制绳地锚设在离塔中心200m处。

3.1.3为确保吊装工作顺利进行，不使高空吊装作业等待地面组装和运料，现场应列出吊装及组装、运料等工作进度计划。

3.1.4设置铁塔45度方向拉线地锚和机动绞磨地锚。

当采用地钻群作地锚时，必须采取切实措施不使地钻前倾。

3.1.5卷扬机采用集中控制，专人操作，专人监护。

正常情况下由操作工制动，紧急情况下也可由现场总指挥直接制动。

3.1.6跨越塔现场共有大小卷扬机7台、回转电机1台、电视监视系统1套及辅助设备等，应有足够的电源供应。

3.2工艺流程

施工工艺流程见图3.2

图3.2施工工艺流程图

3.3主要工艺

3.3.1铁塔0～32m段吊装

（1）采用50t汽车吊和抱杆配合吊装。

（2）汽车吊分段吊装铁塔底部约20m高内的塔腿主材和辅材，其余部用抱杆吊装。

见图3.3、图3.4。

（3）每段塔腿吊装完成后，在45度方向及横、顺线路方向上应设置临时拉线。

（4）吊装塔腿过程中吊车共站位5次，其中每个塔腿站位一次，抱杆处站位一次。

见图3.5。

图3.350t汽车吊吊装塔腿立面布置图

图3.4座地式抱杆吊装铁塔图

图3.5吊装0～32m段50t汽车吊站位图

3.3.2抱杆就位

（1）采用50t汽车吊将提升装置和抱杆标准段进行地面组装后，分解组立。

（2）安装摇臂及起吊、调幅、集中控制、集中监控等各系统。

（3）采用倒装提升方式将抱杆提升到能进行铁塔吊装的高度。

（4）对各系统进行调试并试吊，以检验各系统的运行情况，同时对操作人员进行现场培训。

（5）抱杆座落于铁塔中心，设置多道腰环，旋转支座用四根拉线固定在铁塔的四根主材上。

3.3.3抱杆提升

（1）利用提升架或塔身采用倒装提升方式。

加装的标准节在地面进行，提升滑车组一直固定在提升架或底部塔身部位；

（2）在铁塔或提升架四根主材上各挂一套提升滑车组，其牵引绳从顶部定滑车中引出后通过地面的转向滑车，再与地面的地面滑车组相连，地面滑车组的牵引绳到卷扬机。

根据四根牵引绳与地面滑车组连接方式的不同，可采用“四变二、二变一”或“四变一”方式。

见图3.6。

图3.6座地式抱杆倒装提升布置图

3.3.4铁塔32～144m段组立

（1）采用单件或分片吊装。

（2）吊装时，座地式抱杆将由80m升到164m。

抱杆在164m高时共设置腰箍（拉线）4道：

第一道，30m处；第二道，61m处；第三道，94m处；第四道，132m处（拉线）。

（3）铁塔组立步骤：

升抱杆→固定抱杆（打好拉线、腰箍等）→吊装塔腿（单件、分片、整件）→吊装水平材→吊装斜材→吊装隔面材→升抱杆。

3.3.5曲臂（144～186m）吊装

（1）座地式抱杆升至174m吊装下曲臂。

见图3.7。

抱杆在174m高时共打腰箍（拉线）5道：

第一道，30m处；第二道，61m处；第三道，94m处；第四道，122m处；第四道，144m处（拉线）。

（2）座地式抱杆升至199m吊装上曲臂。

见图3.8。

吊好后应将两上曲臂前后侧各设一道补强拉线，以控制间距，保证横担顺利就位。

抱杆在199m高时共打腰箍（拉线）6道：

第一道，30m处；第二道，61m处；第三道，94m处；第四道，122m处；第五道，144m处；第五道，169m处（横线路拉线打在曲臂K节点处、顺线路拉线打在地面）。

图3.7吊装下曲臂图图3.8吊装上曲臂图

3.3.6横担（186～190m）、顶架（190～196.8m）吊装

（1）横担与顶架共分为：

部分横担+顶架、中部横担、两边相横担五个部分分别吊装。

（2）将抱杆升高到220m高度后，平衡吊装两侧部分横担+顶架。

抱杆在220m高时共打腰箍（拉线）7道：

第一道，30m处；第二道，61m处；第三道，94m处；第四道，122m处；第五道，144m处；第五道，169m处（打在曲臂K节点处）、第六道：

190m处（拉线打曲臂K节点处，为了保证顺线路方向上的稳定可在顺线路两侧各打一根落地拉线）。

见图3.9。

图3.9吊装部分横担+顶部图图3.10分片吊装中部横担图

（3）用220m高度的座地式抱杆吊中部横担。

中部横担吊装采用分前后片平衡吊装方式，其腰环位置不变，只是顺线路侧的落地拉线拆除。

见图3.10

（4）抱杆的布置不变，利用两侧顶架吊装两边相横担。

顶架不能满足要求时，利用抱杆对顶架进行补强。

见图3.11。

图3.11利用顶架吊装边相横担图

（5）分片的中部横担及两侧顶架在顺线路前后两侧组装及起吊，顶架就位前进行旋转就位。

边相横担在横线路两侧进行组装，可垂直起吊就位。

（6）应事先计算吊件的重心位置，确定吊索长度，吊件离地时进行相应调整，保持吊件水平上升，方便就位。

（7）就位时利用抱杆的调幅系统与起吊系统进行配合，同时配以链条葫芦等小型工具，让吊件就位。

3.3.7抱杆拆除与井架安装

（1）将摇臂进行合拢、固定。

（2）采用倒装提升方式从底部将标准节逐节拆除（与抱杆提升相反）。

抱杆高度降到基本高度后，用50t汽车吊进行拆除。

（3）在横担上安装吊装装置，先将井架顶部的几段吊装到顶部临时固定。

（4）利用吊装装置将井架从底部逐段正装、安装相应的支撑。

（5）将顶部的几段吊装放下与下部已装好的井架进行对接，安装顶部段的支撑。

3.4施工主要工器具

序号

名称

型号或规格

单位

数量

备注

1

经纬仪

J2

台

2

2

落地双摇臂抱杆

套

1

3

吊机

大吨位

台

1

汽车吊或履带吊

4

汽车吊

50t

台

1

5

电动卷扬机

2t

台

4

6

大规格扭力扳手

紧地脚螺栓

套

4

7

扭力扳手

电动或液压

套

各40

8

尼龙安全网

30×30\20×20\15×15

套

各2

9

无线电台

台

1

10

对讲机

台

20

11

叉车

台

1

12

汽车

10t

台

1

13

汽车

5t

台

1

3.5劳动力配置

序号

岗位

技工

普工

小计

备注

1

现场总指挥

1

1

2

指挥助理

1

1

3

技术员

2

2

4

质量主职

1

1

5

安全主职

1

1

6

集中控制柜操作

1

1

7

集控操作监护

1

1

8

地面指挥

1

1

9

地面组装、绑扎

10

20

30

10

地面移运等其它作业

10

20

30

11

塔上指挥

2

2

两班制

12

塔上安全监护

2

2

两班制

13

塔上操作

24

24

两班制

14

卷扬机操作

2

8

10

15

测工

2

2

16

电气、机械维护

2

2

4

17

通讯维护

1

1

18

司机（吊车）

2

2

19

起重工

4

4

8

合计

54

4座井架抱杆吊装方案

4.1平面布置

同第3.1节。

4.2工艺流程

施工工艺流程见图4.1

图4.1施工工艺流程图

4.3主要工艺

4.3.1铁塔0～32m段吊装

吊装方案同第3.3.1条。

4.3.2抱杆就位

（1）采用50t汽车吊将抱杆标准段进行地面组装后，分解组立。

（2）安装摇臂及起吊、调幅、集控、监控等系统。

（3）采用倒装提升方式将抱杆提升到能进行铁塔吊装的高度。

（4）对各系统进行调试并试吊，以检验各系统的运行情况，同时对操作人员进行现场培训。

（5）抱杆底部设置一个过度节，以便与井筒连接。

抱杆座落于井架上，设置多道腰环，旋转支座利用四根拉线（滑车组）固定在铁塔的四根主材上。

4.3.3抱杆提升

（1）利用塔身采用正装提升方式。

加装的井架加装在抱杆标准段与已装井架间；加装工作在高空进行；提升滑车组在塔身上的位置随着抱杆的提升高度而相应上移，移动次数与提升次数相当。

（2）抱杆标准段（包括过渡段）利用汽车吊进行组立，抱杆上拉线打在铁塔32m平口处。

吊装铁塔至61m，将四套提升滑车组设置到61m平口处，进行抱杆的提升及井架的安装。

提升可采用“四变二、二变一”或“四变一”方式。

（3）抱杆的提升与井架的加接，每提升一次，加节1～2节井架。

提升抱杆时必须设置二道腰环，回转处的拉线（滑车组）随着提升速度同步平稳松出，提升时稳定依靠腰环和回转处的拉线控制。

见图4.2。

4.3.4铁塔32～144m段组立

（1）采用单件或分段吊装。

见图4.3。

（2）铁塔组立步骤

提升滑车组上移→提起抱杆→加装井架→落下抱杆与井架连接→固定抱杆（打好拉线、腰箍等）→吊装塔腿（单件、分片、整件）→吊装水平材→吊装斜材→吊装隔面材→提升滑车组上移。

图4.2抱杆提升示意图图4.3抱杆吊装铁塔示意图

4.3.5曲臂（144～186m）吊装

（1）座地式抱杆升至174m吊装下曲臂。

（2）座地式抱杆升至199m吊装上曲臂。

吊好后应将两上曲臂前后侧各设一道补强拉线，以控制间距，保证横担顺利就位。

4.3.6横担（186～190m）、顶架（190～196.8m）吊装

（1）横担分为：

部分横担+顶架、中部横担、两边相横担五个部分分别吊装。

（2）将抱杆升高到220m高度后，平衡吊装部分横担+顶架。

抱杆在220m高时共打腰箍（拉线）3道：

第一道，144m处；第二道，169m处（打在曲臂K节点处）；第三道，190m处（拉线打曲臂K节点处，为了保证顺线路方向上的稳定可在顺线路两侧各打一根落地拉线）。

（3）利用220m高度的座地式抱杆分前后片平衡吊装中部横担。

此时，其腰环位置不变，只是顺线路侧的落地拉线拆除。

（4）用两侧顶架吊装两边相横担。

架不能满足要求时，利用抱杆对顶架进行补强。

4.3.7抱杆拆除与井架安装

（1）将摇臂进行合拢、固定。

（2）若因塔上空间尺寸的限制，抱杆标准段无法从井架与塔身的空隙处拆除。

则应采用抱杆提升及加装井架的方式，从下部拆除部分井架段，将抱杆往下降。

（3）抱杆高度降到能够拆除抱杆标准段的高度后，将抱杆标准段与其下的井架拆离，让抱杆标准段从井架与塔身的空隙处降到地面逐节拆除。

（4）在塔身顶部安装吊装装置，先将井架顶部的几段吊装到顶部临时固定。

（5）利用吊装装置将井架从底部逐段正装、安装相应的支撑。

（6）将顶部的几段吊装放下与下部已装好的井架进行对接，安装顶部段的支撑。

4.4施工主要工器具

序号

名称

型号或规格

单位

数量

备注

1

经纬仪

J2

台

2

2

双摇臂抱杆系统

套

1

3

吊机

大吨位

台

1

汽车吊或履带吊

4

汽车吊

50t

台

1

5

电动卷扬机

2t

台

4

6

大规格扭力扳手

紧地脚螺栓

套

4

7

扭力扳手

电动或液压

套

各40

8

尼龙安全网

30×30\20×20\15×15

套

各2

9

无线电台

台

1

10

对讲机

台

20

11

叉车

台

1

12

汽车

10t

台

1

13

汽车

5t

台

1

4.5劳动力配置

同第3.5节。

5内附着式塔吊吊装方案

5.1平面布置

5.1.1采用此方案时，应会同铁塔设计单位对铁塔结构进行验算，并在铁塔相应位置设置附着结构连接装置。

5.1.2施工场地布置应满足塔料运输、塔吊装拆、立塔施工操作、等方面的要求，在离塔中心一定范围内应设置铁塔主材拉线、控制绳等锚桩的位置。

5.1.3选用臂长30m的250t.m的塔吊可以满足吊装要求，塔吊最高为200m，须6道附着。

为便于塔吊的拆除，宜选用平头塔吊，初选STT403，其性能见附录。

塔吊布置于铁塔基础中心，具体布置见图5.1。

图5.1现场布置示意图

5.2工艺流程

5.2.1首先利用汽车吊安装塔吊至最大自立高度；

5.2.2再利用塔吊进行铁塔构件的吊装；

5.2.3铁塔安装到一定高度后，塔吊在铁塔上附着，随铁塔的组立而爬升；

5.2.4最后，塔吊与铁塔交替安装，将地面的杆件及组件尽量按照起重机相应工作幅度最大起重量进行组合、吊装。

5.2.5施工工艺流程见图5.2。

图5.2施工工艺流程图

5.3主要工艺

5.3.1在铁塔中心组装塔吊塔身、起重臂、平衡臂、机构等。

5.3.2提升塔吊，安装标准节使塔身至预定高度。

5.3.3用塔吊吊装塔材。

5.3.4提升塔吊塔身，至新一级高度。

5.3.5重复上述吊装和提升塔吊作业，直至铁塔全部吊装完毕。

5.3.6曲臂的吊装：

（1）塔吊升高到175m吊装下曲臂，单侧下曲臂整体吊装。

见图5.3。

（2）塔吊升高到192m吊装上曲臂，单侧上曲臂整体吊装。

见图5.4。

吊好后应将两上曲臂前后侧各设一道补强拉线，以控制间距，保证横担顺利就位。

图5.3下曲臂吊装图5.4上曲臂吊装

5.3.7横担、顶架的吊装：

（1）塔吊升高到200m高度后进行分①～⑥段吊装。

见图5.5。

（2）横担分为①、②、③、④四段进行吊装，吊装前将上曲臂上平面顺线路两侧用钢丝绳进行封固，先吊①段，后吊装②段。

（3）吊装③段时，其一端与已吊装的横担相连，另一端在塔吊身上进行临时固定（需事先加工固定架），后吊装④段，将横担吊装完成。

（4）⑤、⑥两顶架最后分次单独吊装。

图5.5横担、顶架吊装

5.3.8塔吊拆除：

利用塔吊上的附属设备拆除起重臂、平衡臂、机构等，塔身部分利用铁塔自身结采用倒装或正装方式逐节拆除。

见图5.6。

图5.6塔吊布置图

5.4施工主要工器具

序号

名称

型号或规格

单位

数量

备注

1

经纬仪

J2

台

2

2

平头塔吊

台

1

相应支撑

3

汽车吊

50t

台

1

4

电动卷扬机

2t

台

4

5

大规格扭力扳手

紧地脚螺栓

套

4

6

扭力扳手

电动或液压

套

各40

7

尼龙安全网

30×30\20×20\15×15

套

各2

8

无线电台

台

1

9

对讲机

台

20

10

叉车

台

1

11

汽车

10t

台

1

12

汽车

5t

台

1

5.5劳动力配置

序号

岗位

技工

普工

小计

备注

1

现场总指挥

1

1

2

指挥助理

1

1

3

技术员

2

2

4

质量主职

1

1

5

安全主职

1

1

6

塔吊操作

2

2

两班制

7

塔吊安拆

4

4

8

8

地面指挥

1

1

9

地面组装、绑扎

10

20

30

10

地面移运等其它作业

10

20

30

11

塔上指挥

2

2

两班制

12

塔上安全监护

2

2

两班制

13

塔上操作

24

24

两班制

14

卷扬机操作

2

8

10

15

测工

2

2

16

电气、机械维护

2

2

4

17

通讯维护

1

1

18

司机（吊车）

2

2

19

起重工

4

4

8

合计

58