铁塔扶正工具的研发及应用

欧阳云辉 甄志明 温带银 黎子源

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

一些输电线路铁塔在运行一段时间后，由于基础地质失稳，或因发展需求城市周边大力开发扩张，铁塔基础周围的填埋工程就会造成线路铁塔下陷倾斜现象。如架空送电线路杆塔严重倾斜，将对线路安全运行构成重大威胁，随时会导致倒塔断线的重大事故发生。若采用现有的铁塔扶正技术在短时间内修复倾斜铁塔，在技术操作上并不容易开展，因为现有技术主要分为迫降法、顶升法、吊车吊法、抱杆法四种，迫降法是在基础沉降较少的一侧采用掏土、浸水、加压或淤泥触变等扰动措施迫使基础下沉，实现基础改斜归正；顶升法即在基础沉降大的一侧采用锚杆静压桩、托梁柱或地基注入膨胀剂等措施顶升基础，从而使其回倾；采用这两种扶正铁塔的方法耗时较长、费用高昂；吊车吊法是利用起重吊车将铁塔整体提升，再垫填底部，将铁塔提升；抱杆法是利用抱杆将铁塔整体提升，再垫填底部，从而提升铁塔。

本文针对扶正铁塔的迫切性，研发了一套在各种复杂地形都适用，能在不停电的情况下快速安全修复倾斜铁塔的工具。

1 设计初衷

2017年8月，因修路工程影响，大量的运泥车在110 kV能天甲线#18塔边经过，日积月累造成Ⅲ、Ⅳ号塔腿下陷，塔身严重倾斜，影响线路安全运行（下陷数据如图1所示）。

图1 110 kV能天甲线#18塔脚高度情况对比

由于110 kV能天甲线#18塔Ⅲ、Ⅳ号塔腿下陷，导致塔身顺整体大号侧左边倾斜。

2 铁塔健康状况评价

由《输电线路测量规程》得知：杆塔倾斜度计算公式为：

式中，G为倾斜度（%）；E为倾斜后偏移距离（mm）；H为对应的高度（mm）。

通过经纬仪测量得出，110 kV能天甲线#18塔向大号侧偏移距离为309 mm。查线路杆塔明细表可知：110 kV能天甲线#18塔全高为27.5 m，由测量时对应高度25.5 m计算得出该塔倾斜度为1.215%，已经超过运行规程要求（按运行规程，50 m以下铁塔倾斜度不允许超过1.0%），对线路运行安全构成一定的威胁。

3 输电线路铁塔倾斜的扶正方法

在和施工队沟通后，工程车已绕道行驶，经过一段时间的观察，铁塔没有继续倾斜的情况，再对土质进行评估和查询铁塔明细表了解铁塔和架空线路的重量后，决定采用不停电情况下进行两塔腿升塔加固的办法，结合塔腿可更换螺丝等特点，决定使用工具卡座加千斤顶的方法提升塔腿。

第一，扶正铁塔的方法有很多种，如迫降法、顶升法、吊车吊法、抱杆法等等。但这几种方法不仅需要消耗大量的人力、物力和较长的抢修时间，而且施工时需要停电（停电申请麻烦且停电会造成巨大经济损失）。

第二，首先将4只封闭塔脚螺丝水泥清除掉、螺丝芽顺滑，以便在提升Ⅲ、Ⅳ塔脚时，Ⅰ、Ⅱ塔脚亦能松动，以防塔材之间不协调而出现塔材弯曲、剪切等情况。

第三，铁塔倾斜一侧的顶升：将槽钢加工成卡座，安装在铁塔倾斜侧两根主材腿角钢上，将塔腿原来连接主材的螺丝更换成高强度的加长螺丝，连接腿、主材、卡座。扶正时人工操作千斤顶，顶升铁塔倾斜一侧，从而将倾斜的铁塔原地扶正。

4 输电线路铁塔液压抢修装置的设计

4.1 设计原理

在提升塔脚的螺栓上安装已加工好的螺栓延长棒进行驳接，同时在铁塔倾斜一侧两塔腿的外侧各布置1个角钢卡座；每个卡座下布置1个液压缸，分别位于倾斜侧单个塔腿卡座（图2）下，用以顶升铁塔腿；角钢卡座与铁塔主材腿角钢连接，液压泵站布置在铁塔外适当位置，通过高压软油管与液压缸连接，可向每个液压缸单独供油。采用比例流量阀、液控单向阀保证液压缸既能同时升降，又能在任意位置保压，这样就能在不停电的情况下，省力省时省钱地扶正铁塔。

4.2 技术关键

第一，载荷的确定。根据实际线路的各项参数，确定抢修设备的工作负荷，铁塔顶升载荷应达到导、地线、金具及铁塔自重总和。

图2 铁塔扶正工具设计图

第二，实现抢修过程同步升降和升降速度的可调节。液压系统内安装有直动式溢流阀、液控单向阀，液压缸上分别安装了比例流量阀，用以控制液压油流量。这样能够保证液压缸同步升降，并实现单个或全部液压缸升降速度的调节。

第三，抢修过程中防止铁塔变形的措施。为了保证铁塔主材角钢顶升过程中不受剪切力、扭力的影响而变形，在提升支架与铁塔主材角钢的连接方式上，采用了角钢卡座连接方法。装卡接触面积大、压力小、受力均匀，减小了铁塔主材角钢受力变形的倾向。

5 现场试验

将加工后的卡座工具拿到110 kV能天甲线#18倾斜塔进行现场施工。由实际使用可知，使用液压卡座抢修装置，工具轻便，组装容易，操作简单平稳，在抢修时能迅速将倾斜铁塔扶正，达到了预期的效果。

6 结语

本文所研制的输电线路铁塔液压卡座抢修装置具有如下特点：抢修时不用另立新塔、拆旧塔；抢修时使用液压卡座设备，加载过程平稳、安全可靠，无冲击荷载；槽钢卡座装卡方便、操作灵活，适用于多种铁塔。实践表明，输电线路铁塔液压卡座抢修装置能够将倾斜的铁塔在原地恢复，大大节省了抢修时间和成本，避免了长时间停电带来的经济损失，非常值得在各地推广和应用。

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