高压输电线路工程插入式角钢的安装方法

郭小斌

(中国电建集团福建工程有限公司,福建 福州 350018)

1 插入式角钢在输电线路工程的运用

随着电力项目规模的不断扩大，很多电力基建单位由先前的单纯施工模式转变为常态化的EPC模式，对各个基建单位的要求也更加严格，如何做到节约成本，优化设计才是重中之重。输电线路基础插入式角钢的使用符合优化设计的理念，在相同条件下，比地脚螺栓减少了混凝土使用和运输，降低了造价，符合现行的深化设计要求。相比国内，输电项目插入式角钢在国外得到广泛应用。

插入式角钢的基础施工主要根据角钢的尺寸大小来划分，一种是插入式角钢的下端直接插入基础底板，另一种是悬浮在基础立柱内。各个国家的设计规范及理念不同，采用的方式也不同，由福建电建承接的巴西美丽山项目的基础插入式角钢连接型式属于第二种方式，而印尼玻雅输电项目的基础插入式角钢属于第一种方式。两种方式的施工原理大致相同，后者较前者角钢的长度及重量宽度都较大(见图1、图2)，所以施工方法有所不同。

图1 巴西输电线路插入式角钢

图2 印尼输电线路插入式角钢

测量人员对基础先进行复测分坑，基坑挖好符合要求后，根据图纸角钢的正面、侧面根开、高差、坡度等参数，通过计算再利用仪器进行放样，确定角钢顶部、底部的空间位置后进行固定。在此过程中，对角钢的坡度、根开、扭转等进行控制。基础浇筑完成后，角钢、立柱和铁塔塔身的倾斜率三者能够保持一致，从而使铁塔受到的外力转化成下压力和上拔力，使基础受到的横向外力达到最小。

2 插入式角钢安装方法

角钢安装使用的控制方法主要根据角钢放置的空间位置来决定，即落地和离地。离地主要根据角钢底部到基坑垫层之间的距离来决定，可分为距底面距离小于0.3m、距底面距离超过0.3m两种情况。而距底面距离小于0.3m，通常情况下，用圆钢加工成三脚架放置底部来支撑，以接假腿的形式来完成固定安装。本文主要阐述巴西和印尼插入角钢落地以及距底面距离大于0.3m的两种方法。

2.1 巴西美丽山项目悬浮式插入角钢安装

2.1.1 定位支撑模具准备

在巴西输电项目中，插入角钢均悬浮于立柱内，且角钢距底面基坑距离均大于0.3m。在通常情况下可继续使用接假腿的方式，但是也会存在一定的风险性，采用三角架接假腿的支撑方式，三角架较高会造成支撑不稳，无法起到安装固定的作用，并且三脚架制作的材料增多，费用相对增加，从经济安全上分析已不适合。根据当地基础设计特点，加工新型悬浮定位支撑模具比三脚架更适用。

定位模具采用可调螺栓与槽钢三角形固定，定位模具边长约2m(可根据基础立柱断面进行调整长度)，三角处采用可调底座螺栓，便于调整角钢水平高低，模具中心安装一块0.4m长的可活动角钢(角肢宽度大于插入角钢，螺孔采用可调)，通过固定螺栓与插入式角钢紧固连接，在模具边中心固定一个可调式顶杆，用于调整插入角钢的倾斜度。支撑模具需要的材料成本较低廉，制作较简单(见图3、图4)。

图3 支撑模具示意图

图4 现场应用示意图

2.1.2 插入式角钢的控制调整

插入式角钢基础施工的关键工序在于控制和检查角钢正面、侧面根开的倾斜率，需要在施工过程中利用仪器配合不断地检查计算其倾斜率，通过对角钢进行一定的微调来保证其数据准确性。定位模具主要通过可调顶杆来调节插入式角钢固定夹板，配合重锤线和仪器的测量，可以实现对角钢正面、侧面倾斜率的控制。角钢几何尺寸校正后，在可调螺栓底座进行锚钉固定，插入角钢根部可采用铁线固定，以防混凝土浇筑过程角钢晃动、跑动。在角钢定位过程中稳定性较好，操作简单，便于现场操作，角钢定位操作时间比以往悬浮方法的快，角钢定位几何尺寸精度准确，满足线路规程施工需要。

2.2 印尼玻雅项目直埋式插入角钢安装

在巴西通过现场实践，定位模具插入角钢重量在200kg以内，可以依靠定位模具达到自身稳定的效果，而印尼玻雅项目建设中，角钢直接插入基础底板，长度较长，重量较重，造成模具不稳定，角钢的尺寸校核存在一定的影响。因此，定位模具已不适用，可采用其他的安装方法。

2.2.1 材料准备

在施工现场预制150mm×150mm×100mm混凝土垫块，浇筑垫块时准备φ16mm×160mm螺栓垂直埋于垫块中，丝口露在外侧(见图5)。选取与角钢底部配合的钢板，可选正方形块(三角块亦可)，尺寸100mm×100mm×10mm或150mm×150mm×10mm均可，根据主角钢的大小制作。在小角钢块钻出与φ16mm螺栓匹配的螺孔一个，由测量人员统一固定一个位置，以方便后续的角钢根开测量。小角钢块焊接于角钢底部，其底平面与主角钢棱部平面在同一个水平面上(见图6)。

图5 混凝土垫块示意

图6 角钢底部与钢板焊接

2.2.2 插入式角钢的控制调整

在基础底板的垫层完成后，用仪器测出基础底面的中心位置。先将混凝土垫快放在坑底已经确定的位置上(角钢较重，固定比较难，因此垫块中心孔位置必须准确无误，避免返工的出现)。可利用吊车或者勾机悬放角钢，并将角钢底部的小角钢块与垫块螺栓连接固定(见图7)。

图7 角钢底部混凝土垫块固定情况

当角钢安装完成后，结合仪器和调节工具对角钢先进行粗找正。并选择两根约φ30mm的钢管，长度根据现场实际基坑的大小适当增长，在其钢管头尾两边各焊接一个丝杆，使之分别安装调整固定。利用角钢自有的螺栓孔，将钢管上端的丝杆与之相连，两根钢管连接角钢两侧的位置要相同，便于调整。下端在地面锚定(见图8)。安装调整杆后配合仪器进行二次找正，使主角钢基本达到设计要求的位置。之后再利用调整杆上的花兰螺丝进行双向微调进行最终找正，使主角钢位置满足设计要求。

图8 角钢上部调整杆固定示意

2.3 数据检查方法

2.3.1 角钢坡度的检查

插入式角钢基础的主要技术指标之一是角钢坡度是否符合设计要求，不仅影响到基础受力的合理性，也影响到角钢与铁塔接腿之间接头部分的严密性。角钢坡度的计算通常为垂直1m高的角钢在水平方向位移值与垂直高度的比值。现场多采用以垂球吊中、取单位长度值1m，直接用直尺量取。在现场使用方便、简单、有效可直接检查角钢的正面、侧面坡度及对角方向坡度。

2.3.2 角钢扭转检查

角钢在根开、倾斜率找正后，采用仪器控制检查其对角线与线路方向对应腿的45°线是否重合，如果不重合，说明角钢处于扭转状态，需进行矫正。

3 插入式角钢安装过程控制

①插入式角钢在加工制造过程中会因下料长短不齐而产生误差，在施工过程中需检查角钢的长度，做好验评记录，以便在施工校核时及时处理，减少和消除由此产生的误差。但这种误差一般较小，一般在3～6mm之间，虽然误差很小，但还是会对角钢高差控制存在一定影响。

②在基础底板部分浇筑完成后，需对角钢的位置及高程和角钢的倾斜率进行复查，确认无误后才能进行立柱浇筑。

③浇筑过程中，为了防止混凝土对角钢的冲击造成的小量的移位，需多次检查基础顶面根开、角钢的棱到棱半根开、高差、倾角等数据，如有误差及时调整。

④混凝土浇筑至基础顶面后，应再次校核角钢位置及高程。

4 结束语

插入式角钢基础施工虽然较以往的地脚螺栓式的基础施工更加复杂，但通过不断实践，施工技术也更加成熟。文中所述角钢的安装方法应根据现场实际情况来确认，不同的技术方法在安装过程中控制的重心也不同，需注重细节，防止返工。同时，本文提出的相关安装方法可运用于所有输电线路插入式角钢的施工，供电力施工人员参考。