输变电工程中内悬浮外拉线组立钢管塔的安全施工技术研究

余 声

（国网湖北省电力有限公司孝感供电公司）

0 引言

输变电工程是国家能源事业发展的重要组成部分， 其对于经济社会的稳定运行和人民生活的安全保障具有至关重要的作用。而钢管塔则是输变电工程中常用的支撑结构， 它不仅承担着输电线路的重要任务， 同时也是输变电工程建设过程中的重要组成部分。内悬浮外拉线组立钢管塔是目前应用较为广泛的一种钢管塔类型。其主要特点是通过在塔身内侧悬挂导线， 外侧拉绳固定， 来达到加强钢管塔稳定性的目的[1］。然而， 这种施工方式在实践中存在一定的安全风险。由于内悬浮外拉线组立钢管塔的高度较大、 结构复杂， 一旦出现安全事故， 后果将十分严重。在当前建设高质量、 高效率的社会背景下， 如何在保证工人安全的前提下提高钢管塔的建设效率， 已成为一个亟待解决的问题。

1 研究意义

在输变电工程中， 内悬浮外拉线组立钢管塔是一种常见的施工方式， 深入探究内悬浮外拉线组立钢管塔的安全施工技术， 对于理论和实践都具有重要的意意义。这不仅可以掌握相关的理论知识和实践技能，提高电力输变电工程的施工质量和效率， 保证施工过程中的安全性； 还可以通过不断优化安全施工技术，有效降低内悬浮外拉线组立钢管塔施工中的事故发生率， 从而为电力系统的稳定运行做出积极的贡献。此外， 安全施工技术的研究也有利于推动电力输变电工程的科学、 规范、 标准化建设， 为电力事业的可持续发展做出积极的贡献。

2 国内外研究现状

输变电工程是国家能源基础设施建设的重要组成部分， 其中钢管塔的安全施工技术一直是关注的焦点。近年来， 国内外对于内悬浮外拉线组立钢管塔的安全施工技术研究取得了不少进展。

在国内， 随着国家输变电工程建设规模的逐年扩大， 相关技术的研究也日益深入。2015 年， 由中国电力科学研究院牵头的“特高压输电工程施工与运行安全技术”课题组在内悬浮外拉线组立钢管塔的施工中提出了多项创新性措施， 如采用三人同步作业、 利用高空腰带固定、 实施安全防护等[2］。这些措施有效地保证了施工的安全和顺利进行。

在国外， 各国也积极探索相关技术的应用。例如， 美国电气和电子工程师协会 （ⅠEEE） 发布了《输变电工程结构标准》 （ⅠEEE 1275）， 其中包括了许多关于输变电工程结构设计和施工的规范， 为各国开展相关工作提供了参考和指导。

3 内悬浮外拉线组立钢管塔的结构特点及相关规范标准

3.1 结构特点

内悬浮外拉线组立钢管塔是一种常见的高塔结构， 主要用于通信、 电力、 广播、 微波等领域。其特点在于， 该塔采用了内部悬挂系统和外部拉线系统相结合的方式进行组装， 具有很好的抗风性能和稳定性[3］。下面将详细介绍内悬浮外拉线组立钢管塔的结构特点。

（1） 内悬浮系统是该塔的重要组成部分之一。它由多个钢制环形框架和连接件组成， 这些框架通过连接件相互链接， 在塔的内部形成一个悬浮的框架结构。内悬浮系统与塔身相连， 通过内部悬挂装置将整个塔体吊起， 使其达到一定高度。内悬浮系统的优势在于减少了对塔基的需求， 缩短了塔的安装时间， 并且增强了塔的抗震性能。

（2） 外拉线系统也是内悬浮外拉线组立钢管塔的关键组成部分之一。外拉线系统包括多条钢索和连接件， 这些钢索从塔顶向外斜向延伸， 通过外部固定设备牢固地固定在地面上。外拉线系统可以将整个塔体向外固定， 从而增强了其稳定性和抗风能力。此外，外拉线系统还可以减轻内悬浮系统的负荷， 降低对塔身结构的影响。

除了内悬浮系统和外拉线系统， 内悬浮外拉线组立钢管塔的结构还具有以下特点：

a. 钢管塔身采用圆形或多边形截面设计， 具有良好的强度和刚度。

b. 采用高强度螺栓连接塔身和内悬浮系统， 连接紧密、 牢固可靠[4］。

c. 内悬浮系统的钢制环形框架和连接件采用焊接工艺， 确保了其强度和稳定性。

d. 外拉线系统采用高强度钢索和连接件， 经过专业计算和测试， 确保其牢固可靠。

e. 内悬浮外拉线组立钢管塔具有优秀的抗风性能和稳定性， 能够承受大风、 大雨等恶劣气候条件下的考验。

3.2 相关规范标准

内悬浮外拉线组立钢管塔是一种常用于输变电工程中的重要结构， 其安全性和稳定性关系到整个输变电系统的正常运行。因此， 在设计、 制造和施工过程中需要遵守相关的规范标准， 以确保钢管塔的质量和安全性。以下是内悬浮外拉线组立钢管塔的相关规范标准：

（1） GB50189-2015《输变电工程施工及验收规范》

该标准是我国电力行业内施工及验收的基本规范标准， 其中规定了内悬浮外拉线组立钢管塔的设计、制造、 施工和验收等方面的内容。该标准规定了钢管塔的材料、 尺寸、 加工和检验等技术要求， 同时还对塔身组装、 焊接、 喷涂、 安装和验收等环节进行了详细说明。

（2） DL/T5306-2012《输变电线路用大型钢管塔设计规范》

该标准是我国电力行业内输变电线路用大型钢管塔设计的基本规范标准， 其中包括内悬浮外拉线组立钢管塔的设计要求和技术规范。该标准详细规定了钢管塔的荷载计算、 结构设计、 材料选择、 制造工艺、 质量控制等方面的内容， 同时还对塔身组装、 焊接、 喷涂、 安装和验收等环节进行了详细说明[5］。

（3） ⅠEC60204-1《电气设备的安全-通用要求》

该标准是国际上通用的电气设备安全规范， 其中包括输变电工程内悬浮外拉线组立钢管塔中使用的电气设备的安全要求。该标准规定了电气设备的安全设计、 安装和操作要求， 以确保电气设备的正常运行和人员安全。

4 内悬浮外拉线组立钢管塔施工前的准备工作

4.1 施工方案编制

施工方案编制是内悬浮外拉线组立钢管塔施工前的第一步， 其目的是为了确保施工过程中的安全和质量。具体的施工方案编制包括以下内容：

（1） 工程资料收集： 施工方案编制的第一步是收集和整理工程相关资料， 包括设计图纸、 技术规范、验收标准等。同时还需要对施工现场周边环境、 地形地貌、 气象条件等进行调查和研究， 以便于制定出更加科学合理的施工方案。

（2） 施工流程设计： 根据工程资料收集的结果，施工方案编制人员可以确定施工流程和步骤， 并结合实际情况进行调整。具体的施工流程设计包括材料准备、 基础施工、 钢管组装、 拉线安装等。

（3） 安全措施制定： 内悬浮外拉线组立钢管塔施工是一项高空作业， 施工过程中为了确保施工人员的安全需要采取多种安全措施。因此， 在施工方案编制阶段需要制定相应的安全措施和预案， 包括安全警示标志的设置、 防护网的搭建、 施工人员的安全培训等[6］。

（4） 施工质量控制： 内悬浮外拉线组立钢管塔是一项对施工质量要求非常高的工程， 因此在施工方案编制阶段需要确定相应的施工质量控制措施， 包括各种检查和测试方法的确定、 施工质量验收标准的制定等。

4.2 施工人员培训

内悬浮外拉线组立钢管塔的施工是一项高难度的工程， 需要施工人员具备一定的技能经验。

（1） 技术培训： 内悬浮外拉线组立钢管塔的施工需要掌握一系列技术和操作方法， 因此在培训中需要对施工人员进行相关的技术培训， 包括各种钢管、 拉线等组件的特点、 施工流程、 安全措施等。

（2） 安全培训： 内悬浮外拉线组立钢管塔的施工过程存在一定的危险性， 为确保施工安全， 需要对施工人员进行全面的安全培训， 包括高空作业时应注意的安全事项、 应急预案等内容。

（3） 实操培训： 除了理论知识培训外， 施工人员还需要进行实操培训， 以提高他们的实际操作能力。这方面的培训可以通过模拟练习、 现场演示等方式进行。

4.3 施工现场勘察

内悬浮外拉线组立钢管塔的施工现场勘察是为了对施工现场进行全面、 系统的了解， 以便于制定出更加科学合理的施工方案。具体的施工现场勘察包括以下内容：

（1） 地形地貌勘察： 内悬浮外拉线组立钢管塔的施工现场往往处于比较特殊的地理环境中， 因此在施工前需要对地形地貌进行详细勘察， 包括山势、 地质情况等[7］。

（2） 建筑物勘察： 内悬浮外拉线组立钢管塔的施工现场周边往往有其他建筑物存在， 因此需要对周边建筑物进行勘察， 以确定其对施工的影响， 并采取相应的措施。

（3） 天气条件勘察： 内悬浮外拉线组立钢管塔的施工过程往往受到天气条件的限制， 因此需要对当地的气象条件进行勘察， 以便于合理安排施工时间和措施。

5 内悬浮外拉线组立钢管塔的组装技术和安全注意事项

5.1 塔身组装技术

（1） 塔身焊接： 在进行钢管塔的组装之前， 需要将焊接接头处理干净， 确保焊缝质量。在进行钢管的切割、 打磨和组装过程中， 应严格按照设计要求和施工规范进行操作。

（2） 塔身组装： 将预制好的钢管部件进行拼装，严格按照图纸进行定位和固定。在拼装完成后， 应进行外观检查和尺寸检测， 确保各项指标符合设计要求。

5.2 安全注意事项

（1） 钢管部件的运输和搬运需要采用专业的起重设备， 并配备专人进行操作。

（2） 在进行焊接作业时， 应设置防火墙和灭火器等消防设备。

（3） 在进行钢管塔组装作业时， 应遵守安全操作规程， 穿戴安全带和安全鞋等防护用品。

（4） 钢管塔组装过程中， 应设立警示牌和隔离带， 防止无关人员进入作业区域。

6 内悬浮外拉线组立钢管塔的吊装技术和安全注意事项

6.1 塔身吊装技术

（1） 吊装前的准备工作： 吊装前应对钢管塔进行检查， 确保各项指标符合设计要求。吊装设备应经过检查和试运行， 操作人员应接受专业培训。

（2） 塔身吊装： 采用吊车将组装好的钢管塔吊装到安装位置， 并在现场进行调整和固定。吊装过程中应严格按照吊装方案进行操作， 注意保证吊装稳定和吊点安全[8］。

6.2 安全注意事项

（1） 吊装前应制定详细的吊装方案， 并对吊装设备和吊装人员进行专业培训。

（2） 吊装时应注意天气条件， 如有风力大于6 级等恶劣天气情况， 应暂停吊装作业。

（3） 在吊装过程中， 应有专人负责现场指挥和监督， 及时发现和处理问题。

（4） 吊装完成后， 应对钢管塔进行外观检查和尺寸检测， 确保安装质量。

7 结束语

本文研究了输变电工程中使用内悬浮外拉线组立钢管塔的安全施工技术， 总结了关键技术和注意事项。通过对内悬浮外拉线组立钢管塔的结构特点和施工规范标准的分析， 制定了详细的施工方案， 并对施工人员进行了培训。在组装和吊装过程中执行标准化的作业程序， 以确保施工质量和人员安全。研究和发展内悬浮外拉线组立钢管塔的施工技术， 对于输变电工程具有重要的现实意义和广阔的发展前景。未来，随着科技的不断发展， 更加智能化、 自动化和数字化的内悬浮外拉线组立钢管塔的施工技术将不断创新和完善， 从而进一步提高施工效率和安全性。