液壓沖擊頂裝置在塑土地質(zhì)接地埋設(shè)上的應(yīng)用

胡劍+時(shí)瀑森+劉繼武

【摘要】液壓沖擊頂裝置利用夯錘沖擊運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生巨大的能力，在特殊土體密實(shí)度處理方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文在介紹液壓沖擊裝置概念和工作原理的基礎(chǔ)上，聯(lián)系到塑土地質(zhì)接地埋設(shè)中存在的問(wèn)題，對(duì)于液壓沖擊頂裝置在塑土地質(zhì)接地埋設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】液壓沖擊頂 塑土 接地埋設(shè)

輸電線路接地工程是架空線路施工的一項(xiàng)重要工程，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行及人員和財(cái)產(chǎn)安全的關(guān)鍵。壓沖擊頂裝置是近年來(lái)在工程填土壓實(shí)度應(yīng)用較多的一種機(jī)械設(shè)備，將其應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)施工地線特殊土質(zhì)的埋設(shè)工程中，可以有效保證接地槽填土壓實(shí)度，提高整個(gè)輸電線接地工程的質(zhì)量。

一、輸電線路接地工程概述及施工流程

（一）概述

輸電線路接地主要是通過(guò)接地體鋼筋將輸電導(dǎo)線與大地相連。當(dāng)輸電線路發(fā)生故障或遭遇雷雨打擊時(shí)，接地線可以將短路電流快速釋放到大地土壤中，避免發(fā)生因?yàn)橛|電而導(dǎo)致的人身意外傷亡事故，同時(shí)保護(hù)電網(wǎng)變電站相關(guān)設(shè)備不受損害。因此接地線保證人身和財(cái)產(chǎn)安全的生命線，接地工程是電網(wǎng)建設(shè)工程中的重要環(huán)節(jié)。

如下圖所示，接地工程主要通過(guò)接地線將輸電線路和接地電極相連，接地電極埋置在大地之中。輸電線路與接地線相連的部分一般是輸電路的保護(hù)線（PE線）或者是保護(hù)中性線（PEN線）。接地電極是接地線工程中埋設(shè)到接地槽中的鋼筋，一般為半徑大于10mm的鍍鋅圓鋼，當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時(shí)，故障電流可以通過(guò)接地極流向大地。接地線是指連接輸電線路與接地電極的金屬導(dǎo)體，一般也為鍍鋅鋼筋。接地線和接地電極相連，統(tǒng)稱為接地裝置。在接地網(wǎng)組成中，大地的作用可以看作容量無(wú)盡的儲(chǔ)蓄電能的設(shè)備，輸電線路故障電流可以通過(guò)接地裝置無(wú)限流向大地。

（二）施工流程

接地工程的施工主體主要由開(kāi)挖地槽、接地線及接地電級(jí)的敷設(shè)、接地線及接地電級(jí)的焊接及接地槽的回填四部分構(gòu)成，具體分析如下：

（1）開(kāi)挖接地槽。在開(kāi)挖地槽前應(yīng)該對(duì)土質(zhì)的電阻率進(jìn)行測(cè)定，符合設(shè)計(jì)土質(zhì)的電阻率的值。在確保無(wú)誤后，進(jìn)行開(kāi)挖。開(kāi)挖深度一般大于0.8米，開(kāi)挖地點(diǎn)應(yīng)該避開(kāi)道路、地下光纜、地下管道等。

（2）接地線及接地點(diǎn)極的敷設(shè)。接地線和接地電極均應(yīng)該是鍍鋅圓鋼。在不知接地電極時(shí)候，地槽底部應(yīng)該干凈整潔，如果存在影響接地電極和大地接觸的雜質(zhì)應(yīng)該進(jìn)行清除。接地電極之間應(yīng)該保持一定的距離，接地線與輸電線路連接時(shí)候應(yīng)該符合焊接相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（3）接地線和接地電極的連接。一般采用焊接的方式將接地線和接地電極相連，焊接長(zhǎng)度一般為100mm。

（4）接地槽的回填。在對(duì)開(kāi)挖接地槽深度、接地電極鋼筋半徑以及接地裝置搭接長(zhǎng)度等相關(guān)隱蔽工程進(jìn)行檢查驗(yàn)收的基礎(chǔ)上，進(jìn)行接地槽的土方分層壓實(shí)回填，保證地槽回填的密實(shí)度要求。

地槽回填是接地工程主體工程最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。土方回填密實(shí)度不夠會(huì)引發(fā)地基沉降等問(wèn)題，導(dǎo)致土體電阻值改變，影響接地工程引故障電流的速度。輸電線路故障電流不能及時(shí)釋放，從而引發(fā)回路從而導(dǎo)致一系列安全事故的發(fā)生。

二、液壓沖擊頂裝置定義及工作原理

液壓沖擊頂裝置是以高壓液體為機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，以沖擊體高速的反復(fù)運(yùn)動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能，用以產(chǎn)生沖擊作用為主的打擊式液壓機(jī)械裝置，包括液壓沖擊夯等。

液壓沖擊夯在對(duì)大面積特殊土質(zhì)的回填壓實(shí)中效率高并且工程完成質(zhì)量好，同時(shí)運(yùn)輸轉(zhuǎn)移比較方便，不產(chǎn)生噪聲，因此在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。液體沖擊夯裝置一般由蓄能器、控制閥、液壓油缸等組成，具體如下圖所示。

由上圖所示，液壓動(dòng)力裝置1通過(guò)控制閥3給液壓油缸5下腔供給壓力油。液壓油缸5中下腔慢慢積累壓力油后會(huì)推動(dòng)活塞桿8向上運(yùn)動(dòng)，夯錘4與活塞桿8是連接在一起的，因此夯錘4也會(huì)慢慢向上運(yùn)動(dòng)積累重力勢(shì)能。當(dāng)夯錘4的上升高度達(dá)到預(yù)定位置后，控制系統(tǒng)通過(guò)打開(kāi)油閥6來(lái)使液壓油缸5中的壓力油迅速排出，此時(shí)夯錘4會(huì)自由落體，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。當(dāng)夯錘4擊打在要進(jìn)行夯實(shí)的工作面后，液壓動(dòng)力裝置1又會(huì)通過(guò)控制閥3給液壓油缸5供給液壓油，繼續(xù)重復(fù)剛才的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于工作面的連續(xù)沖擊夯實(shí)。

在實(shí)際的工程項(xiàng)目夯實(shí)中，液壓沖擊夯一般以裝載機(jī)和挖掘機(jī)作為其自身工作的載體[4]，提供液壓沖擊夯進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)時(shí)所需要的能量。在進(jìn)行土方回填夯實(shí)等工作的時(shí)候，液壓沖擊夯機(jī)架的升高以及工作結(jié)束后液壓沖擊夯的轉(zhuǎn)移都需要依靠裝載機(jī)及挖掘機(jī)相應(yīng)的臂力來(lái)實(shí)現(xiàn)。

三、液壓沖擊頂裝置在塑土地質(zhì)接地埋設(shè)的應(yīng)用

（三）塑土地質(zhì)接地埋設(shè)問(wèn)題分析

塑性指數(shù)是反映土體物理性質(zhì)的一種指標(biāo)。塑土地質(zhì)主要指由含水率不高，可塑能力較強(qiáng)的土體構(gòu)成的地質(zhì)，具有一定的承載力。塑土物理性質(zhì)及其不穩(wěn)定，遇到水會(huì)吸水膨脹，承載力喪失；失去水會(huì)收縮，出現(xiàn)裂縫等情況。因此在塑土地質(zhì)的環(huán)境下進(jìn)行接地埋設(shè)工程，對(duì)于土體回填密實(shí)度的要求極其高。如果采取一般的人工夯實(shí)的方法或其他夯實(shí)方法，沒(méi)有達(dá)到土體密實(shí)的要求，會(huì)使得接地槽回填土出現(xiàn)豎向或者水平的吸水腫脹，或者失水開(kāi)裂的情況發(fā)生，造成回填土方的傾斜甚至破壞。對(duì)于接地工程的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，造成接地裝置無(wú)法按照原設(shè)計(jì)的保準(zhǔn)進(jìn)行故障電流的引導(dǎo)，輸電線路電流沒(méi)有及時(shí)釋放會(huì)導(dǎo)致輸電線產(chǎn)生回路，造成輸電線路的破壞。同時(shí)接地工程接地槽填土遭到破壞，會(huì)對(duì)周圍過(guò)往人員的安全產(chǎn)生一定的隱患。

（二）液壓沖擊頂裝置在某110kV輸電線路工程接地工程的應(yīng)用分析

本節(jié)以110kV輸電線路工程接地工程為例進(jìn)行液體沖擊頂裝置應(yīng)用分析。本工程接地體埋深的要求是不得小于80cm，同時(shí)在回填的時(shí)候?qū)τ诨靥钔林写嬖诘氖瘔K等雜物等要進(jìn)行清除，同時(shí)要預(yù)留15cm的防沉層。

塑土地質(zhì)易吸水腫脹，失水開(kāi)裂的物理特性使的在進(jìn)行輸電線接地工程接地槽土方回填時(shí)，需要對(duì)于回填土進(jìn)行強(qiáng)夯處理?？紤]到110KV輸電線路工程接地工程的地處偏僻的丘陵地帶，一般的施工機(jī)械不容易進(jìn)來(lái)，周圍沒(méi)有可以利用的電力能源?？紤]到液壓沖擊夯具有輕巧方便、易于轉(zhuǎn)移及對(duì)于電力依賴性不高的特點(diǎn)，因此選用液壓沖擊夯來(lái)進(jìn)行接地工程的土方回填夯實(shí)工作。

利用現(xiàn)場(chǎng)的裝載機(jī)作為液體沖擊夯的動(dòng)力承載裝置。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝，本項(xiàng)目使用的液壓沖擊夯實(shí)體圖如下所示。

110KV輸電線路工程接地工程的土方回填壓實(shí)主要進(jìn)行分層夯壓，每一層30cm。在進(jìn)行接地槽回填壓實(shí)過(guò)程之前，裝載機(jī)將液壓沖擊夯轉(zhuǎn)移到需要進(jìn)行夯實(shí)工作面上，同時(shí)機(jī)械手臂將其舉起。夯實(shí)過(guò)程中，利用液壓沖擊夯本身的液壓沖擊工作原理對(duì)工作面進(jìn)行夯實(shí)[本節(jié)主要討論也要沖擊夯在塑土的應(yīng)用進(jìn)行分析，主要提供思路上的指引，對(duì)于細(xì)節(jié)的描述，例如最后夯實(shí)密實(shí)度檢查具體數(shù)值不做詳細(xì)的描述。需要研究的可以與作者聯(lián)系。]。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，特高壓輸電線路的密集建設(shè)，保護(hù)輸電線路安全的接地工程顯得尤為重要。本文主要探討了液壓沖擊頂裝置在塑土地質(zhì)情況下的接地槽回填壓實(shí)度中的應(yīng)用。研究表明，液壓沖擊頂裝置靈活，方便轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，與電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常處于山區(qū)等交通不便的環(huán)境相適應(yīng)。同時(shí)液壓沖擊頂利用夯錘沖擊運(yùn)動(dòng)，相比較其他夯實(shí)方式，沖擊能量更大，因此在對(duì)塑土等特殊土質(zhì)進(jìn)行夯實(shí)中更加高效高質(zhì)，在未來(lái)具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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