山區(qū)超高跨塔施工安全管控措施實(shí)踐

韓啟云，童 鑫，劉 軍，王 杰，張鵬程

(1.安徽送變電工程有限公司，安徽 合肥 230022；2.國網(wǎng)安徽省電力有限公司，安徽 合肥 230022)

0 引言

特高壓輸電具有輸送容量大、網(wǎng)損小、走廊利用率高等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國特高壓工程的逐步建設(shè)、投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了各區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)互通、各區(qū)域水火電調(diào)劑、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高了電網(wǎng)輸送能力和輸電效率，降低了線路損耗[1，2]。

特高壓工程整體跨度較大，跨越區(qū)域較多，線路通道多數(shù)位于崇山峻嶺之間。各區(qū)域的地質(zhì)、地貌差異大，施工單位人力投入大大超過普通地區(qū)工程，作業(yè)點(diǎn)繁多且較為分散，集中投入的施工人員、施工機(jī)械多[3]。基于工程特點(diǎn)，安全質(zhì)量環(huán)保防范風(fēng)險(xiǎn)加大，施工管理難度增大，對(duì)安全生產(chǎn)工作提出了更高的要求。

針對(duì)張北—雄安1 000 kV特高壓交流輸電線路工程中出現(xiàn)的兩基超高跨塔，制定了專門的安全管控措施，旨在明確施工現(xiàn)場(chǎng)潛在的危險(xiǎn)點(diǎn)及杜絕施工現(xiàn)場(chǎng)施工器械存在的安全隱患，保障現(xiàn)場(chǎng)施工人員的人身安全，同時(shí)保證建設(shè)單位的設(shè)備財(cái)產(chǎn)安全[4]。

1 工程介紹

1.1 施工概況

張北—雄安1 000 kV特高壓交流輸變電線路工程5標(biāo)段(以下簡(jiǎn)稱張雄線)位于河北省保定市淶源縣境內(nèi)，全線地形均為一般山地和高山大嶺，沿線海拔在500～1 700 m。兩基超高跨越桿位位于保定市淶源縣烏龍溝鄉(xiāng)，均為雙回路鋼管塔，其主要用途為跨越烏龍溝明代古長城。該兩基桿塔均有塔材單件重量大、長度長的特點(diǎn)，為目前我國境內(nèi)特高壓山區(qū)最高、施工難度最大的桿塔[5]。由于桿位地形陡峭、施工作業(yè)面小，超高跨越塔的組塔方式選用單動(dòng)臂抱桿組立。

該兩基桿塔跨塔基礎(chǔ)跟開較大，地形、地貌復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)高低起伏不平，材料堆放及塔材組裝困難，因此施工項(xiàng)目部在高塔桿位現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)了近110 m2的作業(yè)平臺(tái)。但受場(chǎng)地限制，組塔仍需要單件運(yùn)輸、挪件、吊裝，單基組塔周期長達(dá)113天，施工風(fēng)險(xiǎn)巨大。

特高壓鐵塔組立相對(duì)普通500 kV線路而言具有高、大、重的特點(diǎn)，該兩基桿塔具體的參數(shù)對(duì)比如表1所示。

表1 鐵塔參數(shù)對(duì)比

1.2 施工難點(diǎn)

(1) 塔位高差跨度大，塔身本體高度均超過200 m，作業(yè)時(shí)通信及安全監(jiān)護(hù)困難加大，安全風(fēng)險(xiǎn)升高。4S002-4S007耐張段整體位于山脈之上，高程形式呈“凸”型。4S004距離山下索道口高差為315 m，人員從山下爬山至桿位耗時(shí)約40 min；4S005距離山下索道口高差為450 m，人員從山下爬山至桿位耗時(shí)約1 h。

(2) 塔體單基重量大，構(gòu)成復(fù)雜，連接型式多，組立難度大，對(duì)吊裝要求高。4S004，4S005桿位為目前國內(nèi)特高壓山區(qū)最高、施工難度最大桿位，單基塔材重量達(dá)七百余噸。同時(shí)單動(dòng)臂抱桿自重和施工所用工器具累計(jì)近一兩百噸。

(3) 地形差運(yùn)輸困難，重型索道輸送路線與組裝平臺(tái)的空間性限制進(jìn)一步妨礙組塔。桿位地形陡峭、施工作業(yè)面小，影響材料堆放及塔材組裝，施工周期長。同時(shí)由于施工桿位位于山區(qū)，交通條件較差。管塔塔材單件重量大、長度長，因此運(yùn)輸過程困難且利用索道運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸周期較長。

(4) 桿塔基礎(chǔ)位置瀕臨懸崖峭壁，缺少空間進(jìn)行常規(guī)組立，導(dǎo)致工作效率很低。使用單動(dòng)臂抱桿組塔(單抱桿組立單動(dòng)臂抱桿，后拆除單抱桿，使用單動(dòng)臂抱桿卸、挪、吊裝塔材)，而單動(dòng)臂抱桿施工工作效率較平臂抱桿小；受場(chǎng)地限制，需要單件運(yùn)輸、挪件、吊裝。

(5) 外協(xié)難度大：4S004，4S005兩處索道口分別位于烏龍溝鄉(xiāng)后莊子村和馬臺(tái)村，兩村政策協(xié)調(diào)難度極大，協(xié)調(diào)處理約定達(dá)成后多次反復(fù)，目前已嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。

針對(duì)以上自然環(huán)境的限制和實(shí)際施工所遇到的難題，分析現(xiàn)場(chǎng)立塔過程中存在的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)主要包括高處墜落、物體打擊、機(jī)械傷害、上下交叉作業(yè)、人身防護(hù)、作業(yè)面狹小、臨邊防護(hù)、索道運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電等。為解決以上施工難點(diǎn)，項(xiàng)目部技術(shù)、安全、質(zhì)量三部門人員團(tuán)結(jié)合作、共同研究，最終形成一套行之有效的安全管控方案并在超高跨越塔位進(jìn)行應(yīng)用，確保安全、優(yōu)質(zhì)和高效地完成鐵塔組立任務(wù)。

2 施工安全對(duì)策及實(shí)施

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及潛在危險(xiǎn)點(diǎn)，管理人員為加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控分別從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個(gè)方面制定了安全管控措施。

2.1 人員防護(hù)

在跨越塔施工中，人員自山下到達(dá)4S004桿位一般耗時(shí)約40 min，為不影響施工工效，施工人員早上6:00從駐地出發(fā)，上山后0.5 h內(nèi)原地修整，不安排進(jìn)行施工；到達(dá)4S005桿位一般耗時(shí)約1 h，人員居住于山下駐地將嚴(yán)重制約施工效率，消耗人員體力。故選擇在4S005桿位附近平坦處搭設(shè)帳篷，確保可滿足所有人員住宿休息，按期安排5名人員輪換至山下駐地修整。4S005人員飲食、生活用水均由索道運(yùn)輸，嚴(yán)禁人員攜帶火種、使用明火做飯、燒水。搭設(shè)臨時(shí)廁所，每日進(jìn)行消毒，山上人員不得隨處大小便。山上配備汽油發(fā)電機(jī)，保障通信設(shè)備充電。

項(xiàng)目部管理人員每日對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視，抱桿組立與拆除、吊裝橫擔(dān)時(shí)必須全程在位。施工管理員跟隊(duì)上下班。4S005海拔1 245 m，施工期間可利用索道運(yùn)輸間隙進(jìn)行休息，實(shí)行“施工班組長負(fù)責(zé)制”“人盯人”等辦法進(jìn)行相互監(jiān)督，確保作業(yè)人員無異常。同時(shí)安排班組管理員跟隨施工隊(duì)住宿于山上。項(xiàng)目部技術(shù)人員根據(jù)安排，到現(xiàn)場(chǎng)解決技術(shù)問題。施工桿位配備血壓儀、溫度計(jì)及風(fēng)速儀，每日開始施工前由施工管理員測(cè)量并記錄所有人員的血壓(低壓60～90 mmHg、高壓90～120 mmHg)、體溫(不高于37.3 ℃)，觀察確認(rèn)每個(gè)作業(yè)人員的精神狀態(tài)。

山區(qū)施工，任何人不得單獨(dú)作業(yè)，下班時(shí)清點(diǎn)人數(shù)后統(tǒng)一返回駐地。上塔過程中必須使用攀登自鎖器等防墜落裝置，塔上操作除系好安全帶外，應(yīng)掛好二道防護(hù)繩。施工過程中,應(yīng)隨時(shí)檢查安全帶(繩)是否拴牢。由于塔上不易站立、手握，因此在塔上長距離移動(dòng)時(shí)必須掛速差自控器(速差自控器嚴(yán)禁低掛高用)，確保施工人員在任何狀態(tài)下都不會(huì)失去保護(hù)。高處作業(yè)應(yīng)使用航空安全帶。兩基塔在設(shè)計(jì)時(shí)已設(shè)置水平拉索、橫擔(dān)走道等防護(hù)設(shè)施，確?，F(xiàn)場(chǎng)隨吊裝進(jìn)度同步安裝，同步使用?，F(xiàn)場(chǎng)同時(shí)配置半永久攀登自鎖裝置，隨吊裝高度同步設(shè)置，對(duì)人員上下塔進(jìn)行安全防護(hù)，半永久攀登自鎖裝置待架線驗(yàn)收完成后進(jìn)行拆除。

2.2 機(jī)械防護(hù)

機(jī)械防護(hù)首要的是要求管理人員檢查現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械試運(yùn)行是否正常。操作人員應(yīng)持證上崗，按規(guī)程操作，按規(guī)定保養(yǎng)機(jī)械并做好記錄。

組立鐵塔的所有機(jī)械設(shè)備、工器具都必須經(jīng)過有關(guān)部門的檢查、驗(yàn)證合格后方可運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，工器具運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后經(jīng)項(xiàng)目部及施工隊(duì)物資員檢查合格后發(fā)給施工人員，施工人員在使用前也必須認(rèn)真檢查，確認(rèn)合格后方可使用。組塔的工器具應(yīng)符合要求，絕對(duì)不可以小代大。工器具、機(jī)械設(shè)備的檢查及使用標(biāo)準(zhǔn)詳見各工器具、機(jī)械設(shè)備的使用說明書及有關(guān)的規(guī)程、規(guī)定。抱桿廠家人員必須提前到現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)施工人員，指導(dǎo)施工。

吊裝鐵塔所使用的單動(dòng)臂抱桿應(yīng)當(dāng)經(jīng)常進(jìn)行檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，對(duì)安全裝置必須每班檢查,傳動(dòng)部分應(yīng)有足夠的潤滑油，對(duì)易損件必須經(jīng)常檢查、維修或更換，對(duì)機(jī)械的螺栓，特別是經(jīng)常振動(dòng)的零件，如塔身連接螺栓應(yīng)檢查是否松動(dòng)，如有松動(dòng)則必須及時(shí)擰緊或更換。同時(shí)在高處使用的所有小工具必須用尼龍繩做尾繩，在塔上固定。

在吊裝過程所有鋼絲繩等硬質(zhì)工器具嚴(yán)禁直接與塔材接觸受力，受力點(diǎn)應(yīng)襯墊麻袋片，防止塔材鍍鋅層磨損，杜絕塔材上的施工痕跡；承托抱桿的鋼絲繩與塔身連接的主材處應(yīng)襯墊軟物，或用同等額定受力的吊裝帶與塔身纏繞；主材采用專用吊點(diǎn)件加卸扣方式進(jìn)行連接吊裝。

每天下班前各作業(yè)組應(yīng)將自己使用的工器具整理擺放有序，塔位場(chǎng)地清理干凈，卷揚(yáng)機(jī)等電氣設(shè)備應(yīng)罩好，電源應(yīng)切斷，做到“工完料盡場(chǎng)地清”。工器具應(yīng)定期檢查保養(yǎng)，保持外觀清潔，作業(yè)前檢查附件是否完好，功能是否正常。安全工器具和防護(hù)用品齊全，符合安全規(guī)程；選用經(jīng)鑒定合格的產(chǎn)品，定期進(jìn)行檢查和試驗(yàn)并有記錄。

2.3 材料防護(hù)

組塔現(xiàn)場(chǎng)對(duì)材料的防護(hù)主要是對(duì)塔材和吊件的防護(hù)。由于跨越塔現(xiàn)場(chǎng)地形受限，4S004索道的卸料口在單動(dòng)臂抱桿吊裝范圍內(nèi)，物料到達(dá)卸料口后由單動(dòng)臂抱桿吊至組裝點(diǎn)，組裝完畢后進(jìn)行吊裝。4S005索道卸料口在單動(dòng)臂抱桿吊裝范圍外，物料到達(dá)卸料口后放松手拉葫蘆，將物料卸至輕軌上，通過輕軌運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)至組裝點(diǎn)，組裝完畢后通過輕軌運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)至吊裝點(diǎn)后通過單動(dòng)臂進(jìn)行吊裝。考慮到現(xiàn)場(chǎng)地形狹小，索道運(yùn)輸只能提前運(yùn)輸一天吊裝塔材量，并按照吊裝順序由近及遠(yuǎn)擺放塔材。

桿塔組裝現(xiàn)場(chǎng)要求場(chǎng)地平整，障礙物應(yīng)清除，塔材不得順斜坡堆放，山坡上的塔片墊物應(yīng)穩(wěn)固，且有防止構(gòu)件滑動(dòng)的措施，組裝管形構(gòu)件時(shí)，構(gòu)件間未連接前采取木楔兩頭防止?jié)L動(dòng)的措施。4S004在A，D腿側(cè)擋土墻砌筑的組裝區(qū)組裝大片及橫擔(dān)，4S005在A，D腿小號(hào)側(cè)山體降方搭設(shè)的作業(yè)平臺(tái)上組裝大片及橫擔(dān)。

在4S004和4S005現(xiàn)場(chǎng)配備抱桿受力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)每一吊吊重進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，形成數(shù)字化體現(xiàn)，確保吊裝安全。同時(shí)為施工管理員配備風(fēng)力風(fēng)向儀，每天至少檢測(cè)3次，并及時(shí)向指揮報(bào)告檢測(cè)結(jié)果。當(dāng)風(fēng)速超過5級(jí)風(fēng)時(shí)，停止吊裝作業(yè)。

在吊裝過程中每節(jié)主材吊裝前應(yīng)在主材上端系上兩根φ16鋼絲繩作拉繩，鋼絲繩上端通過10 t×5 m合成纖維吊帶與塔件連接，鋼絲繩下端通過6 t手拉葫蘆固定在鉆樁上。將預(yù)留標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)塔心安裝就位，塔件就位時(shí)先裝塔心外側(cè)的就位螺栓，在塔心側(cè)的法蘭面上塞上楔型塊，緊固外側(cè)就位螺栓，并適當(dāng)緊固塔心內(nèi)側(cè)就位螺栓。將起吊時(shí)帶上來的兩根鋼絲繩在地面橫、順線路方向向外用手拉葫蘆打好，使剛就位安裝的塔件上端向外預(yù)傾斜，以便安裝橫材時(shí)方便就位。塔身吊裝過程是隨抱桿頂升加高直至封頂。橫擔(dān)吊裝的順序?yàn)橄聦?dǎo)線橫擔(dān)、中導(dǎo)線橫擔(dān)和上導(dǎo)地線橫擔(dān)的自下而上方式。下導(dǎo)線橫擔(dān)、中導(dǎo)線橫擔(dān)均以主材為界分兩段吊裝，上導(dǎo)地線橫擔(dān)以主材為界分三段吊裝。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)

現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境對(duì)施工過程做出的一系列方案性規(guī)定。在使用單動(dòng)臂抱桿組塔時(shí)，為確保作業(yè)面的合理優(yōu)化，對(duì)4S004和4S005桿位單獨(dú)編制施工方案。4S004桿位通過合理降方以及擋土墻的砌筑能夠有效解決施工作業(yè)面狹小的問題；4S005桿位由于施工地形條件限制，采取搭設(shè)施工平臺(tái)方式來有效增加作業(yè)施工區(qū)域，保障塔材、工器具的合理運(yùn)輸堆放，確保組塔施工的安全有序進(jìn)行。同時(shí)在塔身吊裝時(shí)每隔30～50 m設(shè)置一層休息平臺(tái)，在塔身斜撐材、平撐材上鋪墊鋼制蓋板，使用8號(hào)鐵絲綁扎牢固。

現(xiàn)場(chǎng)采取隔離方式進(jìn)行防護(hù)，在6 m墜落范圍內(nèi)使用三角彩旗設(shè)置簡(jiǎn)易圍欄。當(dāng)人員需進(jìn)入高處作業(yè)下方時(shí)，由地面指揮通知塔上人員暫停作業(yè)，原地休息，得到明確指令后，人員方可進(jìn)入墜落半徑范圍。待墜落范圍內(nèi)地面人員結(jié)束作業(yè)，得到明確指令后，方可繼續(xù)進(jìn)行高處作業(yè)，從根本上避免交叉作業(yè)可能帶來的空中打擊傷害。

2.5 環(huán)境防護(hù)

(1) 針對(duì)地形原因做好臨邊防護(hù)。4S004，4S005桿位均由施工便道修葺水泥臺(tái)階至各塔腿。對(duì)陡峭山脊或懸崖處，將鋼管埋至地下0.5 m設(shè)置防護(hù)欄桿，欄桿高度不小于1.2 m，欄桿間距不大于1.2 m，防止人員墜落。4S004桿位在C，D腿下方擋土墻處設(shè)置臨邊防護(hù)，4S005桿位在各塔腿外圍設(shè)置臨邊防護(hù)。

(2) 針對(duì)淶源山區(qū)做好防火措施。進(jìn)入林區(qū)或山區(qū)的施工人員嚴(yán)禁攜帶火種、吸煙、取暖和不經(jīng)項(xiàng)目部批準(zhǔn)使用火種。在明火使用方面倡導(dǎo)施工隊(duì)配備電子煙，林區(qū)或山區(qū)只允許吸電子煙。嚴(yán)禁一切野外用火，對(duì)可能引起森林火災(zāi)的機(jī)械、營區(qū)生活用電、發(fā)電機(jī)區(qū)域、油箱存放區(qū)，安排專人守護(hù)、值班。野外施工需要電氣焊等作業(yè)的應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程操作，實(shí)行開動(dòng)火證制度，有動(dòng)火證、操作證、看火人并攜帶滅火器，才能進(jìn)行明火作業(yè)。動(dòng)火證開具前，開具人要到現(xiàn)場(chǎng)檢查，將易燃易爆品清理干凈，施工人員施工完畢后，確定用火徹底熄滅無隱患后，才可離開。施工使用油料運(yùn)輸中應(yīng)采用專用鐵皮桶，防止在運(yùn)輸過程中遺散。定期檢查滅火器并填寫檢查記錄，確保所有滅火器處于完好狀態(tài)。

(3) 氣候管控。當(dāng)遇有5級(jí)及以上大風(fēng)或雷、雨、雪、濃霧天氣禁止登高作業(yè)。夏季雨天施工時(shí)，當(dāng)塔腿吊裝完之后及時(shí)將接地線扁鐵與塔腿連接牢固以防雷擊傷人；同時(shí)在組立塔身過程中，使用直徑25 mm2×15 m專用銅芯接地線進(jìn)行防雷，接地線一端連接抱桿底部，另一端直接接地。施工人員在高處作業(yè)時(shí)做好防滑防墜工作，嚴(yán)禁穿硬底鞋。夏季野外施工時(shí)應(yīng)采取防暑、防滑措施，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備涼開水、綠豆湯等降溫飲品以及人丹、十滴水等防暑降溫藥品。調(diào)整作業(yè)時(shí)間，避開中午高溫時(shí)間段，氣溫超過35 ℃時(shí)不得進(jìn)行野外施工作業(yè)。

3 結(jié)束語

基于工程實(shí)際，針對(duì)跨越長城的超高跨越塔在使用單動(dòng)臂抱桿組立高塔時(shí)的安全管控措施進(jìn)行研究，在充分考慮了施工地形、索道運(yùn)輸能力、實(shí)際工程需要、安全系數(shù)以及施工進(jìn)度的基礎(chǔ)上，提出確保安全的管控措施，保證了工程的施工安全，為工程順利完工提供了安全保障，同時(shí)也為今后特高壓電網(wǎng)建設(shè)中特殊地形高塔組立安全防范工作提供了借鑒。