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1、小型直升机展放初级导引绳施工上海电力2010年第1期小型直升机展放初级导引绳施工虞佳曼,吴庆新(上海送变电工程公司,上海200235)摘要:1000kV晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程,通过采用小型直升机展放44mm初级导引绳,再通过绕牵法和逐级牵引法,解决了使导引绳不落地的条件下架线施工取得成功的经验,为今后输电工程的线路架线施工提供了借鉴.关键词:小型直升机;展放;导引绳;施工中图分类号:TM752文献标识码:B1引言由上海送变电工程公司承建的1000kV晋东南南阳一荆门特高压交流试验示范工程输电线路O4标段全长34.219km,铁塔67基,途经山西,河南两省.沿线架线施工项目跨越
2、众多,包括500kV同塔双回1条,220kV线路5条,高速公路,铁路,沁河各1次.线路位置海拔最高达1km,山上荆棘丛生,植被茂密,且N258-N266位于国家级猕猴保护区内,地形恶劣,交通条件极差.如采用人力展放导引绳方法,将在山间砍树开路,不可避免地造成大量的青苗损失及自然生态的破坏.在以往的施工中,飞行器展放初级导引绳的施工工艺曾多次在线路架线施工中使用,如动力伞,飞艇等.但在实践过程中,发现上述飞行器受气候条件限制较大,动力伞的控制能力较差,飞艇又过于笨重,且反复充放气成本较高.因此,如果能够选择一种更轻便,控制能力更好,受外界因素影响较小的飞行器,作为展放初级导绳的动力设备,将会使飞
3、行器展放初级导绳的工艺更为经济实用直升机在特高压工程的基础及组塔阶段被兄弟施工单位多次使用,但均为大型直升机,而且使用成本高.为了最大限度地减少施工过程对自然环境的不利影响,提高放线效率,在架线过程中实现导引绳不落地的技术要求,经过研究,决定采用小型直升飞机展放初级导引绳,再通过绕牵法和逐级牵引的方法最终完成导地线展放,这样就能很好地解决青苗赔偿,工期与施工安全,质量的关系.小型直升飞机作为展线工程的动力设备,不一46一但具有一般直升飞机的灵活操控性,而且还具备体积轻便,重量轻的特点.由于小型直升飞机属于航空运动器材,所以航空审批手续简单,成本大为降低.2设备和工器具选择2.1小型直升机选择本
4、次展放初级导引绳施工采用CH一7天使小型直升飞机,如图1所示.图IcH一7天使型直升机CH一7天使小型直升机的技术参数如下:(1)机身全长7m,高2m,主旋翼直径为5.79m;(2)发动机为47kW,最大起飞重量为315kg,空载重量为160kg,载重为155kg;(3)最大飞行高度为4.8km,航程为260km;巡航速度为020km/h,直升机展放引导绳飞行速度控制为1015km/h.该直升机体积小,重量轻,操作方便,安全性能好,可靠性高.由于发动机采用双回路保险点2010年第1期上海电力火系统,熄火的概率较低,机身骨架采用钛合金充氮报警装置,主尾旋翼采用高碳纤维.直升机可在任何恶劣的施工现
5、场起降,不受场地限制.2.2工器具选择2.2.1导引绳选择(1)初级导引绳选择.由于小型直升机牵引动力较小,故选用质量轻,强度高,延伸率小的(4mm高强度杜邦丝绳,单位重量为9g/m,抗拉强度为250kg,单根长度1km,缺点是熔点低.(2)二级过渡绳选择.因4mm杜邦丝绳无法一次牵引15mm导引钢丝绳,故需要采用二级引绳进行过渡.本工程选用巾8mm高强度迪尼玛绳作为二级过渡绳.迪尼玛绳自重为53g/m,破断力为58.8kN,单根长500m,两端插套,使用时用3t抗弯连接器连接.(3)防捻钢丝导引绳.根据本工程2一牵四架线施工方案,选用+15mm防捻钢丝绳作为导引绳,自重为0.88kg/m,破
6、断力为130kN.2.2.2朝天滑车选择由于直升机作业大多在铁塔顶部进行,故需要在作业区段的塔顶安装朝天滑车,该滑车应具备灵活轻便,通用性强,转动性好,可限制引绳上扬等特性.本次施工采用宁波东方厂生产的SHC2A型朝天滑车,额定垂直负荷500kg,如图2所示.该滑车底部采用可调节式固定装置,可通用固定于各种规格的角钢;滑车中部采用了滑车偏角调节装置,可根据线路转角调整偏角,避免引绳跳槽;滑车上部采用了滑轮式顶盖,有效限制了引绳的上扬.2.2.3一牵二走板研制为了完成后续绕牵法施工,需研制一牵二专用走板,用于巾8mm迪图2SHCS-2A型朝天滑车尼玛绳二级导引绳张力牵引+15mm防捻钢丝导引绳同
7、时带回中4mm杜邦丝绳.该一牵二走板应尽量做到小巧,以利于通过+720mm光缆滑车,同时应至少保证20kN的作业强度.经研究设计,委托专业机具厂家加工了此一牵二专用走板,如图3所示.图3一牵二专用走板因不同于一牵四导线时子导线张力相同,一牵二作业时两根不同规格引绳牵引时张力不同,故该走板采用上下排列,并在下方配置重锤,使走板行进及通过滑车时保持垂直状态.2.2.4展放初级导引绳工器具小型直升机展放初级导引绳主要工器具如表1所示.表1小型直升飞机展放初导绳主要工器具名称型号规格单位数量直升机CH一7天使架1导引绳杜邦丝绳士4km1O过渡导引绳0迪尼玛绳士8km20钢丝绳防扭15km80牵张设备小
8、牵,小张5t3朝天滑车SHC2A0.5t20一牵二走板付1旋转连接器3t个1O毛竹,彩旗根26注:1)带放线盘;2)带收线钢轮;3)带收线钢轮.2.3直升机展放区段划分由于直升机的有效载荷为155kg,展放档距控制在4km左右,所以每次展放长度有限.根据现场实际情况分段放飞,针对每一张力放线的情况,划分出每一牵张段的直升机展放控制区段,参见表2,必要时进行调整.3工程实施准备3.1施工人员组织(1)现场总指挥,调度各1人,负责地面及与塔上人员的协调工作.47上海电力2010年第1期(2)飞行指挥1人,负责直升机的起降及空中联络.表2直升机展放控制区段牵张段初导绳初导绳放飞导线牵张段塔位数长度/
9、m放飞段长度/mN326一N33435295N326一N3406987N334N34034586N3l9一N3263471N319一N326347l8N31ON3194267N31ON31942678N266一N275438310N266一N3lO8051N275一N31036687N255一N25818223N255一N2665767N258一N26639457N244一N25l34856N244一N2555676N251一N25521914(3)飞行员1人,地面作业人员6人.(4)根据不同的放线区段,每基塔位按实际情况安排高空作业技工24人.(5)牵张场地机械工4人,普通员工12人.(6)
10、地面安全人员4人,负责疏散及围观人群的应急事情.3.2施工准备3.2.1跨越设施对放线区段内所有跨越物搭设跨越架等防护设施进行保护,在展放前必须搭设完成.3.2.2起飞场地选择(1)直升机对起飞场地要求不高,只要运输直升机的卡车能有运输的道路和一块空场地就可以了.起飞场地选择时,施工人员应同飞行人员实地察看场地,并且根据飞行人员的要求,对场地进行修整.如场地选择在公路上,必须请交管部门协助暂时封闭公路.(2)飞行人员在作业前必须先熟悉飞行地形,飞行路线和作业的杆塔号,了解放飞导引绳的方向,放飞在铁塔的哪一侧,以及通信联络的方式和要求,根据现场情况确定飞行路线.3.2.3设备检查(1)起飞前应检
11、查发动机,伞翼,仪表及有关部件的运转情况.(2)检查机身连接的铁链,4mm高强度杜邦丝绳是否正常,有无损伤.(3)检查放飞的巾4mm高强度杜邦丝绳,过渡的串8mm高强度迪尼玛绳和牵引的15mm防扭钢丝绳是否正常,有无损伤,放线盘架是否完好,运转自如.一48一(4)检查牵引的小牵,小张等牵张设备是否运行完好.(5)检查牵引的一牵二走板,抗弯连接器,旋转连接器等设备是否完好.3.2.4放飞铁塔上准备(1)在直升机放线段内每基塔上的地线支架位置上安装朝天滑车,注意滑车开口方向应统一.在转角塔和直线转角塔上,根据转角的大小,调整朝天滑车上的调整孔,达到一定的倾斜角度.倾斜方向朝转角的上风方向.(2)在
12、直升机放线段内每基塔位地线支架位置内侧绑扎红旗,作为导航标记.(3)直升机放线段内每基塔位高空作业人员,必须在起飞前到达塔位,在塔上等候.3.2.5通信塔上作业人员和直升机驾驶员配备对讲机,通过对讲机,手语等进行沟通.确保施工指挥,直升机作业人员,高空作业人员之间通信畅通.4工程实施过程4.1牵引流程CH一7天使小型直升机展放初级导引绳(中4mm杜邦丝绳)一张力牵引二级过渡导引绳(中8mm迪尼玛绳)一张力牵引导引绳(+15mm钢丝绳,同时带回4mm杜邦丝绳)一张力牵引绳(26mm防捻钢丝绳)及导,地线展放,以上牵引流程可进行同步流水作业.4.2小型直升机展放巾4mm初级导引绳(1)直升机展放一
13、根4mm杜邦丝绳.(2)直升机机身下部悬挂一根铁链,用以防止4rnm杜邦丝绳太轻而勾住机身.铁链下部连接4mm杜邦丝绳绳头,如图4所示.直升机起飞后,书4mm杜邦丝绳在地面放线架内带张力缓缓放出.(3)直升机在空中展放导引绳,安全起飞到第一个铁塔目标位后,经联系确认,驾驶员顺线飞行过塔顶地线处朝天滑车后,塔顶操作人员应及时接应,接住绳头,将4mm杜邦丝绳放入朝天滑车内,关好滑车门,塔顶操作人员应耐心等待直升机将夺4mrn杜邦丝绳送到手中,切勿心急拽拉导引绳导致直升机失控.(4)塔顶操作人员应及时与指挥人员和直升机驾驶员联系,朝第二个铁塔目标位飞行,逐一完2O1O年第1期上海电力图4直升机起执行
14、展线任务成放线段第一区段44mm杜邦丝绳的放飞任务,然后将44mm杜邦丝绳收紧锚在地下.(5)当放线段第二区段44mm杜邦丝绳的放飞任务完成后,塔顶操作人员将44mm杜邦丝绳翻到每基塔的3号线(地线)放线滑车内.地面作业人员将二个区段的用3t抗弯连接器连接巾4mm杜邦丝绳并升空,两头放到牵张场地的小牵和小张机上.4.3过渡8mm迪尼玛二级导引绳(1)利用在牵张场地的小牵,小张机带张力将44mm杜邦丝绳牵引一根过渡8mm迪尼玛二级导引绳.(2)如果放线段太长,44mm杜邦丝绳带张力牵引48mm迪尼玛导引绳受力过大,可考虑在分段处设牵引(张力)机分段牵引中8mm迪尼玛导引绳,然后连接48mm迪尼玛
15、导引绳并升空的方法.4.4绕牵法展放导引绳(1)绕牵法展放导引绳施工工艺是直升机展放引导绳的配套工艺,是实现导引绳腾空展放的重要工序.该工艺主要是利用展放完成的8mm迪尼玛导引绳,通过一牵二方式牵放一根415mm防扭钢丝绳导引绳,同时带放一根夺4mm杜邦丝绳,完成415mm防扭钢丝绳导引绳的牵放,带过的串4mm杜邦丝绳作为下一相导线(或地线)的初导绳,利用其牵通8mm迪尼玛导引绳后再实施绕牵,如此循环进行.(2)在操作塔横担主材处,事先用一根412mm15m尼龙绳作为44mm杜邦丝绳的锚线用.(3)当二线走板行至超过放线滑车约3Om处时停止牵引,高空作业人员将44mm杜邦丝绳打埋线结埋牢.通知
16、牵引机倒车回松,张力场回牵415mm防扭钢丝绳导引绳,将二线走板倒退至操作塔滑车前0.51.0ITI处;人工将呈松弛状态的44mm杜邦丝绳解开,穿过横担中相(或边相)导线滑车,重新将44mm杜邦丝绳与二线走板进行连接,从而完成绕牵操作.(4)当锚线行走至铁塔附近位置,牵张场同时停车,拆除锚线结,牵引机继续牵引,至下一基操作塔继续上述操作,直至完成整个区段的绕牵作业.(5)本次施工绕牵法的展放顺序如下:3号地线,I号导线,2号导线,4号导线,5号导线,6号光缆,7号导线,8号导线.每次牵过的415mm防扭钢丝绳导引绳作为牵引地线,光缆和426mm防扭钢丝绳导引绳.5结语利用小型直升机展放初级导引
17、绳,可以减少青苗破坏率,降低赔偿,保护生态环境,实现特殊区域的跨越,提高效率,缩短工期.以展放4km导线为例,对各种展放方式进行综合比较,如表3所示.表3几种展放方式的综合比较初级导引绳动力伞小型直展放方式人力展放飞艇展放展放机展放时间/天67454545青苗赔偿/万45555兀设备成本无维护成本高较低适中社会效益大量砍伐树木环保施工环保施工环保施_丁受气候影响影响小影响大影响大影响小可能遇到百姓可能遇到气可能遇到气工期效益阻挠施工,候影响,不能候影响,不确保工簸不能准确估计准确估计能准确估计注:i)人力展放通道准备所需青苗赔偿费用计算:灌木,每667m赔偿单价为5000元;通道,3m5条4hm0.0015约45万元.由此可见,利用小型直升机展放导引绳具有很好的经济效益,导引绳不落地对环境的保护所带来的社会效益则是无法估量的,将是以后跨越物众多及林区架线施工的发展方向.通过对此方法的实践与总结,为今后工程的架线施工提供了借鉴.收稿日期:20091124作者简介:虞佳曼(I983一),男,浙江慈溪人,本科,助理工程师,从事送电线路施工技术.(责任编辑:杜建军)一49
