摘要：应用重型直升机进行吊装组塔，是电网基建施工方式革命性的技术进步。重型直升机吊装组塔方式，可以有效降低传统组塔方法的安全风险、简化传统组塔施工方法及工艺、降低作业人员劳动强度，提升机械化和流程化作业水平，特别适合破解高山大岭等困难地段的施工难题。大幅度降低传统施工方式带来的对环境保护工作压力，有效节省人力、物力，缩短施工周期，提高施工效率, 具有广泛推广价值。
关键词：重型直升机；吊装组塔；机械化；
0前言
我国幅员辽阔，能源储备与电力负荷分布不均衡。为增强更大范围内电力资源优化配制能力，满足不同区域不断增长的用电需求，大规模的特高压电网的建设正迅速发展。在超、特高压输电线路施工过程中，不可避免地要途径高山、大岭等严苛施工环境，若采取常规施工方法，工程难度大、效率低，需研究采取先进施工手段，克服恶劣的自然条件进行特高压线路的施工。随着超、特高压输电线路工程的大规模建设，直升机已成为解决工程中山区建设极端施工难题的重要选择。美国埃里克森公司制造的S-64F”空中吊车”重型直升机有着出色的外吊挂性能、精准对接能力，用于输电铁塔吊装组立最为适合。但是，吊装组塔作业的核心设备-直升机的使用成本相对较高，且涉及吊装直升机、地面组料场、作业塔位等多个交叉作业面，必须对其作业模式进行合理规划，有效调配人员及施工资源，充分发挥直升机效能，方可进一步降低作业成本。基于S-64F直升机性能和吊装铁塔施工技术特点，对直升机吊装作业成本进行了分析，对作业模式进行了综合优化，为今后进一步优化直升机组塔施工组织，降低作业成本提供了参考。
1实施背景
在国内交直流特高压输电工程建设中，内悬浮外拉线抱杆分解组塔实用性较强，效率较高，是应用最广泛，技术最成熟的施工工艺。但同时要求地面、高空作业配合人员众多，施工效率提升较为困难。对于地形条件较好、交通便利、适合吊车等大型机具出入的塔位，可采用吊车分段组立铁塔，减少施工人员数量，工作效率较高，有利于提高施工进度。若受地形限制，塔位情况无法实施抱杆组塔作业，且进出场道路限制大吨位吊车出入，直升机吊装组塔有着重要的应用价值。与传统特高压建设采用抱杆或吊车进行分解组塔不同，直升机吊装组塔采取人工地面整段组装完成后，由直升机分段吊装与人工辅助配合的施工模式，逐段完成各塔段和横担的吊装、就位任务。直升机吊装组塔有多个施工作业面，为减少塔段形变，确保顺利对接，需要在塔段上安装导轨、定位销、对角拉线等附件，安装精度要求高，整体施工环节较多、工艺复杂。
为提升线路机械化施工水平，推进科技创新，带动提升电网基建水平，浙江送变电公司依托舟山500kV联网输变电工程，开展直升机在跨海输电线路施工中的技术研究与应用，重点在直升机组立大跨越铁塔、直升机组立双肢角钢塔等施工领域开展关键技术研究与应用，通过理论分析与实践手段，将传统工艺与现代方法结合，力争以先进施工方案实现作业效率的跨越式提升。并对抗灾抢险、应急救援、电网检修等领域的直升机技术运用进行探索和尝试，努力缩减抗灾抢险应急响应时间，有效提高电网抢修队伍战备水平，为省内电网安全可靠运行提供新的保障。
2内涵和做法
自2016年9月份，浙江送变电公司开始启动直升机施工技术研究项目。为积极推进直升机施工技术研究与应用工作，浙江送变电公司于2017年3月9日成立直升机课题组，依托舟山500kV联网工程，专项开展直升机跨海施工技术研究与应用工作。在项目研究与实施期间，课题组分别与国网通航公司、中航国际公司、美国埃里克森公司、意大利泰斯美克公司、加拿大操作机手、河南兰兴公司等多家国、内外公司开展业务合作与交流，编制各类作业类文件10余项，组织召开直升机研究与应用大型工作会议12次，召开课题研究会议30余次，组织模拟直升机吊装组塔真型试验2次，开展机具设计方案评审1次，专用工器具出厂验收2次，施工方案专家评审4次，组织国内外专家及飞行员参与的现场踏堪6次，立项两项电力行业标准，已递交专利申请12项，其中发明专利5项，实用新型专利7项，发表论文5篇。
吊装组塔工艺分为整体吊装和分段吊装，对于构件较重、尺寸较大的铁塔，采用分段吊装工艺，分段吊装工艺的关键是对接及就位。结合角钢塔（单肢、多肢）的设计结构特点，分别设计研制就位导轨，直升机运塔段飞抵塔位上空后悬停，调正方向下降，使塔段沿着导轨下滑，在塔上人员的辅助下，确保塔身准确对接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使用直升机分段组塔对铁塔的分段质量、接头形式、接头位置等都有较高要求，而最大的难点在于如何保证塔段在空中可靠、准确、自动、快捷（避免直升机长时间悬停）对接，尽可能避免人工干预，确保施工安全、高效，因此塔段对接用辅助系统的设计至关重要。对接辅助系统由导向装置、水平限位装置、垂直限位装置三大部分组成。导向装置安装在已就位塔段主材内侧，其包括一根倾斜的导杆，可以为被吊塔段就位提供导向作用；垂直限位装置位于已就位塔段主材外侧，通过螺栓与导向装置连接，紧密夹住已就位塔段主材，其上表面为一平台，可保证被吊塔段进入正确安装位置，同时为被吊塔段就位后提供临时支撑；水平限位装置使用螺栓安装于连接角钢和被吊塔段主材外侧，其下段两侧各有一展开翼，上面焊有连接环，可连接水平限位绳，以扩大导向范围，为被吊塔段就位提供水平限位，同时其上部外伸有连接板，可连接控制绳。
本工程为国内首次采用直升机吊装组立角钢塔，并且SZC2Z和SJC1Z两种塔型的双肢主材直升机吊装对接在全球还是首次，无可借鉴的经验。辅助吊装的导轨设计、对接时的施工工艺、安全防护措施等均需进行反复论证，并需在前期进行多次试验以验证方案的可行性。SZC2Z型直线塔需进行4次交叉铁吊装连接，交叉铁如何就位及连接也需进行反复研究讨论确定可行的施工方案。
3实施效果
2018年10月28日~10月31日上午，浙江送变电公司成功应用直升机完成舟山500kV联网输变电工程3基角钢塔吊装，总重200吨，将原定8天的施工计划提前4天完成，且当日最多完成18吊次，创下了国内单日吊装次数记录。
3.1创建了多作业面协同施工组织管理模式。通过本项目的实施，转变了建设管理理念，带来了电网基建施工方式革命性的技术进步，提升了机械化施工的装备管理、技术管理能力和水平，培养施工企业管理、装备科技创新人才，建立相关的技术标准，推进施工管理、作业模式、施工装备配置整体提升，有利于施工企业与国际先进水平接轨，不断提升专业核心能力、市场竞争能力。直升机具有垂直起降、空中悬停、前后左右飞行，且不受机场和跑道限制等独特性能，在传统施工组织管理模式基础上，创建了以直升机为中心的多作业面协同施工组织管理模式，有效保证了施工作业安全，提升管理效能。
3.2大幅度提升输电线路机械化施工的水平。成功应用重型直升机进行吊装组塔，是电网基建施工方式革命性的技术进步。重型直升机吊装组塔方式，可以有效降低传统组塔方法的安全风险、简化传统组塔施工方法及工艺、降低作业人员劳动强度，提升机械化和流程化作业水平，特别适合破解高山大岭等困难地段的施工难题。应客观地看出，运用中、重型直升机参与高大山区、无人区输电线路基建施工，可大幅降低二次倒运、索道运输等成本，大幅度降低传统施工方式带来的对环境保护工作压力，有效节省人力、物力，缩短施工周期，提高施工效率, 具有广泛推广价值。
3.3储备了直升机组塔关键技术和专业人才。通过本项目的有效实施，储备了直升机吊装组塔技术的实战经验，确定了直升机吊装组塔的施工方法与施工流程，创建了以直升机为中心的施工组织管理模式，创造发明了一批先进的施工专用机具，为后续大规模运用奠定了扎实技术基础。同时也锻炼、培养了一批懂技术、善管理的专业人才，组建了一个能够高效进行直升机作业的专业团队，为今后大规模推广运用做好了人力资源储备。
4结论
本项目开发了直升机组塔施工技术，通过合理组织施工力量，严格执行方案和工艺要求，规范施工操作流程，加强施工现场监管等手段，创建了多作业面协同施工组织管理模式，实现了多塔位流水吊装作业，大幅度提升输电线路机械化施工的水平，为直升机规模化应用起到良好的示范效应，同时还储备了直升机组塔关键技术和专业人才。
参考文献：
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[4]缪谦，黄克信，夏拥军. 直升机组立输电线路铁塔施工技术［J］．施工技术，2012，41( 12) : 96-101.
论文作者:程隽瀚,赵建永,丁鹏杰,黄超胜,王霖
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
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