电杆排杆与焊接技术的改进

摘要：电杆的排杆、对接与焊接，是线路施工中的一个重要生产流程，而传统的人力挖坑式排焊接技术，影响着工程的施工进度和质量。该文就电杆排焊的方法、质量和速度等方面展开研究，研制出免开挖可调排杆、旋转焊接架，对其构造、原理和使用方法进行了阐述。

    关键词：电杆排、焊接技术；线路施工

    输配电线路的架设是电网建设中的一部分，而电杆的排杆、对接与焊接是线路施工中一项重要的生产流程，也是关系到整个工程施工质量、施工进度的重要环节。

    架空电力线路建设施工中，直线杆一般采用水泥单杆，利用现浇混凝土套筒基础与电杆连接，它的优点是强度高，经久耐用，占地少，方便农业机械化耕作。随着社会经济的发展，人民生活水平的不断提高，目前农村房屋的楼层一般为2~3层。电力线路与房屋及“三线”的交叉跨越不可避免，这就要求提高电力线路杆塔高度，如今直线杆已普遍使用24m、27m、30m水泥杆，水泥杆直径大，整体重量达到7~8t，必须分节加工，每棵电杆的接头数量少则3个，多则5个，而焊接质量的优劣将直接影响到电力线路安全运行。过去水泥杆的排焊都是采用挖坑式的排焊法（简称挖坑法），但焊接后常会因水泥杆弯曲度超标而返工，而且还额外地增加了土方施工，费工费时，对城区道路、绿化环境及农田、作物等造成较大破坏。

    1 传统方法存在的问题

    首先，工人劳动强度大，效率低。采用挖坑法焊接水泥杆的地下部分时，焊工必须蹲在坑里面，采用仰焊接方式，且易受到焊工水平的制约，而身体又无法伸展，苦累不堪。焊接时产生的有害烟雾沉积在坑内，对人体的危害很大，使焊接工作不能连续进行。

    其次，增加了额外的土方工程量，使农田土层遭到破坏。焊坑还土后，破坏了农田原土层，老百姓意见很大，使得群众工作难度加大，同时也增加了工程赔偿费用，使供电企业经济效益减少。

    第三，焊接弯曲度大，质量难以保证。过去水泥杆的调直是用泥土做垫层，由于泥土是松软的，虽然施工时确已调直，但泥土垫层的游动，难免使得电杆有下沉、让位的现象，而且焊接时焊缝受热不均也会使水泥杆弯曲，造成返工。根据统计资料：每焊接20个接头，就有1个弯曲度超标，而返工1个接头大约需要排焊1个接头2~3倍的时间。

    第四，地下水位高（江苏如皋地区地下水位在0.8~1.0m左右）。夏季施工水田较多，水田焊坑积水无法解决，只有安排专人进行排水处理。冬季施工土壤冻结，开挖焊坑困难。

    第五，气候环境的困扰。夏天40℃左右的高温，焊接人员在水田施工中还要穿长筒靴、防水衣裤，很容易发生人员中暑。

    例如，2006年如皋供电公司在110kV龙河变整个线路配套工程中共有水泥杆104棵（27m的62棵，24m的24棵，21m的18棵，接头共338个），全部工程工期只有85天，当时正值夏季施工，水田较多，焊坑开挖难度大，仅排杆、焊接这一施工过程就花费了24个辅助工、6个电焊工、4名技工28天时间。因为接头弯曲度超标而返工12次，也就是说，大约花去5天的时间返工处理接头。

    2 对策措施

    针对开挖式排焊接存在的以上问题，如皋供电公司抓住主要因素，从以下几个方面制定了相应的解决措施：

    消除土方施工：增加支架高度，消除了土方施工，利用小扒杆，调直水泥杆。

    改善工作环境：采用地面焊接以改善通风，降低疲劳，避免土方施工，减小对环境的破坏。

    消除水泥杆变形：在电杆支撑底槽安装轴承，并可调节水泥杆，均匀转动焊接。

    解决电杆的调直：利用千斤顶并配以左右及上下调节螺杆，方便调直。

    消除电杆下沉：加大底座底面积，增加受力面积。

    提高焊接工艺：加强焊工焊接技能的培训，焊接方法改为全平焊。

    3 实施情况

    根据以上对策措施，并经过反复研究、调整、改进排焊接方法，加工出排杆、焊接支架（见下图）。

免开挖可调排杆、旋转焊接架示意图

    3.1 构造及原理

    免开挖可调式排杆、旋转焊接架是由底座、千斤顶、同步咬合齿轮、左右调节螺杆、高低调节螺杆、杆身旋转滚轮六部分组成。

    底座。由角铁加工成的长方体，其作用一是支撑千斤顶，并可左右调节螺丝螺杆，二是利用底座的底板增加与地面的接触面积，从而减小地面的压力，避免电杆下沉。

    千斤顶。它的形状是一个等边平行四边形，上、下一对顶点，可以咬合齿轮同步转动，左、右一对顶点与上下调节螺杆连接，通过转动上下调节螺杆，使四边形的形状发生变化，从而达到升高或降低电杆的目的。千斤顶的底部有一块铁板平放在底座上，它可以左右移动。

    高低调节螺杆。它是由一根直径为24cm的螺杆及2只螺母组成，2只螺母（牙纹相反）分别放在千斤顶水平方向上的一对顶点上，通过转动螺杆以改变螺母之间的水平距离，从而使千斤顶的形状发生变化。

    左右调节螺杆。它与千斤顶底板连接，螺杆的另一端与千斤顶底座接触，左右调节螺杆（一边调松，一边调紧），使电杆在左右方向上偏移。

    同步咬合齿轮。是由2对共4个圆周上带有齿轮的圆盘组成，每对咬合齿轮可以绕各自圆心相对转动（即1对咬合齿轮中的两个齿轮转向是相反的）。

    杆身旋转滚轮。它是安装在顶部凹型构件两个垂直边的顶点上，待焊接的电杆就平放在两个滚轮之间，电杆在滚轮上可以任意转动。

     另外配备了两副三脚扒杆，并配上手扳葫芦，用来将电杆吊起放在焊接架上。

    3.2 使用方法

    根据电杆起吊方向，选好场地，初步找平放置焊接支架下面的土壤，并夯实；利用三角架将电杆吊起，平放在排、焊接支架上，并进行初步调直；通过经纬仪的观察，调节各支架，调节螺丝，将杆段对直，根据要求调整焊缝间隙；先在接头圆周等分地焊接三点，然后对接头上部进行焊接，再边转动杆身边继续焊接；接头焊接、杆身弯曲度检查以及防锈处理等完全完毕后，将杆身吊起，取出支架。

    3.3 优点

    由于采用地面焊接，使得施工人员一直在上方焊接，有效地避免了仰焊，改善了焊接人员的施工环境，使得在高温季节及水田施工中，焊接人员劳动强度大大降低。焊接速度得到较大提高，焊接质量不再受场地的制约。

    免去了现场土方开挖，外用工的用工量减少到只需3人即可完成，提高了排杆速度。同时也减少了对农田土层的破坏，减少了青苗赔偿费用。

    解决了因土壤下沉而引起的电杆焊接处弯曲，且由于水泥杆可自由旋转，均匀焊接，使焊接质量得到大大提高。

    利用小扒杆调直水泥杆，使排杆人数减少，减少工作时间，提高工作效率，缩短了工期。

    对使用免开挖可调排杆、旋转焊接法前后的单根水泥杆的焊接以三个焊工一天的焊接根数以及外用工用量。

    4 综合效益

    以110kV新民变线路架设共有水泥杆92棵，其中27m（5节）电杆41棵，24m（4节）电杆22棵，21m（2节）电杆18棵，18m（2节）电杆11棵，每天焊工3人为例。

    技术效果。通过现场水泥杆排杆、焊接技术的使用，使原来平均3个焊工一天最多焊接2棵水泥杆提高到6棵，提高了焊接质量，减小了水泥杆的弯曲变形，避免了土方施工，降低了对农田作物等的破坏。

    经济效果。由于工效的提高，使原来需52个工作日才能完成的焊接量减少至22个工作日，每天的外用工用量由12人减至5人，并减少了青苗赔偿等开支，节约费用数十万元，且工程质量、进度得到了保证，由于工期的缩短、送电时间的提前，增加了企业的电费收入。

    免开挖可调排杆、旋转焊接架在110kV新民变、110kV丁西变等线路架设工程施工中，大显身手，受到公司领导及同行们的充分肯定和一致好评。

    现场水泥杆排杆、焊接技术的改进在施工中，既节约施工时间及人力、物力，又提高了工程进度及施工质量，既促进安全生产，又提高了经济效益，并根治了施工中易返工的难题，而且减少了对农田作物的毁坏，值得推广使用。