低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法及其专用纠偏装置.pdf

本发明涉及一种低位高压带电构架/支架基础沉偏的处理方法及其专用装置，其特征是：1)将场地整理成满足纠偏装置的滚动轴与堆载平台的平稳配套的作业面；2)调整专用纠偏装置的千斤顶与压桩点的轴线偏差；3)在专用纠偏装置的堆载平台上按设计单桩堆载要求在所述堆载平台上进行堆载；4)将长度为≤2米的超短桩从专用纠偏装置的门型钢撑架的预定空腔插入定位；5)利用专用纠偏装置的液压千斤顶与反压轴联合工作将堆载平台提升，由平台荷载反压传递给超短桩的顶部，迫使基础桩在土体中下沉。本发明在高压带电、超低空间环境下采用超低位滚动式平台堆载静压桩对构架、支架基础纠沉/纠偏施工处理，效果好、安全可靠、无震动、无噪声、无污染。

1、  低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法，其特征是在于包括如下步骤：
1)场地整理，将低位高压带电构架/支架周围的场地平整，使之满足专用纠偏装置的滚动轴与堆载平台的平稳配套，同时按布桩点开挖短桩低空就位所需深度及驳桩所需的作业面；
2)调整专用纠偏装置，将专用纠偏装置的动力主体与堆载钢架平台安装形成复合压桩体，同时调整专用纠偏装置的千斤顶与压桩点的轴线偏差，控制该轴线偏差在±5毫米之内；
3)在专用纠偏装置的堆载平台上进行堆载，即按设计单桩堆载要求在所述堆载平台3上进行堆载；
4)插入定位超短桩，将长度为≤2米的超短桩从专用纠偏装置的门型钢撑架的预定空腔插入定位，并同步调整其水平与垂直度为≤1/100；
5)静压桩，利用专用纠偏装置的反压导轨锁定千斤顶位置，安装千斤顶上、下段活动反压轴，然后启动液压千斤顶，通过液压千斤顶与反压轴联合工作将堆载平台提升，由平台荷载反压传递给超短桩的顶部，迫使基础桩在土体中下沉，至平台堆载与基础桩在土体的极限摩擦阻力平衡时逐渐产生终止。

2、  如权利要求1所述的低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法，其特征是：第1)步所述的将低位高压带电构架/支架周围的场地平整，满足纠偏装置的滚动轴与堆载平台的平稳配套，是指平整后的场地适应专用纠偏装置在滚动前进或后退时堆载平台保持平稳。

3、  如权利要求1所述的低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法的专用纠偏装置，其特征是：包括液压千斤顶(1)、反压导轨式复合门型钢撑架(2)、滚动式平桁架型堆载平台(3)和载体(4)；液压千斤顶(1)与反压导轨式复合门型钢撑架(2)通过定位螺栓连接、形成动力主体，反压导轨式复合门型钢撑架(2)与滚动式平桁架型堆载平台(3)通过固定螺栓连接、形成复合压桩体；载体(4)设置在滚动式平桁架型堆载平台(3)上，从地面到载体(4)顶面的高度≤1.8米，从地面到反压导轨式复合门型钢撑架(2)顶面的高度≤2.0米。

4、  如权利要求3所述的专用纠偏装置，其特征是：反压导轨式复合门型钢撑架(2)由门型撑架(21)、可调式反压轴(22)、反压导轨(23)和活动反压轴(24)构成；反压导轨(23)设置在门型撑架(21)的内腔，液压千斤顶(1)通过定位螺栓固定在门型撑架(21)的内腔中部，液压千斤顶(1)的上端与可调式反压轴(22)连接，液压千斤顶(1)的下端与活动反压轴(24)连接，活动反压轴(24)的下端穿透滚动式平桁架型堆载平台(3)的底部向外伸出；滚动式平桁架型堆载平台(3)的底部设有滚动机构轮(31)，该滚动机构(31)为滚动轴或滚轮。

5、  如权利要求3所述的专用纠偏装置，其特征是：所述载体(4)有两个、分别位于反压导轨式复合门型钢撑架(2)的两侧，每个载体(4)的长度为4～5米、宽度为≤1.3米、高度为从地面到载体(4)顶面的高度≤1.8米。

6、  如权利要求3所述的专用纠偏装置，其特征是：所述载体(4)由素混凝土预制件构成。

低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法及其专用纠偏装置
技术领域
本发明涉及一种低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法及其专用纠偏装置。属于电站构架/支架基础施工技术领域。
背景技术
目前，很多变电站建造于深层的淤泥场地，投产运行一段时间后容易产生构支架基础的大面积沉偏。由于构支架基础的大面积沉偏，因此，会造成全电站构架梁扭曲、变形，这样，一方面会严重威胁电力设备的运行安全，另一方面会严重影响作为枢纽站的供电可告性。由于这类变电站建造于深层的淤泥场地，变电站的设备低矮，因此，在设备带电过行的情况下，现有技术的常规设备无法进入场地进行施工，要进行纠偏处理，必须大面积停电，这样就会对人们的生产和生活带来十分不利的影响。例如：220千伏三江变电站建造于深层(厚度12～20米)淤泥场地。该站于1992年设计，1994年施工，1995年投产运行。投产运行两年即发现构支架大面积陆续沉偏，江门供电局经过五年多的整治处理，由于堂常规设备无法进入现场对构架/支架基础进行低位纠正处理，因此，沉偏仍然持续发展，场地大面积整体下沉600～800毫米；户外构架最大沉降480毫米，水平偏位为270毫米；设备支架最大沉降为280毫米，水平偏差为120毫米。全电站构架梁柱的可视状况如同“舞龙”，已经严重威胁电力设备的运行安全，严重影响作为枢纽站的供电可靠性。
发明内容
本发明的第一个目的，是为了克服在带电条件下、现有常规设备不能对处于低位高压带电构架/支架基础沉偏处理的缺点，提供一种低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法，该纠偏方法能确保对高压带电构架/支架沉偏进行有效纠正复位处理，满足设备安全运行要求。
本发明的第二个目的，是为了提供一种低位高压带电构架/支架基础沉偏的处理方法的专用纠偏装置。
本发明的第一个目的可以通过采取如下措施达到：
低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法，其特征是在于包括如下步骤：
1)场地整理，将低位高压带电构架/支架周围的场地平整，使之满足专用纠偏装置的滚动轴与堆载平台的平稳配套，同时按布桩点开挖短桩低空就位所需深度及驳桩所需的作业面；
2)调整专用纠偏装置，将专用纠偏装置的动力主体与堆载钢架平台安装形成复合压桩体，同时调整专用纠偏装置的千斤顶与压桩点的轴线偏差，控制该轴线偏差在±5毫米之内；
3)在专用纠偏装置的堆载平台上进行堆载，即按设计单桩堆载要求在所述堆载平台上进行堆载；
4)插入定位超短桩，将长度为≤2米的超短桩从专用纠偏装置的门型钢撑架的预定空腔插入定位，并同步调整其水平与垂直度为≤1/100；
5)静压桩，利用专用纠偏装置的反压导轨锁定千斤顶位置，安装千斤顶上、下段活动反压轴，然后启动液压千斤顶，通过液压千斤顶与反压轴联合工作将堆载平台提升，由平台荷载反压传递给超短桩的顶部，迫使基础桩在土体中下沉，至平台堆载与基础桩在土体的极限摩擦阻力平衡时逐渐产生终止，最终达到静压处理桩基的目的。
本发明的一种实施方式是：第1)步所述的将低位高压带电构架/支架周围的场地平整，满足纠偏装置的滚动轴与堆载平台的平稳配套，是指平整后的场地适应专用纠偏装置在滚动前进或后退时堆载平台保持平稳。
本发明采用专用纠偏装置的对称平衡原理实施蝙蝠式长翼堆载技术，利用动力主体将堆载平台荷载通过反压作用传至桩头产生下压能量，迫使基础桩在土体中下沉，达到沉桩的目的。技术原理的关键是平台堆载必须满足设计荷载与安全系数的要求，而且还必须满足高压带电限制高度的低位要求，同时不能超过堆载平台在反压脱离滚动轴后产生悬臂的挠度变形控制值，三者都是在设计处理上必须控制的性能与量值指标。
本发明的第二个目的可以通过采取如下措施达到：
一种低位高压带电构架/支架基础的纠偏方法的专用纠偏装置，其结构特点是：包括液压千斤顶、反压导轨式复合门型钢撑架、滚动式平桁架型堆载平台和载体；液压千斤顶与反压导轨式复合门型钢撑架通过定位螺栓连接、形成动力主体，反压导轨式复合门型钢撑架与滚动式平桁架型堆载平台通过固定螺栓连接、形成复合压桩体；载体设置在滚动式平桁架型堆载平台上，从地面到载体顶面的高度≤1.8米，从地面到反压导轨式复合门型钢撑架顶面的高度≤2.0米。
所述液压千斤顶与反压导轨式复合门型钢撑架通过定位螺栓连接成动力主体，由所述动力主体与滚动式平桁架型堆载平台通过固定螺栓连接成复合压桩体。
本发明的第二个目的还可以通过采取如下措施达到：
本发明的一种实施方式是：反压导轨式复合门型钢撑架可以由门型撑架、可调式反压轴、反压导轨和活动反压轴构成；反压导轨设置在门型撑架的内腔，液压千斤顶通过定位螺栓固定在门型撑架的内腔中部，液压千斤顶的上端与可调式反压轴连接，液压千斤顶的下端与活动反压轴连接，活动反压轴的下端穿透滚动式平桁架型堆载平台的底部向外伸出；滚动式平桁架型堆载平台的底部可以设有滚轮。
本发明的一种实施方式是：所述载体有两个、分别位于反压导轨式复合门型钢撑架的两侧，每个载体的长度为4～5米、宽度为≤1.3米、高度为从地面到载体顶面的高度≤1.8米。
本发明的一种实施方式是：所述载体由素混凝土预制件构成。
本发明具有如下突出的有益效果
1、本发明是一种超低位滚动式平台堆载静压桩对高压带电构架/支架基础沉偏处理装置，该装置根据变电站不能大面积停电的环境特征，利用滚动式堆载平台静压施工的处理方法，有效解决高压带电场地常规设备不停电就无法施工的技术难题。
2、本发明针对建造于深层的淤泥场地变电站的设备低矮带电(安全限高2～2.5米)的特殊作业条件，适用于该环境的高压带电构架/支架沉偏进行纠正复位处理，解决常规桩机设备无法进入现场施工的难题。
3、本发明打破现有常规概念，在高压带电、超低空间(2.0米以下)环境下采用超低位滚动式平台堆载静压桩对构架、支架基础纠沉/纠偏施工处理。静压施工设备简单，安装容易，操作方便。复合压桩体设备低位控制，效果好、安全可靠。无震动、无噪声、无污染，创建环保型施工环境。
4、本发明结合变电站的构架结构和基础荷载较大(750KN～800KN)的特点，采用超低空间肋板滚动式平台进行人工堆载静压预制短桩(2.0米)，有效解决常规堆载静压桩机不能超低堆载与低位滚动的技术难题。
附图说明
图1是本发明的超低位滚动式平台堆载静压装置的结构剖视图。
图2是图1中A-A向结构剖视图。
图3是本发明纠偏处理的流程图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明专用的超低位滚动式平台堆载静压装置的一个具体实施例，由液压千斤顶1、反压导轨式复合门型钢撑架2、滚动式平桁架型堆载平台3和载体4组成；所述液压千斤顶1与反压导轨式复合门型钢撑架2通过定位螺栓连接成动力主体5，所述动力主体5与滚动式平桁架型堆载平台3通过固定螺栓连接成复合压桩体；载体4设置在滚动式平桁架型堆载平台3上，从地面到载体4顶面的高度1≤1.8米，从地面到反压导轨式复合门型钢撑架2顶面的高度L≤2.0米。
本实施例中：
反压导轨式复合门型钢撑架2由门型撑架21、可调式反压轴22、反压导轨23和活动反压轴24构成；反压导轨23设置在门型撑架21的内腔，液压千斤顶1通过定位螺栓固定在门型撑架21的内腔中部，液压千斤顶1的上端与可调式反压轴22连接，液压千斤顶1的下端与活动反压轴24连接，活动反压轴24的下端穿透滚动式平桁架型堆载平台3的底部向外伸出；滚动式平桁架型堆载平台3的底部可以设有滚轮31。所述载体4有两个、分别位于反压导轨式复合门型钢撑架2的两侧，每个载体4的长度为4～5米、宽度为≤1.3米、高度为从地面到载体4顶面的高度≤1.8米。所述载体4由素混凝土预制件构成。
参照图3，低位高压带电构架/支架基础沉偏的处理方法，包括如下步骤：
1)场地整理，将低位高压带电构架/支架周围的场地平整，使之满足专用纠偏装置的滚动轴与堆载平台的平稳配套，使平整后的场地适应专用纠偏装置在滚动前进或后退时堆载平台保持平稳，同时按布桩点开挖短桩低空就位所需深度及驳桩所需的作业面；
2)动力主体与平台安装，主要是调整专用纠偏装置，将专用纠偏装置的动力主体与堆载钢架平台安装形成复合压桩体，同时调整专用纠偏装置的千斤顶与压桩点的轴线偏差，控制该轴线偏差在±5毫米之内；
3)平台堆载，在专用纠偏装置的堆载平台上进行堆载，即按设计单桩堆载要求在所述堆载平台3上进行堆载，本实施例堆载的载体4的长度为M＝4.0～5.0，宽度N＝1.3米。
4)压桩，包括两个步骤，
4.1)首先插入定位超短桩6，将长度为≤2米的超短桩从专用纠偏装置的门型钢撑架的预定空腔插入定位，并同步调整其水平与垂直度为≤1/100；
4.2)然后静压桩，利用专用纠偏装置的反压导轨锁定千斤顶位置，安装千斤顶上、下段活动反压轴，然后启动液压千斤顶，通过液压千斤顶与反压轴联合工作将堆载平台提升，由平台荷载反压传递给超短桩的顶部，迫使基础桩在土体中下沉，当平台堆载与基础桩在土体的极限摩擦阻力平衡时将逐渐产生终止，最终达到静压处理桩基的目的。
压桩完成之后，再进行两个工序：桩基检测，基础纠沉纠偏施工。
本发明可以广泛应用于：(1)电力、电网系统的110千伏～500千伏各种电压等级的升压站、变电站在高压带电的条件下对构架、支架基础沉偏进行处理；(2)电网系统的送电线路铁塔基础沉偏处理；(3)局限于超低空间环境下的工业与民用的既有建筑沉偏处理。
技术效果与应用前景：
本发明通过在220KV的三江变电站的实施，其实际效果证明本发明是在克服现有常规设备与技术不能在高压带电、超低空间、单桩高载的“三忌”条件下进行施工处理，也克服了现有设备的高(架构高)、庞(主体体积庞大)、昂(工程造价昂贵)和技术偏稳和弱点。而本发明正好打破上述“天忌”，以矮(设备构架矮)、小(动力主体体积小)、低(工程造价低)的特点，充分发挥工程效益。
本发明有效满足设备运行使用的可靠性要求。变电站电气设备的安装与运行变位差值被严格控制，以保证设备性能的可靠性。采用本发明方法对设备构支架沉偏处理的实测最大位差值小于10毫米，满足设备实际运行可靠性要求。
由于本发明具有投资少、工期相对较短、效果好、施工方便等优点，因此，有着广泛的推广应用前景，对广东珠江三角洲等国内沿海地区早期在软土地基进行工程建设普遍发生沉偏提供了可靠的纠沉纠偏技术设计依据和成功处理经验，创新了传统的纠沉纠偏技术处理方法，取得了良好的工程效益。
本发明可以应用于电力系统的电厂、变电站及输变电线路塔基等工程的既有基础沉偏处理，解决软弱地基长期缓慢沉偏引起生产运行不可靠的技术难题。特别适用于广东珠江三角洲等沿海地区早期普遍在软弱地基上进行电厂、变电站等建设的地基基础沉偏处理。