胡劍+時瀑森+劉繼武

【摘要】液壓沖擊頂裝置利用夯錘沖擊運動可以產(chǎn)生巨大的能力，在特殊土體密實度處理方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文在介紹液壓沖擊裝置概念和工作原理的基礎(chǔ)上，聯(lián)系到塑土地質(zhì)接地埋設(shè)中存在的問題，對于液壓沖擊頂裝置在塑土地質(zhì)接地埋設(shè)中的應(yīng)用進行了探討。

【關(guān)鍵詞】液壓沖擊頂 塑土 接地埋設(shè)

輸電線路接地工程是架空線路施工的一項重要工程，是電力系統(tǒng)安全運行及人員和財產(chǎn)安全的關(guān)鍵。壓沖擊頂裝置是近年來在工程填土壓實度應(yīng)用較多的一種機械設(shè)備，將其應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)施工地線特殊土質(zhì)的埋設(shè)工程中，可以有效保證接地槽填土壓實度，提高整個輸電線接地工程的質(zhì)量。

一、輸電線路接地工程概述及施工流程

（一）概述

輸電線路接地主要是通過接地體鋼筋將輸電導(dǎo)線與大地相連。當(dāng)輸電線路發(fā)生故障或遭遇雷雨打擊時，接地線可以將短路電流快速釋放到大地土壤中，避免發(fā)生因為觸電而導(dǎo)致的人身意外傷亡事故，同時保護電網(wǎng)變電站相關(guān)設(shè)備不受損害。因此接地線保證人身和財產(chǎn)安全的生命線，接地工程是電網(wǎng)建設(shè)工程中的重要環(huán)節(jié)。

如下圖所示，接地工程主要通過接地線將輸電線路和接地電極相連，接地電極埋置在大地之中。輸電線路與接地線相連的部分一般是輸電路的保護線（PE線）或者是保護中性線（PEN線）。接地電極是接地線工程中埋設(shè)到接地槽中的鋼筋，一般為半徑大于10mm的鍍鋅圓鋼，當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時，故障電流可以通過接地極流向大地。接地線是指連接輸電線路與接地電極的金屬導(dǎo)體，一般也為鍍鋅鋼筋。接地線和接地電極相連，統(tǒng)稱為接地裝置。在接地網(wǎng)組成中，大地的作用可以看作容量無盡的儲蓄電能的設(shè)備，輸電線路故障電流可以通過接地裝置無限流向大地。

（二）施工流程

接地工程的施工主體主要由開挖地槽、接地線及接地電級的敷設(shè)、接地線及接地電級的焊接及接地槽的回填四部分構(gòu)成，具體分析如下：

（1）開挖接地槽。在開挖地槽前應(yīng)該對土質(zhì)的電阻率進行測定，符合設(shè)計土質(zhì)的電阻率的值。在確保無誤后，進行開挖。開挖深度一般大于0.8米，開挖地點應(yīng)該避開道路、地下光纜、地下管道等。

（2）接地線及接地點極的敷設(shè)。接地線和接地電極均應(yīng)該是鍍鋅圓鋼。在不知接地電極時候，地槽底部應(yīng)該干凈整潔，如果存在影響接地電極和大地接觸的雜質(zhì)應(yīng)該進行清除。接地電極之間應(yīng)該保持一定的距離，接地線與輸電線路連接時候應(yīng)該符合焊接相關(guān)質(zhì)量標準。

（3）接地線和接地電極的連接。一般采用焊接的方式將接地線和接地電極相連，焊接長度一般為100mm。

（4）接地槽的回填。在對開挖接地槽深度、接地電極鋼筋半徑以及接地裝置搭接長度等相關(guān)隱蔽工程進行檢查驗收的基礎(chǔ)上，進行接地槽的土方分層壓實回填，保證地槽回填的密實度要求。

地槽回填是接地工程主體工程最后一個環(huán)節(jié)，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。土方回填密實度不夠會引發(fā)地基沉降等問題，導(dǎo)致土體電阻值改變，影響接地工程引故障電流的速度。輸電線路故障電流不能及時釋放，從而引發(fā)回路從而導(dǎo)致一系列安全事故的發(fā)生。

二、液壓沖擊頂裝置定義及工作原理

液壓沖擊頂裝置是以高壓液體為機械運轉(zhuǎn)提供動力，以沖擊體高速的反復(fù)運動的形式轉(zhuǎn)化成為機械能，用以產(chǎn)生沖擊作用為主的打擊式液壓機械裝置，包括液壓沖擊夯等。

液壓沖擊夯在對大面積特殊土質(zhì)的回填壓實中效率高并且工程完成質(zhì)量好，同時運輸轉(zhuǎn)移比較方便，不產(chǎn)生噪聲，因此在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。液體沖擊夯裝置一般由蓄能器、控制閥、液壓油缸等組成，具體如下圖所示。

由上圖所示，液壓動力裝置1通過控制閥3給液壓油缸5下腔供給壓力油。液壓油缸5中下腔慢慢積累壓力油后會推動活塞桿8向上運動，夯錘4與活塞桿8是連接在一起的，因此夯錘4也會慢慢向上運動積累重力勢能。當(dāng)夯錘4的上升高度達到預(yù)定位置后，控制系統(tǒng)通過打開油閥6來使液壓油缸5中的壓力油迅速排出，此時夯錘4會自由落體，將重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。?dāng)夯錘4擊打在要進行夯實的工作面后，液壓動力裝置1又會通過控制閥3給液壓油缸5供給液壓油，繼續(xù)重復(fù)剛才的運動，實現(xiàn)對于工作面的連續(xù)沖擊夯實。

在實際的工程項目夯實中，液壓沖擊夯一般以裝載機和挖掘機作為其自身工作的載體[4]，提供液壓沖擊夯進行夯實作業(yè)時所需要的能量。在進行土方回填夯實等工作的時候，液壓沖擊夯機架的升高以及工作結(jié)束后液壓沖擊夯的轉(zhuǎn)移都需要依靠裝載機及挖掘機相應(yīng)的臂力來實現(xiàn)。

三、液壓沖擊頂裝置在塑土地質(zhì)接地埋設(shè)的應(yīng)用

（三）塑土地質(zhì)接地埋設(shè)問題分析

塑性指數(shù)是反映土體物理性質(zhì)的一種指標。塑土地質(zhì)主要指由含水率不高，可塑能力較強的土體構(gòu)成的地質(zhì)，具有一定的承載力。塑土物理性質(zhì)及其不穩(wěn)定，遇到水會吸水膨脹，承載力喪失；失去水會收縮，出現(xiàn)裂縫等情況。因此在塑土地質(zhì)的環(huán)境下進行接地埋設(shè)工程，對于土體回填密實度的要求極其高。如果采取一般的人工夯實的方法或其他夯實方法，沒有達到土體密實的要求，會使得接地槽回填土出現(xiàn)豎向或者水平的吸水腫脹，或者失水開裂的情況發(fā)生，造成回填土方的傾斜甚至破壞。對于接地工程的質(zhì)量產(chǎn)生嚴重破壞，造成接地裝置無法按照原設(shè)計的保準進行故障電流的引導(dǎo)，輸電線路電流沒有及時釋放會導(dǎo)致輸電線產(chǎn)生回路，造成輸電線路的破壞。同時接地工程接地槽填土遭到破壞，會對周圍過往人員的安全產(chǎn)生一定的隱患。

（二）液壓沖擊頂裝置在某110kV輸電線路工程接地工程的應(yīng)用分析

本節(jié)以110kV輸電線路工程接地工程為例進行液體沖擊頂裝置應(yīng)用分析。本工程接地體埋深的要求是不得小于80cm，同時在回填的時候?qū)τ诨靥钔林写嬖诘氖瘔K等雜物等要進行清除，同時要預(yù)留15cm的防沉層。

塑土地質(zhì)易吸水腫脹，失水開裂的物理特性使的在進行輸電線接地工程接地槽土方回填時，需要對于回填土進行強夯處理。考慮到110KV輸電線路工程接地工程的地處偏僻的丘陵地帶，一般的施工機械不容易進來，周圍沒有可以利用的電力能源。考慮到液壓沖擊夯具有輕巧方便、易于轉(zhuǎn)移及對于電力依賴性不高的特點，因此選用液壓沖擊夯來進行接地工程的土方回填夯實工作。

利用現(xiàn)場的裝載機作為液體沖擊夯的動力承載裝置。經(jīng)過現(xiàn)場安裝，本項目使用的液壓沖擊夯實體圖如下所示。

110KV輸電線路工程接地工程的土方回填壓實主要進行分層夯壓，每一層30cm。在進行接地槽回填壓實過程之前，裝載機將液壓沖擊夯轉(zhuǎn)移到需要進行夯實工作面上，同時機械手臂將其舉起。夯實過程中，利用液壓沖擊夯本身的液壓沖擊工作原理對工作面進行夯實[本節(jié)主要討論也要沖擊夯在塑土的應(yīng)用進行分析，主要提供思路上的指引，對于細節(jié)的描述，例如最后夯實密實度檢查具體數(shù)值不做詳細的描述。需要研究的可以與作者聯(lián)系。]。

四、結(jié)語

隨著我國電網(wǎng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，特高壓輸電線路的密集建設(shè)，保護輸電線路安全的接地工程顯得尤為重要。本文主要探討了液壓沖擊頂裝置在塑土地質(zhì)情況下的接地槽回填壓實度中的應(yīng)用。研究表明，液壓沖擊頂裝置靈活，方便轉(zhuǎn)移的特點，與電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)場經(jīng)常處于山區(qū)等交通不便的環(huán)境相適應(yīng)。同時液壓沖擊頂利用夯錘沖擊運動，相比較其他夯實方式，沖擊能量更大，因此在對塑土等特殊土質(zhì)進行夯實中更加高效高質(zhì)，在未來具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1]王璠.快速液壓夯實機的設(shè)計與研究[D].長安大學(xué)， 2005.

[2]許勤，黃園月，田祥友.液壓沖擊器的研究與應(yīng)用[J].礦山機械，2010，（12）.

[3]李世強.高速液壓沖擊夯系統(tǒng)動力學(xué)分析[D].長安大學(xué)，2014.

[4]陳柯.沖擊夯動力學(xué)分析與研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2012.