特大橋梁供配電施工時序探討

謝光秋

（廣州珠江黃埔大橋建設有限公司，廣東廣州511434）

0 引言

近年來，我國特大型橋梁、高速公路、隧道及其配套工程等公共交通事業的迅速發展，這些特殊領域是集通信、監控、收費、照明等用電設施沿線分布的系統工程，具有長距離、分散性、負荷用電容量小等特點，對供配電系統的安全性、可靠性要求相當高，也給供配電系統的施工帶來了很大的難度，提出了更高的要求。中壓電能傳輸系統的成功使用，很大程度上解決了特大型橋梁和高速公路等的供配電需求。中壓電能傳輸系統能在有限的空間安裝供配電設備，可隨著道路延伸連接與擴展配電線路，年運行維護費用少，高效且節能。

有“華南第一橋”美稱的黃埔大橋主橋是目前華南地區建設規模最大、質量要求最高、技術最復雜的特大型橋梁工程，全長7 016.5 m，由383 m和322 m不對稱半飄浮體系的獨塔雙索面鋼箱梁斜拉橋、主跨為1 108 m的單跨鋼箱梁懸索橋以及等截面連續梁和連續剛構橋梁組成，為特大橋梁供配電的施工提供了具有代表性的鋼箱梁和混凝土梁等施工工作環境和不同橋型的配電施工模式。黃埔大橋采用10 kV中壓電能傳輸系統為所有機電設備供配電，各個施工環境及施工時序安排，有一定的限制及唯一性，為國內特大橋梁供配電的實施提供了一個很好的借鑒案例。

1 供配電簡述

特大橋梁的供配電系統即中壓電能傳輸系統，在我們國家主要是以10 kV或6 kV作為中壓輸電系統的配電電壓。其基本思路為：將我國電網供電電壓10 kV或35 kV配、變為中壓10 kV或6 kV，再通過中壓配電柜10 kV或6 kV電源經電纜配送至分散性負荷供電點處的埋地式變壓器，再將電壓配變為0.4 kV向外場設備供電。中壓干線系統一般為樹干式接線，也可以構成環網接線，以進一步提高供電可靠性。目前國內黃埔大橋，南京二、三橋，東海大橋及杭州灣跨海大橋等特大型橋梁均采用中壓電能傳輸系統，黃埔大橋的配電電壓采用廣州地區普遍使用的市電電壓10 kV。

特大橋梁的供配電施工主要包含供電和配電兩部分。供電，主要包含電網向工程項目供電線路及開閉所的建設，以及配電電力線路的搭建；配電，主要包含從電力變壓器到各個用電負荷的配電。以黃埔大橋為例，供電主要包含和廣州市黃埔區供電部門商量35 kV用電電力線路建設，供電模式中的黃埔區開閉所房建的建設及開閉所內機電設備的搭建及調試，以及從開閉所到現場變壓器—埋地式變壓器供電線路10 kV的電力線纜建設。根據目前國內高速公路建設的特點，供電部分的建設牽涉的部門和單位比較多，是一個系統工程，與當地供電部門的外供電容量的報建、開閉所房建的報建，外供電35 kV電力電纜的施工架設，開閉所房屋的建設，10 kV配電電纜的架設等，牽涉到報建的行政主管單位和工程施工單位很多，是一個既繁瑣又漫長的過程，在工程建設時，考慮各方面的施工時間，這部分工程要盡量提前及預留時間；配電主要包含供電路由的預留預埋，埋地式變壓器的選用及安裝、調試，照明開關柜、控制柜的安裝及調試，用電負荷電力線路的安裝，以及道路照明、大橋監控、大橋景觀照明、大橋檢修照明、大橋健康監測、大橋航標助航、大橋檢修小車、航空障礙燈、除濕機、電梯等用電負荷的配電建設。由于配電建設是工程后期全面建設的階段，工期較緊，建設單位特別多，相互交叉施工特別嚴重，因而合理地安排施工時間及施工順序是供配電施工的關鍵所在。

2 供配電施工時序解析

特大橋梁供配電施工時序主要包含供配電系統施工的時間安排及施工順序的組織，特大橋梁工程浩大，各方面工作的配合也是供配電系統工程施工的前提條件，主要包含大橋工程供配電方案的確定、施工單位招投標及進場時間的合理調配、與土建施工單位預留預埋技術交底及施工協調等。主要的施工時序關鍵在以下幾個方面。

2.1 前期工作解析

供配電系統工程和所有工程一樣，是一個系統工程，因而前期的準備工作是項目供配電工程高效、成功實施的開始，主要涉及到以下幾個方面。

2.1.1 特大橋梁供配電工程方案的確定

任何一個特大橋梁工程的供配電，結合工程特點以及國內目前相關的技術水平，選用年運行維護費用少、高效、節能等特點的電能傳輸系統方案是關鍵，因而確定大橋的供配電方案是工程供配電實施的前提條件，也是供配電工程成功的關鍵之一。黃埔大橋采用的是目前國內特大橋梁供配電工程的成功先進技術——中壓電能傳輸系統。一個工程供配電方案一般是在項目正式開工的時候就要確定，在土建施工之前還要進行技術交底，明確預留預埋的位置、規格、尺寸、功能等。黃埔大橋就是由于中壓供電方案、外供電供電點、容量報建以及現場用電負荷位置實施較遲，導致了懸索橋的北塔和斜拉橋的下橫梁沒有預留從下橫梁的開關柜和控制柜進出塔柱的配電路由——預埋鋼管，為航空障礙燈、檢修照明和電梯提供電源出線，照明控制線路無法按圖實施，到最后不得不改變路由，增加了工作量及投資，造成了不必要的資源浪費。由于現場用電負荷位置沒有確定，導致了鋼箱梁底部沒有預留大橋機電系統的各個電源和控制路由的數量和位置，造成后期在江面垂直上方進行氧焊開孔，增大了施工的安全危險及不確定性。后期懸索橋和斜拉橋的荷載試驗，由于必須在沒有交通干擾的晚上進行，因為外供電不能及時供電，沒有固定電源及夜間照明，影響了荷載試驗的準確性及敏捷性等，這些在施工過程中增加的施工難度，提前確定供配電方案都是可以相應解決的。

2.1.2 施工單位的確定及進場

當特大橋梁開工的時候，就已經明確了項目的準確通車時間，根據這個時間就會知道供配電工程確定施工單位的招投標時間、施工單位的進場時間（大約在通車時間之前的15個月左右）、施工單位施工之前的前期主要工作、施工單位的工程完工需要的施工時間等。黃埔大橋項目比正常工程項目提前4個月確定大橋供配電施工單位并進場，施工單位安排并落實了黃埔大橋前期工作的聯合設計圖紙工作、10 kV主供電路由爬梯施工的準備工作及預留孔洞工作的跟蹤、主要供電關鍵設備（埋地式變壓器、電力電纜、照明器具等）的選定及采購，為后續施工贏取了時間。

2.1.3 與土建施工單位的協調

任何一個特大橋梁工程都是土建的基礎構件先行施工，供配電工程在后期進行，大量的預留預埋決定了必須由土建施工單位來實施，因而，前期的預留預埋在土建單位施工之前進行多次技術交底，施工期內召開定期半個月或一個月的聯席會議，解決預留預埋中碰到的問題、遺漏問題、增加實現功能的預留預埋等問題，為后續供配電施工提供合理的、相對完善的工作界面。

2.2 供電施工時序分析

特大橋梁供電時序主要是同各個部門之間的報建、協調、施工等方面的時間及施工時序調配，主要有以下兩個方面。

2.2.1 向行政主管部門報建及實施

工程項目的供電及高速公路的房建規劃都由相應的行政單位（供電局和規劃部門）進行統籌規劃和行業審核。特大橋梁供配電工程的外供電建設及開閉所房建的實施都存在報建及實施審批的流程，外供電的供電點和容量的報審都要經過電力部門的審批，供電的開閉所房建同高速公路管理中心房建一樣，要經過當地城市規劃部門的審批。這些報建及實施過程牽涉到行業和部門之間的協調，需要充足的時間，因而大橋供配電施工在這方面要充分考慮難度，實施時間越早越好。黃埔大橋項目就是因為這方面的工作進展不是很順利，導致了大橋的斜拉橋和懸索橋荷載試驗之前，臨時電有故障，永久電不能及時提供，晚上的荷載試驗都不是在比較理想的情況下實施。因此，供電這方面的工作時序安排要提早安排，相關人員、相關部門要緊密跟蹤，為后續工作提供更好的工作平臺，同時這方面的工作不牽涉到工程施工單位之間的干涉、交叉，因而都是在施工之前或同時抓緊進行。

2.2.2 電力線路的實施

特大橋梁供電電力線路實施包含兩個方面的實施，一個是當地電力部門的10 kV或35 kV電路敷設，這個就和外供電報建、容量審批一樣，要及時跟蹤實施；一個是施工單位工程項目內部開閉所之后的配電10 kV電纜的實施，在施工單位確定之后，就必須把供配電工程的主要關鍵設備之一的電力電纜進行明確，敷設之前的半年先預定，提前到達施工現場。由于特大橋梁配電電纜一般都是在箱梁里面實行橋架敷設，因而大橋的混凝土箱梁澆筑和鋼箱梁吊裝完成之后，應迅速組織實施，為后面的電纜中間頭終端制作、開關柜的接線爭取時間，不要把后面的時間壓得太緊。當然，根據各個工程項目的不同，黃埔大橋的10 kV電纜進50 m高的箱梁還有爬梯的制作及安裝，這個也是電力線路實施的一部分，也要充分考慮時間。

2.3 配電施工時序解析

特大橋梁的配電主要包含從電力變壓器到各個用電負荷的配電。由于后期供配電系統配電工程都是在工程大面積開工建設，搶工期、搶任務的關鍵時期，施工單位之間的協調、交叉，相互提供便利是必不可少的，在做好自己準備工作的同時，還要考慮到別的工程施工的特殊性，如時間、溫度、濕度、風力等客觀條件的限制，要給他們提供便利，因而配電工程施工時序的合理安排非常重要，主要關鍵設備的實施時間及施工順序調配是施工安排合不合理，質量、進度、造價控制的一個很重要的因素。配電的幾個主要施工時序如下。

2.3.1 埋地式變壓器施工

可插入式連接、耐腐蝕、免維護、長壽命埋地式變壓器是特大橋梁供配電工程的主要關鍵設備之一，它的施工安排是項目正常完工的主要控制點。現階段國內特大橋梁的供配電根據工程的特點，施工時序安排也各有一定的特殊性，一般的埋地式變壓器都是在施工半年之前就把設備已經預定、生產，施工之前3個月到達施工單位項目部隨時根據土建的進度安排施工。南京二橋由于埋地式變壓器規格、尺寸小，放置在鋼箱梁和混凝土梁內，因而混凝土梁內的埋地式變壓器是在箱梁澆筑底板和翼板完成之后頂板澆筑之前運輸到箱梁內的。鋼箱梁內的埋地式變壓器有兩種方式：一是在鋼箱梁廠拼裝之前放置進去，運抵現場再進行吊裝，這個就要充分考慮埋地式變壓器的生產時間、運輸到相應位置的時間以及不同單位之間的時間協調；二是在鋼箱梁運輸到現場之后吊裝之前把埋地式變壓器放置進去，再進行吊裝。黃埔大橋的埋地式變壓器、照明開關柜、控制柜等設備根據供配電方案是安置在主塔下橫梁上面，斜拉橋是在主塔的繞塔平臺鋼構吊裝之前，把埋地式變壓器、照明開關柜、控制柜等設備及時吊到下橫梁，以免繞塔平臺鋼構安裝之后設備無法達到下橫梁。懸索橋的南、北兩個主塔下橫梁位置是一個2 m的超寬伸縮縫，在它的安裝之前順利組織埋地式變壓器等的施工，把相關設備吊裝到位，由于后續施工不會受到別的施工的干擾，因而合理地解決了施工交叉問題。

2.3.2 配電線路施工

在幾個主要配電線路的施工過程中，以箱梁內主干電纜橋架施工及電纜敷設，主塔電纜橋架施工及電纜敷設為主要控制點，這兩個方面是為幾個關鍵用電負荷如航空障礙燈、電梯，道路照明、大橋檢修照明在特殊時間、特殊環境下的使用提供電源保障的關鍵。箱梁內主干電纜橋架施工及電纜敷設必須在鋼箱梁的二次防腐涂裝之前完成，以免箱梁內主干電纜橋架施工及電纜敷設破壞鋼箱梁涂裝。為箱梁內其他施工提供檢修照明，方便施工，為大橋的荷載試驗，提供夜間的道路照明，主塔電纜橋架施工及電纜敷設要在主塔土建施工單位拆除塔吊之前安裝完成。根據國家需要，超高建筑必須設有航空警示裝置，因而在主塔土建施工單位拆除塔吊之前必須使塔頂的航空障礙燈亮起來，航空障礙燈的安裝和設備通電必須在主塔封頂之后迅速完成，還有其它的檢修小車、除濕機等用電負荷的線路施工也都具有時間及環境的特殊性，要及時協調在相應的時間內完成，時序的安排是一個關鍵的管理、控制工作。

2.3.3 景觀照明施工

特大橋梁的景觀照明布設各有不同，不同橋型的景觀照明也不同，黃埔大橋的懸索橋的主纜燈最先安排是在主纜的貓道拆除之前臨時固定在主纜上，后來由于時間的緊迫，安排在貓道拆除之后，主纜的幾次調索之后才完成，增大了施工的安全風險及施工的時間。斜拉橋和懸索橋的繞塔平臺景觀照明施工本來可以在繞塔平臺涂裝之前完成，為黃埔大橋的荷載試驗提供照明，增強試驗的壯觀性，后來由于工程交叉的緣故，是在繞塔平臺涂裝完之后才完成，沒能為荷載試驗提供更好的試驗環境，也是一個值得改進的地方。景觀照明的輪廓燈，檢修照明燈等也安排得不是很合理，沒有及時勾劃大橋的輪廓等來配合后面的工作。

特大橋梁的配電工程是一個相互干涉、相互制約的系統工程，施工時序安排是否合理，對項目工程的質量、進度、造價都有一定的影響，是特大橋梁供配電工程后期施工的關鍵所在，時序安排的緊湊、有條理是項目供配電工程施工成功最主要的因素。

3 結論

特大橋梁供配電工程是一個牽涉到不同行業、部門、單位之間的系統工程，它的實施是一個紛繁復雜、時間緊湊，受一定時間、特殊環境限制的施工過程。中壓電能傳輸系統供配電是目前特大橋梁供配電成熟的供配電方案，它的實施是供配電工程實施的主要體現。本文結合了黃埔大橋實施的成功和不足之處，從供配電工程主要施工環節的合理時序安排，高效地完成施工任務等方面進行了探討，為特大橋梁供配電工程的實施提出了參考性建議。