從地下輸電談送電線路工藝發(fā)展

徐國軍

摘 要：地下送電線路主要以土木工程技術(shù)和機電工程技術(shù)的發(fā)展為支撐，分別體現(xiàn)在潛盾隧道等施工方法與電力電纜等機電技術(shù)方面。地下輸電線路在整個送電線路工藝中難度較大，因此其發(fā)展與進步也大大促進了整個送電線路工藝的進步與優(yōu)化。本文還對送電線路的發(fā)展前景進行了展望，合理分析國內(nèi)外送電線路工藝的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：地下輸電 送電線路 潛盾隧道 推進施工法 電力電纜

一、地下輸電線路的發(fā)展及其工程技術(shù)探討

地下送電線路的主要任務(wù)就是從地下進行電能的輸送工作，聯(lián)絡(luò)各個發(fā)電廠、變電站或變電所等發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)國家和地區(qū)的電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。我國地下輸電線路承擔(dān)著從幾十伏到上千伏的電能輸送任務(wù)，因此對地下送電線路工程的設(shè)計要求非常高。

我國將大于69KV以上的送電線路定義為輸電線路，主要送電方式采用架空線和地下電纜兩種方式。對于人口密度較大的城市和地區(qū)，架空線會占用城市的空間區(qū)域，干擾空中規(guī)劃計劃，而且架空線對城市的景觀以及民生建設(shè)都會產(chǎn)生不同程度的影響，因此近年來很多新建設(shè)的輸電線路開始采用地下電纜的設(shè)計方案。

地下送電線路的發(fā)展促進了土木工程技術(shù)以及機電工程技術(shù)的發(fā)展，同時也得到了這兩大工程領(lǐng)域的技術(shù)支持。

（一）土木工程技術(shù)以潛盾隧道與推進施工法為地下送電線路工程提供了基礎(chǔ)性技術(shù)支撐，并在工程實踐中得以發(fā)展和進步。

潛盾隧道在設(shè)計時要按照嚴(yán)格的工程步驟進行：首先要合理比較潛盾工法與明挖法、推進法的優(yōu)劣，進而科學(xué)合理地選用潛盾工法進行潛盾隧道的施工，并根據(jù)此法的特點進行項目計劃編制；其次要根據(jù)施工地段的地形、地質(zhì)條件等因素，合理設(shè)計最佳的潛盾洞道路徑，根據(jù)洞道的斷面、土壤的參數(shù)、洞道的浮動以及鄰近建筑物的影響等因素，檢視覆土深度，計算出合理的洞道覆土深度；第三步，根據(jù)潛盾隧道的洞道沿線的地層特征，對潛盾機切割齒的磨損進行檢視，從而預(yù)測和估算潛盾機所能鉆掘的長度或深度；第四步，要根據(jù)作用在環(huán)片上的土壤壓力以及水壓等負(fù)荷的重量，對隧道的結(jié)構(gòu)進行計算，并對環(huán)片的結(jié)構(gòu)進行檢視和配筋，進而優(yōu)化設(shè)計環(huán)片結(jié)構(gòu)；第五步，根據(jù)設(shè)計參數(shù)、土壤種類、施工條件、環(huán)境條件等條件，遵循安全原則，按照施工工期等計劃選用、施工工期及費用選用潛盾設(shè)備的機型，選用合適的工作井施工方法，并根據(jù)工作井的形式、深度等尺寸合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。潛盾洞道施工技術(shù)發(fā)展到今天，主要有長距離及高速潛盾鉆掘技術(shù)、潛盾機地下機械接合技術(shù)、T分歧潛盾鉆掘法和深急彎及陡坡施工技術(shù)等。

二、送電線路的施工技術(shù)研究

送電線路施工的主要工藝方法主要包括土石方施工、混凝土基礎(chǔ)施工、桿塔施工和架線施工等，每一種方法和技術(shù)都經(jīng)歷了漫長的發(fā)展和進步。其中，送電線路的桿塔坑需要進行土石方挖掘，該施工工藝已從之前的人力挖掘發(fā)展到采用原狀土基礎(chǔ)，并根據(jù)土質(zhì)的不同分別采用不同的方法。對于土坑，一般采取掏挖或半掏挖的基礎(chǔ)；而對于巖石坑，則采用嵌同或直錨式基礎(chǔ)，或者可以采用爆破成型；對于淤泥、流砂地帶，則較多采取混凝土灌注樁基礎(chǔ)。送電線路的混凝土基礎(chǔ)施工也由以往的人力為主改進為目前普遍使用的機械攪拌法，比如機械搗固等方式，該方法普遍適用于110KV及以上的線路的現(xiàn)澆混凝土礎(chǔ)。桿塔施工主要采用分解組立的施工方法，這種方法的勞動強度較大，高空作業(yè)較多，并且安裝的質(zhì)量較差。經(jīng)過大量的實踐經(jīng)驗，桿塔施工工藝經(jīng)歷了諸多變化，目前已經(jīng)發(fā)展了變分解組立為整體組立、變落地拉線為內(nèi)拉線以及變高空作業(yè)為低空作業(yè)等三個階段。架線施工主要采用人工放線的方式，需要進行絞磨牽引緊線，其主要特點是：跨電力線路架線基本上是全停電或半停電方式，跨通航河流架線基本上是全封航或半封航的方式。

送電線路施工技術(shù)的發(fā)展主要是送電線路工藝的發(fā)展，送電線路工藝的發(fā)展主要依賴于送電線路施工理論，線路施工技術(shù)理論則主要來源于線路施工的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，它同時又反過來推動了送電線路施工工藝的發(fā)展和進步。經(jīng)過多年的工作經(jīng)驗，以及對送電線路施工工藝的研究和探索，筆者將送電線路施工工藝的理論技術(shù)歸納為桿塔組立的技術(shù)理論與架線施工的技術(shù)理論兩種主要的理論。從內(nèi)容和形式上看，桿塔組立的理論包括整立施工設(shè)計和分解組立施工設(shè)計兩大部分。研究者在運用解析方法進行工程計算之后，結(jié)合驗算方法，對整立桿塔的施工計算提出了通用圖表法等更實用與施工現(xiàn)場的簡捷方法。架線施工的技術(shù)理論包括非張力架線計算和張力架線計算兩個部分，在此基礎(chǔ)上，發(fā)展演變出地面劃印架線、裝配式架線等先進的架線施工工藝。

三、送電線路的施工技術(shù)發(fā)展前景探討

經(jīng)過總結(jié)和分析，筆者認(rèn)為我國送電線路的施工技術(shù)具有如下發(fā)展前景：

第一，跨電力線的發(fā)展方向是“不停電架線施工”。該項技術(shù)建立在原桿塔架設(shè)封頂網(wǎng)跨越架線技術(shù)上，它需要在送電線路下方穿越跨越架線，搭跨越架跨越架線及索道架線。

第二，送電線路技術(shù)應(yīng)著力研究與開發(fā)使用新材料，使線路施工工具輕型化。例如，鋁合金、尼龍及其他高強輕質(zhì)材料的性能，應(yīng)加強研究，使其在線路施工工具中發(fā)揮更大作用。

第三，科技工作者應(yīng)加大對送電線路的施工技術(shù)理論的研究。新工藝的涌現(xiàn)要求技術(shù)理論相配合，迫切需要進行導(dǎo)線蠕變性能的研究、跑線對跨越架的沖擊性能或者大長細(xì)比鋁合金桿的穩(wěn)定問題等。

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