優化施工技術，減少水土流失

韓冰 鄭樹海 呂斌 李莉

3.西安黃河工程監理有限公司 陜西 西安 710021；4.黃河水利委員會黃河水利科學研究院 河南 鄭州 450003）

摘要：1100kV特高壓直流輸電工程施工技術含量較高，時效性要求很高的野外工作，而且受環境、地理以及天氣狀況等的影響較大。本文以準東～華東（皖南）±1100kV 特高壓直流輸電工程為例，主要探討輸電線路工程施工中應該注意的一些問題，并且對輸電線路基礎工程部分關鍵的問題，然后分析了相應的措施及方法。

關鍵詞：11O0kV輸電線路；電網工程；施工技術；特高壓直流輸電工程

準東-皖南工程（圖1）起點位于新疆昌吉自治州，終點位于安徽宣城市，途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、安徽6省（區），新建準東、皖南2座換流站，換流容量2400萬千瓦，線路全長3324公里，送端換流站接入750千伏交流電網，受端換流站分層接入500/1000千伏交流電網。工程投資407億元，于2015年12月獲得國家發改委核準，計劃2018年建成投運。準東-皖南工程是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的特高壓輸電工程，是國家電網在特高壓輸電領域持續創新的重要里程碑，刷新了世界電網技術的新高度，開啟了特高壓輸電技術發展的新紀元，對于全球能源互聯網的發展具有重大的示范作用。國家電網經過不懈努力，在成功突破±800千伏直流輸電技術的基礎上，實現了±1100千伏電壓等級的全新跨越，電壓等級±800上升至±1100千伏，輸送容量從640萬千瓦上升至1200萬千瓦，經濟輸電距離提升至3000-5000公里，每千公里輸電損耗降至約1.5%，進一步提高直流輸電效率，節約寶貴的土地和走廊資源。工程成功研制±1100千伏換流變壓器、換流閥等關鍵設備，首次采用±1100千伏戶內直流場和送端換流變現場組裝方案。線路受端高、低分層接入500千伏和1000千伏交流電網，安全穩定水平高，靈活性和適應性強，進一步增強了我國在電網技術和電工裝備制造領域的國際影響力與核心競爭力。超大容量、超遠距離、更低損耗的特高壓直流輸電，對于有序推進國內互聯、洲內互聯、洲際互聯，構建全球能源互聯網，具有重大示范意義。

1.項目基本情況

準東～華東（皖南）±1100kV 特高壓直流輸電工程建設內容：送端工程包括準東換流站、送端接地極及五彩灣750kV 變電站間隔擴建工程（以下簡稱“五彩灣站擴建工程”，并將該擴建區域稱為“750kV 間隔擴建區”）；受端工程包括皖南換流站和受端接地極；線路工程包括準東～華東（皖南）±1100kV直流輸電線路、配合該直流線路的500kV線路改造及送端、受端接地極線路。本工程共涉及6省（區），22個地級市（地區），66個縣級市縣（區）。本工程屬新建建設類項目，工程等級為特大型輸電工程。1100kw輸電線路是電力系統的重要組成部分，在很大程度上滿足了工業生產和人民群眾日常生活中對于電力的需求，是電力工業的大動脈。但是，在1100kw輸電線路的施工過程中卻面臨著技術難度大、危險性高、施工環境復雜等問題，如果不能對其進行很好的解決，勢必會給線路安全和施工人員的生命安全帶來嚴重威脅。因此，如何保證施工的質量，保障施工過程中的人身安全，就成了1100kw輸電線路施工工作中的重點問題。

2.輸電線路的勘測技術

隨著我國電力行業的快速發展，電網建設力度不斷加強，輸電線路施工技術如何直接影響到電力建設工程的進度及質量。加上輸電線路施工是一項比較特殊的安裝作業，雖然該 項工作沒有什么太高的技術要求，但是其涉及面廣、受外界干擾因素較多、專業性比較強、施工安全管理難度大。因此，應緊跟時代步伐，不斷完善輸電線路施工技術，促進電力工程 事業的發展。輸電線路的勘測是整個工程的首要關鍵點，方案的合理性對線路的經濟、技術指標和施工、運行條件起到主要作用。因為要做到既合理的編短路徑長度、降低線路投資又保證線路安全可靠、運行方便，所以線路勘測工作是對設計人員業務水平、和責任心的綜合考驗。因此，要嚴格對其質量進行控制。對專業的測繪隊伍而言，線路測量實際就是斷面測量是一個原理比較簡單的工作，但是在工作中我們也需要注意一些問題：首先，1100kw輸電線路測量不像渠道、公路等這類線狀測量精度要求高，只要將轉角的角度，桿塔樁之間的距離和高差測準，那么就能很好地完成任務。

3.輸電線路架線工程技術

在11O0kV輸電線路施工中，常常遇到跨越各種障礙物的跨越架線施工。架線施工的首先應該注意的是施工的安全陛。確保運行中線路以及施工中線路的工作人員、器材、設備的安全，另外要考慮到架線施工的經濟性，必須考慮包括運輸成本、材料成本、安裝費用、協調費用等要在可接受的范圍內。因電力線路跨越的障礙物種類繁多，有各種電力線路、通訊線、公路、鐵路、房屋等，且跨越點復雜給跨越架線施工帶來較大的安全隱患。

輸電線路架線施工包括架線前的準備工作。放線導地線連接弛度觀測，緊線及附件安裝。架線施工從展放方法來講，分為拖地展放、張力展放。拖地展放線盤處不需制動，線拖在地面行進的方法，此法不用專用設備比較簡單，但導線的磨損較為嚴重，勞動效率低。放線需大量的人工在山區放線質量難保證。張力放線。即使用牽張機械使導地線始終保持一定的張力保持對交叉物始終有一定安全距離的展放方法。它能保證導地線展放質量效率較高。

為加快施工進度，減輕工作人員的勞動負荷，確保工程施工任務的順利完成，常常使用架線施工。架線施工從展放方法來講，分為拖地展放、張力展放。在放線過程中，使用牽張機械使導地線始終保持一定的張力，保持對交叉物始終有一定安全距離的展放方法。一方面，要檢查專用云梯憾云梯車）是否檢驗合格、所需工具環、線夾、滑車是否合用夠用，自編繩套是否合用、各器具設備工況是否良好等工器具問題，為施工提供工具設備保證。另一方面，組織側繪人員以及施工人員勘察現場，做好施工前保障計劃，必須對所需的線問距、線對地距、跨越路段路基寬度，設備定位點位置及周圍情況等進行勘察并對數據精確測量。

4.輸電線路桿塔工程技術

4.1基礎工程施工技術

輸電線路基礎的作用是保證桿塔在運行中不發生下沉或受到外力的作用時，不發生傾倒或變形。基礎施工質量的好壞，對高壓輸電線路的安全運行關系極大。

第一，在整個施工過程中，線路勘測工作是第一步，也是非常關鍵的，對于線路建成后穩定、可靠、經濟運行起著重要作用。為了使方案既合理又安全、可靠，需要勘測作業人員具有較高的業務水平和較強的責任心。

第二，高壓輸電線路能否可靠、安全運行與輸電線路基礎施工質量的優劣關系密切。根據不同地區的具體情況，需要對不同的基礎型式進行選擇。在進行現場施工的過程中，為了確保施工的質量，在必要時還應采取適當的技術。在現場施工的工作中，以必要的技術手段加以控制用保證施工圖設計所要求達到的質量來要求。混凝土和鋼筋混凝土澆制基礎，是高壓輸電線路上常用的基礎。其中轉角塔，由于上拔力較大，故宜選用鋼筋混凝基礎，這種基礎抗上拔力大，比較穩固。巖石基礎的施工。

第三，是要對塔位周圍巖石進行調查研究，與設計查勘的情況是否有差異。如有很大差異應通知設計單位做出設計變更。

第四，在巖石打孔插筋灌注砂漿、澆制承臺。巖石基礎的開挖均應保證巖石結構的整體性不受破壞，錨筋安裝尺寸位置應反復核對。正確無誤固定后澆灌，并按現場澆制混凝土的 要求養護。

因此，如何加強電力基礎工程的質量控制應引起我們的高度重視。遠距離大容量的輸電方式，大規模的輸電線路工程建設，使線路走廊桿塔基礎的開挖量不斷增加，這不僅破壞了塔位原有的天然植被，而且使原穩定土體受到擾動。為配合桿塔高低腳的使用，塔位降基應考慮基礎保護范圍內將基礎降為同一作業面，保護范圍的高差采用深埋主柱，這樣降基可大幅度減小，而且桿塔高程相應地提高了。

4.2桿塔工程技術

桿塔組立是高壓輸電線路施工中一個重要的環節。目前我國已具備自行設計生產直流±1100kV、交流1000kV特高壓線路鐵塔的能力。從常規鐵塔的設計生產和施工，到具備緊湊型鐵塔、特高壓交、直流鐵塔的設計生產和施工能力，僅用了不到15年。其中，還從角鋼型塔發展到鋼管塔，節約了大量的鋼材；從平腿發展到全方位高低腿，不僅節約了鋼材，還極大地保護了環境，減少了植被破壞和水土流失。

（1）基礎工程優化。基礎施工質量的好壞，對高壓輸電線路的安全運行關系極大。所謂基礎工程是指桿塔買入底下的部分。基礎工程優化對于保證施工質量、減少開挖幾面以及線路的安全運行非常重要，必須引起施工部門的高度重視。

（2）桿塔選擇。輸電線路桿塔按受力特點可分為直線和耐張型。桿塔選擇是否適當對于送電線路建設速度和經濟性供電可靠性以及維修的方便性等影響都很大，合理選擇桿塔型式、結構，是桿塔工程重要的一環。平地、丘陵及便于運輸和施工的地區，應優先采用鋼筋混凝土桿和預應力混凝土桿。考慮運輸和施工的實際困難，出線走廊受限制的地區、大跨越或重直檔距大時，可采用鐵塔。

（3）環狀排水溝。為了防止雨水、山洪等沖刷地基，保證排水良好是保護基面的重要環節之一。在實際工程中，若塔位有坡度，那么應根據地勢設置排水溝，以有效阻斷山坡的水流向基面，損傷地基，對基面形成有效保護。

（4）塔腳的優化。施工過程中應適當考慮位于山頂的鐵塔的正側面根開，以減少基面挖方數量。輸電線路桿塔的建設形式是多樣的，桿塔的種類存在著很大的差別，其具體形式和種類的選擇，需要工作人員對施工具體情況進行研究，從地形、地勢以及地面設施等方面進行來量，只有這樣才能夠使桿塔的設計設施工符合安全性和可靠性。高壓輸電線路的基礎即桿塔埋人地下的部分。基礎優化對于減少基面開挖，保護環境尤為重要。

（5）排水溝護壁。在工程竣工時需要對排水溝采取護壁措施以避免排水溝沖刷塔位基面問題。在實際工程中，應根據地質采取合適的措施，如含沙量高的地方混凝土護壁，土質松軟的地方用植被保護等。為防止上山坡側匯水面的雨水、山洪及其他地表水對基面的沖刷影響，保證有通暢良好的基面排水時工程質量保證的一個關鍵。如果塔位有坡度，除塔位位于面包形山頂或山脊外，均需在塔位上坡側距挖方坡頂水平距離>3m處，依山勢設置環狀排水溝，以攔截和排除周圍山坡匯水面內的地表水，有利于基面挖方邊坡及基礎保護范圍外臨空面的土體穩定。

4.3架線工程技術

電力的輸送不是通過桿塔進行的，而建造桿塔的目的則是在于導線的支撐，因此，在輸電線路工程中，架線工程是其中最為主要的內容。張力架線的基本特征如下：（1）導線在架線施工的全過程中處于架空狀態。（2）按牽、張場劃分的施工段為張力架線施工的單元工程，張力放線、緊線等作業在施工段內進行。（3）按牽、張場劃分的施工段不受設計耐張段限制，可以選擇直線塔做施工段的起止塔，在耐張塔上直通放線。（4）在直線塔上可以緊線并且可以在直線塔錨線，凡直通放線的耐張塔也可以直通緊線。（5）在直通緊線的耐張塔上作平衡掛線或半平衡掛線。（6）同相的分裂子導線要求同時展放、同時收緊。在充分體現上述特征的前提下，可根據工程的具體條件選擇張力架線的工藝流程、施工機械、施工組織及操作方法。

架線工程施工的主要內容是對線路的架設，在進行施工前應做好準備，如測量線路走向和線路張尺度等問題。同時需要對其中可能出現的問題進行妥善的處理，以保證在電路應用中，不會存在安全問題。

在架線施工過程中，經常采用的方式是以張力放線的方式展放導線。此外用張線相配合的方法來緊線、掛線、安裝附件，把這種整套架線的施工方法稱為張力架線。架線的主要內容有：布線，根據不同的被跨越對象，選擇不同的架線型式；跨越35kV及以上的不停電線路，可以采用高空渡線方法。

架線的展放方法可分為拖地和張力展放。導地線展放的首要準備工作是清除線路走廊內的障礙物。它既是為放線打通通道，又是保證線路竣工后安全運行的重要條件。施工場地平整，也是放線施工的一項重要準備工作，應對放線場地、緊線操作場地作適當平整。架線施工時應注意一下幾個方面工作：線路放線時，一般采用拖地展放和張力展放兩種方式。拖地展放是將導線托在地面上進行，張力展放是采用牽引的方式使導線和障礙物之間保持距離。拖地展放操作簡單但容易損傷線路，帶來安全隱患，且勞動效率較低，施工周期長；而張力展放能有效避免線路受損，且勞動效率高，不過成本費用也較高。線路緊線時，應當檢查基礎的鋼筋混凝土有沒有達到施工標準，強度有沒有達到設計圖紙的要求，螺栓是否緊固，以及桿塔之間結構組裝的完整性等。

4.4塔腳工程技術

輸電線路經過的地方各色各樣，地形也千差萬別。當鐵塔位于斜坡或臺階地時，塔腳之間會形成高差，這就要用高低腳來平衡。根據四個腳高低不同可分為一般高低腳和全方位高低腳。1.5.1一般高低腳塔腳級差一般為1.5m，由于地面高差是任意值，當長短腳不能完全平衡地面高差時，一方面可將部分主柱露出地面，另一方面塔腳級差可縮短為 1.0m。施工過程中，應考慮在桿塔位于陡峭山頂控制鐵塔的正側面根開，減少施工基面挖方量。對于坡度較大的地形，塔的長短腳已用到最大高差仍不能平衡地面高差時，可采用長腳對應基礎主柱升高的辦法來平 衡過多的高差，必要時可做特殊基礎。在基礎無法滿足或其他因素主柱不宜升高時，可對短腳所在基面適當挖方。

全方位高低腳個塔腳一般為不等長的形式，可根據各種不規則塔位地形的需要，組合成各種不同長度的全方位高低腳。高低腳塔的高腳側與低腳側的主材應為同一規格。由于高腳側與低腳 側斜材計算長度不同，選材時要求前者角鋼規格比后者大1～2輸電線路桿塔所受的各種荷重力作用于基礎，并通過基礎傳遞給周圍的地基，地基的地質情況直接影響輸電線路工程的基礎形式、造價、質量、工期、安全運行等等。在各種地 基中，軟弱地基對輸電線路的影響是最明顯的，稍不注意往往造成基礎下沉、桿塔傾斜、甚 至倒桿塔等事故，因此在工程建設的各個環節都必須高度重視軟弱地基的問題。軟弱地基桿 塔基礎的施工，關鍵是要做好基坑開挖和混凝土澆制過程的排水措施，盡量避免基底原狀土受到擾動。

施工過程中，應考慮在桿塔位于陡峭山頂控制鐵塔的正側面根開，減少施工基面挖方量。如果地形坡度較大，此時，塔的長短腳已用到最大高差就不能平衡地面高差，這樣的情況一般的方法是采用長腳對應基礎主柱升高的辦法來平衡過多的高差，萬一不能滿足要求，可做特殊基礎，或者對短腳所在基面適當挖方。

4.5輸電線路檢修工程

輸電線路檢修是在線路施工中能夠不可缺少的重要部分，主要工作內容是對輸電線路故障的排除，以保證其能夠正常運行。即從巡查、檢測、經驗發現問題，為了消除缺陷，保證設備正常運行水平，達到預防事故，保證線路安全運行而開展的一系列工作。巡視人員在確定故障點后，應該立即向巡視工作負責人匯報故障點情況、設備損壞情況及其周邊情況。所領導接到報告以后，組織有關技術人員和搶修負責人擬定搶修方案。搶修負責人按照搶修的方案組織搶修人員準備所需工具、材料。所準備材料的類型一定要和原設備的一致，所用工具應符合搶修要求。這些工作需在40分鐘內完成。需要指出的是故障搶修可以暫時不辦理工作票，但必須征得許可，履行許可手續，明確分工，采取相關安全措施，事后需要補辦工作票。

5.結束語

電力輸送線路的建設時電力工程基礎設施中非常重要的部分，在對輸電線路進行施工和建設中，需要注重其實用性和安全性、可靠性。綜上所述，1100kw輸電線路是我國電力系統的重要組成部分，它的線路施工是一項勞動強度大、施工時間短、技術含量和危險性都比較高的野外工作，同時還要受到地質條件、天氣狀況等的嚴重制約。因此在施工過程中，工作人員應注意安全，注意細節，努力提高工程質量。一旦發現問題，應通過各部門的相互協商，快速、有效地進行解決。相關的技術人員和設計人員也應加強對有關內容的研究，為提高我國電力系統的整體水平作出自己的貢獻。

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