紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程中施工技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：特高壓作為“新基建”之一，適用于大型能源基地，工程質(zhì)量對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)影響重大，研究工程施工技術(shù)對(duì)積累施工經(jīng)驗(yàn)、提高電力工程建設(shè)質(zhì)量意義重大。基于此，以紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程為例，根據(jù)工程特點(diǎn)及環(huán)境因素選擇施工技術(shù)，提出基礎(chǔ)施工、鐵塔組立施工、接地施工與張力拉線技術(shù)應(yīng)用措施，分析施工技術(shù)應(yīng)用效果，以期為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：1 000 kV輸變電線路工程；施工技術(shù)；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TM752" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2024）17-0081-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.17.020

0" " 引言

1 000 kV特高壓輸變電線路具備效率高、容量大、電能損耗低、輸送距離長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，可解決500 kV電網(wǎng)輸電效率低、運(yùn)營(yíng)成本高的缺點(diǎn)，節(jié)省1/2損耗的同時(shí)，不改變輸送電能量，節(jié)約土地資源，對(duì)水土保持、環(huán)境保護(hù)意義重大。但是，1 000 kV輸變電線路工程對(duì)施工技術(shù)要求較高，面對(duì)復(fù)雜地形、繁雜工藝，需對(duì)其深入研究，方能提高施工質(zhì)量。

1" " 紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程

紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程是目前陜西省境內(nèi)電壓等級(jí)最高的輸變電項(xiàng)目，為榆橫站電廠1 000 kV送出配套工程的一部分。該線路起自陜西省榆林市靖邊縣在建的陜西棗礦紅墩界電廠，止于陜西省榆林市橫山縣榆橫1 000 kV開(kāi)關(guān)站，為單回1 000 kV交流架空輸電線路，線路全長(zhǎng)28.54 km，新建鐵塔共計(jì)64基。線路沿線地形為沙漠和一般山地，其中沙漠18.54 km，占線路全長(zhǎng)約65%；一般山地10.0 km，占線路全長(zhǎng)約35%。紅墩界電廠1 000 kV送出工程建設(shè)符合國(guó)家能源“西電東送”的發(fā)展戰(zhàn)略，能夠促進(jìn)陜北煤炭資源的開(kāi)發(fā)和利用，對(duì)實(shí)現(xiàn)區(qū)域資源優(yōu)化配置起到積極的作用。工程建成后，可提高陜北榆橫、山西晉中煤電基地外送能力，通過(guò)特高壓線路，滿足京津及冀北電網(wǎng)和山東電網(wǎng)用電負(fù)荷的增長(zhǎng)需要。該工程具有以下特點(diǎn)：一是施工技術(shù)難度大。該工程采取基礎(chǔ)澆筑、鐵塔吊裝等施工技術(shù)，利用新型間隔棒安裝工具、整體式滑動(dòng)型管母線固定線夾等進(jìn)行施工，要求施工人員掌握技術(shù)方法，優(yōu)化工程質(zhì)量[1]。二是地形條件復(fù)雜。該工程跨越山區(qū)、沙漠等地區(qū)，晝夜溫差大、紫外線強(qiáng)，時(shí)有沙塵暴，受干濕循環(huán)、低溫影響，加大了高空作業(yè)、混凝土施工難度。三是任務(wù)重、工期緊。該工程作為基礎(chǔ)電力工程，對(duì)于工期要求較高，需在保證工程質(zhì)量基礎(chǔ)上，盡量縮短施工進(jìn)度，完成建設(shè)任務(wù)。

2" " 施工技術(shù)選擇及應(yīng)用

2.1" " 選擇依據(jù)

1 000 kV輸電線路工程可實(shí)現(xiàn)大范圍資源配置，建設(shè)長(zhǎng)度達(dá)到28.5 km，基建規(guī)模大，不可避免地與高速公路等交叉，需采取恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)。具體依據(jù)如下：

1）工程特點(diǎn)。該工程考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、荷載要求等，采取單回交流輸電架空線路，考慮貓頭桿塔與酒杯塔造價(jià)，房屋拆遷量在850 m2/km以下采取酒杯塔，850 m²/km以上采取貓頭桿塔。工程輸電線路架設(shè)于沙漠、山地，房屋拆遷量小，采取酒杯塔桿塔，經(jīng)濟(jì)效益高。

2）環(huán)境因素。自然環(huán)境對(duì)選擇施工技術(shù)具有影響，潮濕、干燥、低溫或高溫特殊氣候條件，需采取恰當(dāng)工藝方法，保證施工順利完成[2]。該工程架設(shè)輸變電線路途經(jīng)沙漠，以耐張塔為例，考慮分體式耐張塔環(huán)境要求高，酒杯型多用于覆冰地區(qū)，可選擇干字型，受力清晰、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

2.2" " 基礎(chǔ)施工

該工程相比其他地區(qū)，途經(jīng)山區(qū)、沙漠等地區(qū)，土層承載力弱、持力層深，面對(duì)可靠度要求高、荷載大的特高壓鐵塔，采取板式基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)結(jié)合方式，相比普通線路，混凝土用量與基礎(chǔ)尺寸更大。而工程施工中，根據(jù)不同地形確定基礎(chǔ)埋置深度，平均開(kāi)挖深度超過(guò)4 m，設(shè)置邊坡支護(hù)，以免出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)或圍護(hù)墻漏水情況。模板考慮鐵塔立柱較高，混凝土澆筑側(cè)壓力大，為限制模板變形，采取剛度大、強(qiáng)度強(qiáng)的模板，提高支撐力[3]。混凝土澆筑中，特高壓線路多選用現(xiàn)場(chǎng)散拌混凝土與集中攪拌混凝土，由于工程所在地受運(yùn)輸條件制約，多數(shù)塔基混凝土以現(xiàn)場(chǎng)攪拌為主。立柱高度在5～8 m，且無(wú)法泵送施工，則人工推車澆筑，搭設(shè)澆筑平臺(tái)與運(yùn)輸通道，提高施工質(zhì)量。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在攪拌混凝土中設(shè)置GIS設(shè)備，布置大量測(cè)溫孔，根據(jù)熱工計(jì)算確定內(nèi)外溫度差，調(diào)整基礎(chǔ)表面保溫，避免產(chǎn)生貫穿裂縫[4]。此外，基礎(chǔ)預(yù)埋件施工中，埋件軸線誤差要求在5 mm以內(nèi)，頂面誤差在2 mm以內(nèi)，工程采取高精度測(cè)微儀（0.01 mm精度），合理控制埋件誤差；還設(shè)置基礎(chǔ)鍍鋅角鋼護(hù)邊，不僅有助于成品保護(hù)，也能體現(xiàn)其美觀性。

2.3" " 鐵塔組立施工

鐵塔組立施工中，考慮運(yùn)輸、吊裝等環(huán)節(jié)控制不足，可能出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，需嚴(yán)格控制施工技術(shù)。

1）塔材出廠時(shí)，根據(jù)《輸電線路鐵塔制造技術(shù)條件》驗(yàn)收，檢查規(guī)格、數(shù)量、刷鋅質(zhì)量等，避免表面有毛刺、不光滑、多余結(jié)塊等，麻面面積＜10%鋼材總面積，保證材料符合施工要求。

2）腳釘位置直接安裝于D腿，終端塔與轉(zhuǎn)角塔按照規(guī)定安裝于轉(zhuǎn)角線路內(nèi)側(cè)，腳釘彎鉤朝上，掛線鐵處于內(nèi)角側(cè)。

3）鐵塔螺栓與腳釘10 m以下安裝防盜帽，超過(guò)10 m處螺栓做防松處理。對(duì)于螺栓穿向，水平方向從內(nèi)到外，垂直方向從下到上穿越，沿線路方向側(cè)穿。構(gòu)件吊裝前，禁止將抱箍與構(gòu)件連接螺栓擰緊，螺絲處于松弛狀態(tài)，否則起吊時(shí)容易損壞工件[5]。組裝拉線則預(yù)留螺絲1/2調(diào)節(jié)長(zhǎng)度，以鍍鋅鐵絲扎牢。

4）鐵塔整體組立中，保證吊點(diǎn)合理準(zhǔn)確，禁止過(guò)低導(dǎo)致鐵塔傾倒，控制初期吊裝傾角約為65°，鐵塔與地面相距0.8 m，適當(dāng)停止?fàn)恳瑱z查各部件受力情況，及時(shí)調(diào)整兩側(cè)拉線，保證鐵塔緩緩落下，完成組立施工。部分鐵塔較重，由于無(wú)法整體立桿，且塔基部分承載力不足，難以使用大型吊車，采取分段組立方法，按照?qǐng)D紙將初次起吊部分組裝后，將其與塔身準(zhǔn)確銜接，利用控制繩找準(zhǔn)螺栓眼孔、桿根部分等。人員連接螺栓時(shí)，必須使用防墜器，穿戴安全帶，提高鐵塔吊裝安全性。

2.4" " 接地施工

1 000 kV輸變電線路接地施工中，嚴(yán)格按照連接接地體、埋設(shè)接地體、安裝引下線、測(cè)量接地電阻的工序施工。接地體埋深、規(guī)格需符合設(shè)計(jì)要求，受地形制約可局部修改，如傾斜地形可沿等高線埋設(shè)，接地體平行距離在5 m以上，平直敷設(shè)，難以滿足上述要求，故與設(shè)計(jì)人員協(xié)商解決。具體施工如下：1）開(kāi)挖接地槽。測(cè)定根據(jù)每基塔土壤電阻率確定接地情況，使用鍍鋅接地體，對(duì)于山區(qū)則還需添加降阻模塊，選配恰當(dāng)接地裝置，放樣開(kāi)挖，注意避開(kāi)電纜溝、地下管道、道路等，遇到障礙物可繞道避開(kāi)。2）敷設(shè)接地裝置，保證接地槽地面平整，清理內(nèi)部雜物，確定引下線方向即可接地，保證接線牢固，焊縫無(wú)咬邊、氣孔等。3）連接接地裝置，采取？準(zhǔn)10圓鋼進(jìn)行搭接焊，設(shè)計(jì)搭接長(zhǎng)度約100 mm，實(shí)際搭接長(zhǎng)度120 mm，留有富余，雙面施焊。完成接地后即可回填，分層夯實(shí)。

2.5" " 張力拉線

2.5.1" " 張力拉線方法

1 000 kV輸變電線路張力拉線中，考慮工程體量大，人工施放牽引繩需要人工集體配合，遇到山區(qū)高差較大，作業(yè)難度還會(huì)增加，受限于外界因素，難以繼續(xù)施工，稍有不慎出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)影響區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行。該工程根據(jù)實(shí)際情況，采取無(wú)人機(jī)展放牽引繩。

1）選擇放線牽引繩。以無(wú)人機(jī)為放線工具，需考慮機(jī)器額定載荷，要求牽引繩重量輕、耐摩擦、強(qiáng)度高，可選用迪尼瑪繩，以高強(qiáng)度聚乙烯纖維利用線體加工工藝加工而成，表面添加潤(rùn)滑因子，保證繩子顏色持久、經(jīng)久耐用，達(dá)到10倍優(yōu)質(zhì)鋼強(qiáng)度，密度低、重量輕，可浮于水面，參數(shù)如表1所示。

2）確定施工參數(shù)。1 000 kV耐張段檔距是561 m，垂直高差約為33.9 m，需確定檔內(nèi)線長(zhǎng)，公式如下：

l=l/cosφ+8f²/3Lcos³ φ （1）

式中：l為檔內(nèi)線長(zhǎng)；L為檔距；φ為懸掛線檔連接傾斜角；f為檔內(nèi)弧垂。

設(shè)計(jì)安全系數(shù)2.5，最大應(yīng)力11.2 kg/mm2，以20 ℃為環(huán)境溫度，檔內(nèi)線長(zhǎng)565.5 m。考慮施工余量與塔高，保證繩長(zhǎng)在620 m以上，使用？準(zhǔn)4 mm迪尼瑪繩，重量是9.13 g/m。

3）無(wú)人機(jī)選擇。為滿足復(fù)雜工程使用條件，綜合考慮無(wú)人機(jī)飛行距離、高度與負(fù)重，擬用六旋翼無(wú)人機(jī)，軸距850 mm，結(jié)構(gòu)固定，擁有GPS系統(tǒng)，飛行可靠、精準(zhǔn)。

2.5.2" " 張力拉線施工

施工前安排施工人員開(kāi)展技術(shù)交底，要求每個(gè)人員均了解施工要點(diǎn)，且配置對(duì)講機(jī)，便于拉線發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)聯(lián)系。指揮員則觀察風(fēng)速、風(fēng)向等天氣參數(shù)，做好鋼絲繩、牽引繩保護(hù)工作，以免摩擦損壞。在線路耐張段選擇視野良好、空曠地段，作為起飛無(wú)人機(jī)場(chǎng)地，將牽引繩連接無(wú)人機(jī)下部。施工中按照桿塔順序操作，選擇無(wú)風(fēng)晴朗天氣施工，控制無(wú)人機(jī)穿越鐵塔相序橫擔(dān)中，要求滑車性能良好，轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪穩(wěn)定自如，沿線飛行，直至到達(dá)下一座鐵塔，與鐵塔施工人員確認(rèn)，即可摘下無(wú)人機(jī)牽引繩，將其引至地面，按照相同步驟展放牽引鋼絲繩。母線固定中，由于滑動(dòng)型管母線固定線夾金具為非標(biāo)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)一種新型整體式滑動(dòng)型管母線固定線夾（圖1），包括整體成型的線夾主體，其特征在于線夾主體采用整體式擠壓成型，線夾體內(nèi)設(shè)置母線穿孔，下端設(shè)有連接孔。底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成底盤(pán)圓形型式，與絕緣子支柱配套使用，底盤(pán)上端設(shè)置一掛耳，掛耳呈槽型，兩端鉆孔與線夾主體連接固定，可實(shí)現(xiàn)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，解決以往母線滑動(dòng)范圍受限問(wèn)題。

而間隔棒同樣設(shè)計(jì)新款安裝工具（圖2），由主體板、墊塊、壓緊塊、導(dǎo)向套等構(gòu)成，根據(jù)螺紋深淺來(lái)確定產(chǎn)品尺寸大小，減少擰螺紋時(shí)間，快速定位固定夾緊，完成張力拉線。

3" " 施工技術(shù)應(yīng)用效果分析

紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程根據(jù)工程特點(diǎn)、環(huán)境條件采取恰當(dāng)施工技術(shù)，整體施工環(huán)節(jié)處于把控范圍內(nèi)，有效提高了施工質(zhì)量，控制了施工成本。以無(wú)人機(jī)放線為例，成本控制如表2所示。

人力放線還需考慮放線投工費(fèi)用、掃障投工費(fèi)、搭拆腳手架費(fèi)共11 600元，無(wú)人機(jī)放線則是4 100元，可節(jié)約7 500元成本。

4" " 結(jié)論

綜上所述，1 000 kV輸變電線路工程施工技術(shù)要求高，應(yīng)秉持探索精神與嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度探索施工技術(shù)應(yīng)用措施，為其他特高壓工程施工提供支持。通過(guò)分析紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程，獲得以下結(jié)論：

1）特高壓輸電線路施工應(yīng)考慮環(huán)境條件、工程特點(diǎn)等，澆筑基礎(chǔ)可搭設(shè)施工平臺(tái)，做好安全防護(hù)。

2）鐵塔構(gòu)件大、材料重，附件螺栓擰緊容易產(chǎn)生“閃桿”情況，需嚴(yán)格按照順序組裝，夯實(shí)抱桿根部。

3）張力拉線施工應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)人工操作方法，可引進(jìn)無(wú)人機(jī)，選用重量輕、質(zhì)量高的繩索完成施工，優(yōu)化母線固定、間隔棒定位等工具。

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收稿日期：2024-05-30

作者簡(jiǎn)介：鄭革（1980—），男，上海人，工程師，研究方向：電線電纜、絕緣材料、高低壓電器。