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1000kv開關(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10.0km, 占線路全長(zhǎng)約35%。紅墩界電廠1 000kv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850m2/km以下采取酒杯塔,850m²/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,平均開挖深度超過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]?；炷翝仓?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,禁止過低導(dǎo)致鐵塔傾倒,控制初期吊裝傾角約為65O,鐵塔與地面相距0.8 m,適當(dāng)停止?fàn)恳?檢查各部件受力情況,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,放樣開挖,注意避開電纜溝、地下管道、道路等,遇到障礙物可繞道避開。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,焊縫無咬邊、氣孔等。3)連接接地裝置,采取φ10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,采取無人機(jī)展放牽引繩。

1)選擇放線牽引繩。以無人機(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:

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φ4 mm迪尼瑪繩,重量是9.13 g/m。

3)無人機(jī)選擇。為滿足復(fù)雜工程使用條件,綜合考慮無人機(jī)飛行距離、高度與負(fù)重,擬用六旋翼無人機(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,作為起飛無人機(jī)場(chǎng)地,將牽引繩連接無人機(jī)下部。施工中按照桿塔順序操作,選擇無風(fēng)晴朗天氣施工,控制無人機(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)成底盤圓形型式,與絕緣子支柱配套使用,底盤上端設(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,無人機(jī)放線則是4100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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《機(jī)電信息》2024年第17期第20篇