武建春
江门电力设计院有限公司，广东 江门 529000
摘要：本工程对220kV牛山（泡步）至百合送电线路工程跨越深湛铁路施工设计及后期运行进行安全性评估。
关键词：深湛铁路；220kV线路；交叉跨越；独立耐张段；安全分析
1 工程规模
本工程起自台山市冲蒌镇的220kV牛山（泡步）变电站，止于开平市百合镇的220kV百合变电站，新建220kV线路长度为2×43.733km，全线按双回线路架设；在开平市蚬岗镇同深湛铁路K201+629里程处跨越。
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2 设计标准和原则
2.1 输电线路跨越铁路的距离要求
《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）规定，220kV线路跨越铁路，如交叉档距超过200m时，按导线允许温度80℃考虑最大弧垂，至电气轨铁路轨顶的最小垂直距离不得小于12.5m；至承力索或接触线的最小垂直距离不小于4.0m；交叉跨越铁路最小水平距离，电力杆塔外缘至轨道中心水平距离不应小于塔高加3.1m,考虑到跨越地点的地质条件及周边环境等客观因素，当无法满足此要求时可适当减小，但不得小于30m；输电线路与主干铁路、高速公路交叉，应采用独立耐张段。
2.2 输电线路跨越铁路的其他要求
（1）220kV输电线路的设计风速、设计覆冰的重现期取30年一遇。
（2）220kV输电线路跨越主干铁路采用独立耐张段。采取适当加强措施，提高线路安全水平，杆塔结构重要性系数取1.1，提高防串倒能力。
（3）不宜在铁路出站信号机以内跨越。
（4）220kV输电线路跨越铁路时，导线采用双联串双固定，地线采用双联串单固定，防止掉串事故发生。
3 跨越深湛铁路情况
本工程跨越深湛铁路中心点里程为K201+629，采用独立耐张段“耐-直-直-耐”方式跨越深湛铁路，跨越处的两侧铁塔编号分别为N90A和N91A。N90A塔型为2F2W8-J4-30耐张塔，全高48米，基础边缘至深湛铁路铁轨最小水平间距为59.2米；N91A塔型为2F2W8-Z4-42直线塔，全高60.1米，基础边缘至深湛铁路铁轨最小水平间距为235.4米。本线路跨越深湛铁路的角度为65°56′58″，跨越档距为398米，在80℃温度下，跨越部分导线最低点距离铁路轨顶面的垂直高度不小于17.2米，本线路N91A直线塔的每相导线悬垂绝缘子串采用双联串双固定，地线悬垂金具串采用双联串单固定。
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4 跨越深湛铁路安全可靠性分析认证
4.1 气象条件的选择
本工程跨越段基本设计风速取值为31m/s，设计导线覆冰厚度取值为0mm，风速和覆冰设计重现期为30年。
4.2 导、地线的选择
本工程新建线路导线为2×JL/LB1A-630/45铝包钢芯铝绞线，采用双分裂，垂直排列，分裂间距600mm；地线采用两根OPGW光缆，型号为OPGW-48B1-145[89.00；226.4]。
根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）规定，导、地在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5。本跨越段导线的实际安全系数为2.518，地线（OPGW光缆）的实际安全系数为3.082，均满足规范要求。
4.3 绝缘子与金具
绝缘子及金具的机械强度安全系数按《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）的规定执行，绝缘子及金具的机械强度安全系数如下表：
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本耐张段的绝缘子、金具的安全系数见下表：
表4.3-2 绝缘子及金具安全系数分析表
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本工程线路导线耐张串实际安全系数大于3.17，断任意一联后安全系数仍大于1.58，与横担连接的金具强度实际安全系数为3.17；导线悬垂串实际安全系数大于4.72，断任意一联后安全系数仍大于2.36，与横担连接的金具强度实际安全系数为4.72；地线耐张串与横担连接的金具强度实际安全系数为3.65；地线悬垂串与横担连接的金具强度实际安全系数为8.0，断任意一联后安全系数仍大于4.0。均满足规范要求。
4.4 杆塔
本工程跨越段采用耐-直-直-耐形式(N90A-N91A-N92A-N93A)。N90A选用2F2W8-J4-30-2/0/0/2角钢塔，N91A选用2F2W8-Z4-42-0/1/6/5角钢塔，N92A选用2F2W8-Z4-36-2/3/2/2角钢塔，N93A选用2F2W8-J2-30-3/1/1/2角钢塔。塔型如下图所示。
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本跨越段铁塔规划设计条件与实际使用条件对比情况见下表。
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本跨越段铁塔实际的使用条件均不超塔型规划条件，铁塔实际承受荷载均小于设计规划荷载，铁塔强度是有较大裕度的。
根据《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T 5154-2012）中要求重要线路杆塔结构重要性系数不应小于1.1。经计算分析，本跨越段N90A、N91A、N92A和N93A杆塔结构重要性系数不低于1.1，满足规范要求。
4.5 基础
本工程跨越段的铁塔基础采用人工挖孔桩基础，基础型式如下图：
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本段铁塔的塔位均位于丘陵地带，根据地质勘探资料，N90A、N91A、 N92A和N93A地质表层为植物层0.3m~0.6m，其下部为粉质粘土0~6m，全风化砂岩0.6~3m，以下为强风化岩。一般场地条件下，可能遭遇超越概率为10%的地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度Ⅵ度，塔位地基稳定。
根据本工程跨越深湛铁路段的地质条件和铁塔的实际受力荷载，经对基础进行验算，本工程跨越深湛铁路段的铁塔基础是满足规范要求的。
N90A塔地脚螺栓采用8M52，N91A和N92A塔地脚螺栓采用4M48，N93A塔地脚螺栓采用4M60，地脚螺栓均采用35#钢。经计算所有跨越深湛铁路段的铁塔地脚螺栓是满足铁塔受力要求的。
4.6 交叉跨越参数
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5 结论
综合上述分析，本工程跨越深湛铁路耐张段的铁塔实际使用水平距离、垂直距离，线路与深湛铁路的交叉角度，导、地线安全系数、绝缘子与金具安全系数、铁塔与基础安全系数等各项指标均满足规范要求，并留有一定裕度。经过分析评估，本工程线路跨越深湛铁路段的设计是安全、可靠的。