±800kV特高压直流输电线路跨越高铁架线施工技术初探

发表时间:2021/4/7   来源:《中国电业》2020年33期   作者: 邹宇、邝江华
[导读] 直流特高压(UHVDC)是指±800kV(±750kV)及以上电压等级的直流输电及相关技术
        邹宇、邝江华
        国网湖南省电力有限公司输电检修分公司  智能带电作业技术及装备(机器人)湖南省重点实验室   带电巡检与智能作业技术国家电网公司实验室   湖南衡阳 421000
        摘要:直流特高压(UHVDC)是指±800kV(±750kV)及以上电压等级的直流输电及相关技术,其相比于常规直流的输电,其不仅有着输送容量大、电压高、输送距离长等特点,同时在运行方式、线路损耗等方面也存在着很大的优势。已然成了世界上电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的一个重要手段。我国的特高压直流输电发展迅速,同时,随着特高压直流线路的大力建设,过程中跨越高铁的机会也随之增多。本文作者探讨了±800kV特高压直流输电线路跨越高铁架线施工技术。
        关键词:±800kV;特高压直流;输电线路;高铁架线;施工技术
        0、引言
        近年来±800kV特高压线路架线跨越高铁的规模逐渐扩大,主要归功于日益增多的高铁建设以及其跨越施工技术的不断发展和成熟。因此,经过不断地探究和施工总结,使我们在±800kV特高压直流线路跨越高铁架线施工中积累了不少施工经验,通过对其施工技术的不断总结和改进,使其成为今后施工的学习参考材料,是一件非常有意义的事情。
1、工程概况
        某±800千伏特高压直流输电线路工程,在(S109-S111)架线区段跨越京沪高速铁路。涉及不停电、夜间施工等技术难题。本文主要以该工程为例,进行钢管跨越架施工技术研究。
首先,设计单位一般为尽量采用避开直接跨越高铁的路径,或采取从隧道的上方跨越;若在平原地区,则会尽可能增大跨越角度;因跨越档内所有导地线不允许有接头,故多采用“耐-耐”、“耐-直-耐”以及“耐-直-直-耐”的跨越方法,以减少跨越耐张段的距离。本工程就是采用“耐-直-耐”的方式跨越。
2、前期准备
        前期的准备分为两块,一是开工前必须要向铁路有关部门提交该工程的申请书,在得到回复后,根据铁路相关部门的要求和法定程序,提供相关资料和办理施工许可证。二是要尽早进行现场查勘,确定跨越方案,做好施工准备。施工准备又包括人员、材料、工机具、地方关系等。
2.1现场查勘与数据收集
        本工程经项目部现场核实,本工程跨越京沪高速铁路一次,跨越点为(146 号桥墩)处,地型为平地。跨越耐张段为 S109~S111,耐张段长度为 777m,共计铁塔3基。具体跨越档为S110~S111,跨越档的档距为408m,S110号的塔型为SK30101-72,全高114.8m;S111号的塔型为SJ30104-48,全高104m。S110号铁塔中心距离临近铁路中心线126m,S111号铁塔中心距离临近铁路中心线202m。跨越处线路与铁路交叉角为64°9′,线路竣工条件下导线弧垂与轨顶净空距离为32.6m,满足设计规程的要求。跨越段京沪高铁属济南铁路局管辖,是一条电气化双轨铁路,分上、下行两股车道。
2.2施工方案分析
        

        综合现场地形及位置关系等诸多因素。项目部决定采用钢管跨越架跨越京沪高速铁路。此跨越架搭设为济南铁路局认可的专业施工队伍,为新型钢管跨越架,该跨越架搭设采用的插接式。插接式钢管脚手架体系连接方式不同于传统的扣件式、碗口式脚手架,其将节点的扣件焊接与杆件上,最大限度的提高了施工效率。


图2 跨越架实体图

2.3人员分工明确
        将施工项目部人员全面进行动员,各司其职。
        1)项目经理:负责整个放线跨越作业期间的整体协调工作,参与现场技术措施制定与审查工作,指导现场施工。
        2)项目副经理:负责整个放线跨越作业期间的整体施工安排,协调各部门配合施工队施工,参与并指导技术员制定现场施工方案。
        3)项目总工:负责安全网搭设及放线作业的施工方案的制定与技术交底工作,为现场施工提供技术指导。
        4)质检员:负责施工过程中的质量控制及完工后的质量验收。
        5)安全专责:负责与运行管理单位的协调工作,对跨越及放线施工现场的安全进行监督,督促施工队按制定的技术措施施工,及时发现并制止违章作业行为,及时消除安全隐患,督促检查每天收工后的安全措施。
        6)协调专责:负责处理地方关系,保证施工的顺利进行。
        7)施工队长:负责跨越和放线作业的具体实施,现场施工的分工与指挥工作,按照技术措施完成作业。
2.4工机具准备
        工器具规格应符合跨越架线施工作业指导书要求,并经检验合格。
        跨越架等材料需要检验完整性,有缺陷的构件清退出场;绝缘绳、绝缘杆、传递绳等在使用前经绝缘电阻测试合格。测试方法:用2500V兆欧表在绳的任意两点间间距20mm测量绝缘电阻应不小于700MΩ。
2.5施工环境准备
        为确保此次跨越京沪电气化铁路施工的顺利进行,项目部协调人员需要在施工前一个月就牵张场地及整个架线区段经过的属地县、村政府进行沟通协商,落实到具体的村民,签订临时占地协议,确保跨越施工的顺利进行。
3、跨越施工
3.1插接式钢管跨越架搭设
(1)跨越架搭设按《电力建设安全规程 第2部:分电力线路》(DL5009.2-2013)要求执行钢管跨越搭立杆和大横杆错开搭接。插接式钢管脚手架体系连接方式不同于传统的扣件式、碗口式脚手架,其将节点的扣件焊接与杆件上,最大限度的提高了施工功效。单根杆件1.8m和3.6m。
        跨越架主要由立杆、横向水平杆、纵向水平杆、扫地杆、剪刀撑等组成,各结构杆采用钢管插接方式连接,横向纵向间距均为1.8m。跨越架搭设前,需平整场地并夯实。跨越架每根立杆底部应采用铁质垫板支垫(做到坚实平整、排水畅通,垫板不晃动、不沉降,立杆不悬空,使用垫板几何尺寸不小于350mm*350mm,厚度不小于20mm)。
        跨越架结构:
        ①高速铁路跨越架结构尺寸:长14.4米,宽14.4米,高27米。
        ②拉线设置:跨越架设置四层固定拉线,拉线对地的夹角取60°-45°之间,架体共计36条拉线。
        ③地锚设置:跨越架搭设场地+地形较为平整,搭设跨越架需要与当地沟通好,在搭设跨越架前协调好该处青陪问题。综合地质、地形本次跨越架先用人工平整场地,对地面进行人工平整夯实,跨越架基础进行垫铁板处理以保证跨越架的稳固,然后在已平整好的地面上搭设。跨越架高度为27米,宽14.4米,长14.4米,保证跨越架架体稳定,在跨越架设置个 8 地锚,搭四层拉线,地锚埋采用Φ16 钢丝绳固定。设采用人工挖埋,埋深与地下2.5米。由于两侧均处于农田中,地锚埋好后需要进行夯实、填高等防雨措施。
        ④羊角设置:跨越架顶端两侧应增设外伸羊角,羊角伸出宽度应超出新建电力线路两边导线各两米,外伸角度45°,长度3m以上,下部应绑扎牢固,防止电力线路从架体脱出坠落。
        ⑤接地设置:铁路两侧跨越架采用钢管搭设并设置可靠接地,接地电阻值经测量后不大于10欧姆,均按要求设置好拉线并在醒目位置悬挂“禁止攀登”的安全标示牌。
3.2铁路跨越架封顶网施工
        铁路跨越架封顶网施工应在铁路部门批复的铁路封锁点内进行。
(1)铁路跨越架需敷设2道封顶网,为保证在铁路部门给定的铁路封锁点内完成敷设施工,应安排2组人员同时进行封顶网敷设工作。封顶网由绝缘杆、卡具、封网拉绳等组成。
(2)在铁路部门下达开工令后,先用无人机进行展放φ3.5mm韩国丝,然后逐渐倒换使用至φ16mm迪尼玛承力索由一侧架体牵引至另一侧架体。
(3)承力索牵展放完成后,先用人力收紧绳索并固定于两侧设置的地锚上,再用60KN手扳葫芦调整弧垂达到施工设计要求。
(4)封顶网与跨越架的链接方式:把调整好的封顶网用 U 型环固定在跨越架上防止封顶网跑偏,然后以拉线的方式固定在设置好的地锚上。
3.3封顶杆敷设
(1)铁路一侧施工人员在跨越架架顶,将事先安装好的绝缘杆杆利用卡扣逐根挂在承力索上。对侧跨越架上的施工人员慢速牵引封网拉绳,慢慢将封顶网杆拉至铁路上方。
(2)封顶网杆的最终位置为封顶网中心与铁路接触网中心重合。
(3)封顶网敷设完毕,两侧跨越架上的施工人员立即将封网拉绳端部锚固于跨越架顶端水平横杆上,余绳收起固定于架顶上。
(4)安装封顶网杆后,因封顶网杆的自重造成承力索弧垂增大,此时再通过手扳葫芦进一步调整弧垂,使其满足封顶网距接触网垂直距离不小于4m的距离要求。
(5)封到达跨越处上方后,还需对其位置进行调整和对高度进行检查。满足要求后便可锚固锁定。
 


4、导、地线展放、紧线及附件安装
        当跨越架的搭设以及封顶完成后,便可进行导、地线展放、紧线及附件安装。
        区别于常规施工作业的是跨越高铁只能在夜间(当天所有高铁车次停运后~第二天第一列车次开出前)。所以夜间施工要求施工现场必须有良好的照明条件,采用带发电机远、近光灯具可较好满足施工现场的照明要求,施工前应就照明设施的布置进行专门的策划,并在施工前进行调试。
        另外一个区别,就是展放引绳不能采用人工展放的方式,而最适宜的方法是无人机展放。利用无人机展放Φ2.5韩国丝,待Φ2.5韩国丝展放到位后,置换Φ4迪尼玛绳,利用再Φ4迪尼玛绳置换小牵引绳,由小牵引绳置换大牵引绳。

5、封顶网的收回和跨越架的拆除
        附件安装完成后便可对绝缘杆进行回收和拆除。其施工方法与跨越架架设顺序相反。其施工流程如下:封顶杆回收→封顶网承载索及牵引绳回牵→导引绳回收→跨越架拆除。

附跨越架施工流程

        

6、结束语
        ±800kV特高压直流输电线路工程规模的扩大,离不开不断改进的跨越高铁架线施工技术。我们在对其跨越高铁架线施工技术进行归纳总结的同时,也发现了跨越施工中的一些问题。为了加快此项技术的发展,保证工程的顺利实施,必须根据实际情况,选择科学合理的跨越方案,对施工技术不断改进,以求获得更大的突破。
参考文献:
[1]杨秀江.800kV特高压直流输电线路跨越高铁架线施工技术[J].电气技术与经济,2018(03):59-61.
[2]唐大为.关于电网工程输电线路施工技术要点分析[J].山东工业技术,2018(16):168.
[3]张弓,孙伟军,吴尧成,傅剑鸣,姚耀明.架空送电线路跨越高速铁路施工技术[J].电力建设,2011,32(09):94-97.
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