特大桥梁供配电施工时序探讨

谢光秋

（广州珠江黄埔大桥建设有限公司，广东广州511434）

0 引言

近年来，我国特大型桥梁、高速公路、隧道及其配套工程等公共交通事业的迅速发展，这些特殊领域是集通信、监控、收费、照明等用电设施沿线分布的系统工程，具有长距离、分散性、负荷用电容量小等特点，对供配电系统的安全性、可靠性要求相当高，也给供配电系统的施工带来了很大的难度，提出了更高的要求。中压电能传输系统的成功使用，很大程度上解决了特大型桥梁和高速公路等的供配电需求。中压电能传输系统能在有限的空间安装供配电设备，可随着道路延伸连接与扩展配电线路，年运行维护费用少，高效且节能。

有“华南第一桥”美称的黄埔大桥主桥是目前华南地区建设规模最大、质量要求最高、技术最复杂的特大型桥梁工程，全长7 016.5 m，由383 m和322 m不对称半飘浮体系的独塔双索面钢箱梁斜拉桥、主跨为1 108 m的单跨钢箱梁悬索桥以及等截面连续梁和连续刚构桥梁组成，为特大桥梁供配电的施工提供了具有代表性的钢箱梁和混凝土梁等施工工作环境和不同桥型的配电施工模式。黄埔大桥采用10 kV中压电能传输系统为所有机电设备供配电，各个施工环境及施工时序安排，有一定的限制及唯一性，为国内特大桥梁供配电的实施提供了一个很好的借鉴案例。

1 供配电简述

特大桥梁的供配电系统即中压电能传输系统，在我们国家主要是以10 kV或6 kV作为中压输电系统的配电电压。其基本思路为：将我国电网供电电压10 kV或35 kV配、变为中压10 kV或6 kV，再通过中压配电柜10 kV或6 kV电源经电缆配送至分散性负荷供电点处的埋地式变压器，再将电压配变为0.4 kV向外场设备供电。中压干线系统一般为树干式接线，也可以构成环网接线，以进一步提高供电可靠性。目前国内黄埔大桥，南京二、三桥，东海大桥及杭州湾跨海大桥等特大型桥梁均采用中压电能传输系统，黄埔大桥的配电电压采用广州地区普遍使用的市电电压10 kV。

特大桥梁的供配电施工主要包含供电和配电两部分。供电，主要包含电网向工程项目供电线路及开闭所的建设，以及配电电力线路的搭建；配电，主要包含从电力变压器到各个用电负荷的配电。以黄埔大桥为例，供电主要包含和广州市黄埔区供电部门商量35 kV用电电力线路建设，供电模式中的黄埔区开闭所房建的建设及开闭所内机电设备的搭建及调试，以及从开闭所到现场变压器—埋地式变压器供电线路10 kV的电力线缆建设。根据目前国内高速公路建设的特点，供电部分的建设牵涉的部门和单位比较多，是一个系统工程，与当地供电部门的外供电容量的报建、开闭所房建的报建，外供电35 kV电力电缆的施工架设，开闭所房屋的建设，10 kV配电电缆的架设等，牵涉到报建的行政主管单位和工程施工单位很多，是一个既繁琐又漫长的过程，在工程建设时，考虑各方面的施工时间，这部分工程要尽量提前及预留时间；配电主要包含供电路由的预留预埋，埋地式变压器的选用及安装、调试，照明开关柜、控制柜的安装及调试，用电负荷电力线路的安装，以及道路照明、大桥监控、大桥景观照明、大桥检修照明、大桥健康监测、大桥航标助航、大桥检修小车、航空障碍灯、除湿机、电梯等用电负荷的配电建设。由于配电建设是工程后期全面建设的阶段，工期较紧，建设单位特别多，相互交叉施工特别严重，因而合理地安排施工时间及施工顺序是供配电施工的关键所在。

2 供配电施工时序解析

特大桥梁供配电施工时序主要包含供配电系统施工的时间安排及施工顺序的组织，特大桥梁工程浩大，各方面工作的配合也是供配电系统工程施工的前提条件，主要包含大桥工程供配电方案的确定、施工单位招投标及进场时间的合理调配、与土建施工单位预留预埋技术交底及施工协调等。主要的施工时序关键在以下几个方面。

2.1 前期工作解析

供配电系统工程和所有工程一样，是一个系统工程，因而前期的准备工作是项目供配电工程高效、成功实施的开始，主要涉及到以下几个方面。

2.1.1 特大桥梁供配电工程方案的确定

任何一个特大桥梁工程的供配电，结合工程特点以及国内目前相关的技术水平，选用年运行维护费用少、高效、节能等特点的电能传输系统方案是关键，因而确定大桥的供配电方案是工程供配电实施的前提条件，也是供配电工程成功的关键之一。黄埔大桥采用的是目前国内特大桥梁供配电工程的成功先进技术——中压电能传输系统。一个工程供配电方案一般是在项目正式开工的时候就要确定，在土建施工之前还要进行技术交底，明确预留预埋的位置、规格、尺寸、功能等。黄埔大桥就是由于中压供电方案、外供电供电点、容量报建以及现场用电负荷位置实施较迟，导致了悬索桥的北塔和斜拉桥的下横梁没有预留从下横梁的开关柜和控制柜进出塔柱的配电路由——预埋钢管，为航空障碍灯、检修照明和电梯提供电源出线，照明控制线路无法按图实施，到最后不得不改变路由，增加了工作量及投资，造成了不必要的资源浪费。由于现场用电负荷位置没有确定，导致了钢箱梁底部没有预留大桥机电系统的各个电源和控制路由的数量和位置，造成后期在江面垂直上方进行氧焊开孔，增大了施工的安全危险及不确定性。后期悬索桥和斜拉桥的荷载试验，由于必须在没有交通干扰的晚上进行，因为外供电不能及时供电，没有固定电源及夜间照明，影响了荷载试验的准确性及敏捷性等，这些在施工过程中增加的施工难度，提前确定供配电方案都是可以相应解决的。

2.1.2 施工单位的确定及进场

当特大桥梁开工的时候，就已经明确了项目的准确通车时间，根据这个时间就会知道供配电工程确定施工单位的招投标时间、施工单位的进场时间（大约在通车时间之前的15个月左右）、施工单位施工之前的前期主要工作、施工单位的工程完工需要的施工时间等。黄埔大桥项目比正常工程项目提前4个月确定大桥供配电施工单位并进场，施工单位安排并落实了黄埔大桥前期工作的联合设计图纸工作、10 kV主供电路由爬梯施工的准备工作及预留孔洞工作的跟踪、主要供电关键设备（埋地式变压器、电力电缆、照明器具等）的选定及采购，为后续施工赢取了时间。

2.1.3 与土建施工单位的协调

任何一个特大桥梁工程都是土建的基础构件先行施工，供配电工程在后期进行，大量的预留预埋决定了必须由土建施工单位来实施，因而，前期的预留预埋在土建单位施工之前进行多次技术交底，施工期内召开定期半个月或一个月的联席会议，解决预留预埋中碰到的问题、遗漏问题、增加实现功能的预留预埋等问题，为后续供配电施工提供合理的、相对完善的工作界面。

2.2 供电施工时序分析

特大桥梁供电时序主要是同各个部门之间的报建、协调、施工等方面的时间及施工时序调配，主要有以下两个方面。

2.2.1 向行政主管部门报建及实施

工程项目的供电及高速公路的房建规划都由相应的行政单位（供电局和规划部门）进行统筹规划和行业审核。特大桥梁供配电工程的外供电建设及开闭所房建的实施都存在报建及实施审批的流程，外供电的供电点和容量的报审都要经过电力部门的审批，供电的开闭所房建同高速公路管理中心房建一样，要经过当地城市规划部门的审批。这些报建及实施过程牵涉到行业和部门之间的协调，需要充足的时间，因而大桥供配电施工在这方面要充分考虑难度，实施时间越早越好。黄埔大桥项目就是因为这方面的工作进展不是很顺利，导致了大桥的斜拉桥和悬索桥荷载试验之前，临时电有故障，永久电不能及时提供，晚上的荷载试验都不是在比较理想的情况下实施。因此，供电这方面的工作时序安排要提早安排，相关人员、相关部门要紧密跟踪，为后续工作提供更好的工作平台，同时这方面的工作不牵涉到工程施工单位之间的干涉、交叉，因而都是在施工之前或同时抓紧进行。

2.2.2 电力线路的实施

特大桥梁供电电力线路实施包含两个方面的实施，一个是当地电力部门的10 kV或35 kV电路敷设，这个就和外供电报建、容量审批一样，要及时跟踪实施；一个是施工单位工程项目内部开闭所之后的配电10 kV电缆的实施，在施工单位确定之后，就必须把供配电工程的主要关键设备之一的电力电缆进行明确，敷设之前的半年先预定，提前到达施工现场。由于特大桥梁配电电缆一般都是在箱梁里面实行桥架敷设，因而大桥的混凝土箱梁浇筑和钢箱梁吊装完成之后，应迅速组织实施，为后面的电缆中间头终端制作、开关柜的接线争取时间，不要把后面的时间压得太紧。当然，根据各个工程项目的不同，黄埔大桥的10 kV电缆进50 m高的箱梁还有爬梯的制作及安装，这个也是电力线路实施的一部分，也要充分考虑时间。

2.3 配电施工时序解析

特大桥梁的配电主要包含从电力变压器到各个用电负荷的配电。由于后期供配电系统配电工程都是在工程大面积开工建设，抢工期、抢任务的关键时期，施工单位之间的协调、交叉，相互提供便利是必不可少的，在做好自己准备工作的同时，还要考虑到别的工程施工的特殊性，如时间、温度、湿度、风力等客观条件的限制，要给他们提供便利，因而配电工程施工时序的合理安排非常重要，主要关键设备的实施时间及施工顺序调配是施工安排合不合理，质量、进度、造价控制的一个很重要的因素。配电的几个主要施工时序如下。

2.3.1 埋地式变压器施工

可插入式连接、耐腐蚀、免维护、长寿命埋地式变压器是特大桥梁供配电工程的主要关键设备之一，它的施工安排是项目正常完工的主要控制点。现阶段国内特大桥梁的供配电根据工程的特点，施工时序安排也各有一定的特殊性，一般的埋地式变压器都是在施工半年之前就把设备已经预定、生产，施工之前3个月到达施工单位项目部随时根据土建的进度安排施工。南京二桥由于埋地式变压器规格、尺寸小，放置在钢箱梁和混凝土梁内，因而混凝土梁内的埋地式变压器是在箱梁浇筑底板和翼板完成之后顶板浇筑之前运输到箱梁内的。钢箱梁内的埋地式变压器有两种方式：一是在钢箱梁厂拼装之前放置进去，运抵现场再进行吊装，这个就要充分考虑埋地式变压器的生产时间、运输到相应位置的时间以及不同单位之间的时间协调；二是在钢箱梁运输到现场之后吊装之前把埋地式变压器放置进去，再进行吊装。黄埔大桥的埋地式变压器、照明开关柜、控制柜等设备根据供配电方案是安置在主塔下横梁上面，斜拉桥是在主塔的绕塔平台钢构吊装之前，把埋地式变压器、照明开关柜、控制柜等设备及时吊到下横梁，以免绕塔平台钢构安装之后设备无法达到下横梁。悬索桥的南、北两个主塔下横梁位置是一个2 m的超宽伸缩缝，在它的安装之前顺利组织埋地式变压器等的施工，把相关设备吊装到位，由于后续施工不会受到别的施工的干扰，因而合理地解决了施工交叉问题。

2.3.2 配电线路施工

在几个主要配电线路的施工过程中，以箱梁内主干电缆桥架施工及电缆敷设，主塔电缆桥架施工及电缆敷设为主要控制点，这两个方面是为几个关键用电负荷如航空障碍灯、电梯，道路照明、大桥检修照明在特殊时间、特殊环境下的使用提供电源保障的关键。箱梁内主干电缆桥架施工及电缆敷设必须在钢箱梁的二次防腐涂装之前完成，以免箱梁内主干电缆桥架施工及电缆敷设破坏钢箱梁涂装。为箱梁内其他施工提供检修照明，方便施工，为大桥的荷载试验，提供夜间的道路照明，主塔电缆桥架施工及电缆敷设要在主塔土建施工单位拆除塔吊之前安装完成。根据国家需要，超高建筑必须设有航空警示装置，因而在主塔土建施工单位拆除塔吊之前必须使塔顶的航空障碍灯亮起来，航空障碍灯的安装和设备通电必须在主塔封顶之后迅速完成，还有其它的检修小车、除湿机等用电负荷的线路施工也都具有时间及环境的特殊性，要及时协调在相应的时间内完成，时序的安排是一个关键的管理、控制工作。

2.3.3 景观照明施工

特大桥梁的景观照明布设各有不同，不同桥型的景观照明也不同，黄埔大桥的悬索桥的主缆灯最先安排是在主缆的猫道拆除之前临时固定在主缆上，后来由于时间的紧迫，安排在猫道拆除之后，主缆的几次调索之后才完成，增大了施工的安全风险及施工的时间。斜拉桥和悬索桥的绕塔平台景观照明施工本来可以在绕塔平台涂装之前完成，为黄埔大桥的荷载试验提供照明，增强试验的壮观性，后来由于工程交叉的缘故，是在绕塔平台涂装完之后才完成，没能为荷载试验提供更好的试验环境，也是一个值得改进的地方。景观照明的轮廓灯，检修照明灯等也安排得不是很合理，没有及时勾划大桥的轮廓等来配合后面的工作。

特大桥梁的配电工程是一个相互干涉、相互制约的系统工程，施工时序安排是否合理，对项目工程的质量、进度、造价都有一定的影响，是特大桥梁供配电工程后期施工的关键所在，时序安排的紧凑、有条理是项目供配电工程施工成功最主要的因素。

3 结论

特大桥梁供配电工程是一个牵涉到不同行业、部门、单位之间的系统工程，它的实施是一个纷繁复杂、时间紧凑，受一定时间、特殊环境限制的施工过程。中压电能传输系统供配电是目前特大桥梁供配电成熟的供配电方案，它的实施是供配电工程实施的主要体现。本文结合了黄埔大桥实施的成功和不足之处，从供配电工程主要施工环节的合理时序安排，高效地完成施工任务等方面进行了探讨，为特大桥梁供配电工程的实施提出了参考性建议。