基于海拉瓦全数字化摄影技术的超高压输电线路施工技术探讨

黄正煌

（四川电力送变电建设公司，四川 成都 610000）

1 海拉瓦技术的组成

海拉瓦技术中使用到卫星、飞机、GPS等手段。利用这些高科技手段可以对影像资料进行一系列处理，经过处理可以绘制出正射影像图、数字地面模型以及三维景观图。这些图将会被输出，输电线路设计的工作人员可以充分的使用这些资料，因此可以避开危险的地质条件，远离新造的房屋等不利的条件。使用海拉瓦技术可以跳出传统设计方式缺点的禁锢，可以科学的选取路径，将线路长度减少。同时，工作量会大幅度减少，效率也就自然上升。海拉瓦技术中涵盖了电子化移交技术、信息化技术、三维可视化技术以及全数字摄影测量技术。使用这些技术可以顺利实现电子移交、信息化管理等目标。图1是海拉瓦系统工作关联图。

图1 海拉瓦系统工作关联图

1.1 电子化移交技术

在电网输电线路工程中，业主或档案室会收到计竣工图纸等材料。这些材料会以光盘或者纸质的方式被传送。电了化移交技术有其固定的流程，利用可以顺利实现来信息、数据的进一步利用与快速移交。

1.2 信息化技术

信息化技术是一项综合性技术，目前已经被广泛的应用到通信技术和计算机技术中。可以说海拉瓦技术在输电线路工程中的使用离不开信息化技术的辅助。

1.3 三维可视化技术

三维可视化技术一般会和信息化技术“并肩作战”，二者的合作可以对用户提供结果，同时也可以实现交互处理。三维可视化技术让管理工作和读图设计变得更加直观。

1.4 全数字摄影测量技术

全数字摄影测量技术的优点主要在于可以对三维地表模型做出了真实、详尽的表达。该技术主要使用地理信息系统技术、遥感技术来完成数字化的表达。目前，全数字摄影测量技术已经被广泛的使用于输电线路工程中，使得输电线路工程得到更大的优化和改进机会。

2 海拉瓦技术在输电线路工程中的应用

2.1 立体影像

立体的海拉瓦荧幕效果会在特殊眼镜的辅助下被全面的展示出来，展示的内容包括地形和地面。利用立体影像可以方便的获得到三维坐标和其他数据，因此塔基地形、风偏实测、电力线交叉跨越落实的准确性就会得到保障。

2.2 数字地面模型

利用数字地面模型可以顺利的实现路地形信息数字化，这样就可以进行土石方量的计算。

2.3 正射影像路径图

正摄影像路径图可以找出一条路途最短，跨越少的线路，利用此路径可以让勘测人员在野外工作时马上寻找出塔位。

3 海拉瓦技术在超高压输电线路施工技术中的使用

3.1 在输电线路工程基础施工与现场布置中的使用

这一阶段离不开三维平台的辅助，应用此平台不仅可以实现数据的精确，同时相应实用功能的开发也会实现。分辨率高的三维模型和影像会在每基铁塔周围形成，这样塔基附近的情况就会被清晰的显示出来，同时量测也会更精确。在此基础上，完成线路复测就很容易了，因为桩位的经纬坐标、平面坐标值以及计算和量测功能都给线路复测提出了条件。在此场景中，详细的说明会出现，场景绘制图形、基降位移模拟等也会提供。让海拉瓦技术的相应功和三维场景融合，可以方便项目部和施工队选择地址。此外，历史档案可以进行系统的储存。

3.2 在输电线路组塔施工中的使用

当选择组塔施工方案时，海拉瓦技术会为其提供一定的依据。该技术会对实地情况作出综合性的分析，因此选择的方案就会更加具有针对性。同时，该技术通过动态模拟来对铁塔组立的过程作系统的展示。在场景中，对线的断面可以做到随意的提取，也可以提供精度参数。在组塔施工阶段，对线路数字化档案进行深一步的改进，将施工单位的具体要求考虑在内，这样就可以为组塔施工提供更多的服务的内容。

3.3 在架线及其附件安装中的使用

在架线及其附件的安装中需要考虑许多因素，比如：场地条件、地形条件以及空间位置，而海拉瓦技术可以对这三项进行三维场景的模拟，因而能将其形象的展示出来。施工单位的要求是在使用海拉瓦技术时必须紧紧围绕的一个中心。海拉瓦技术不仅要提供各种设计资料，更要配备工程现场的软件以及承担数据生产工作的重任。工程施工的组织与管理要用到此阶段的成果。

4 海拉瓦全数字化摄影技术的具体使用

4.1 “荆孝工程”对海拉瓦全数字化摄影技术的使用

海拉瓦全数字化摄影技术在“荆孝工程”中得到了应用，该技术为三峡外送后续工程的设计提供了条件。“荆孝工程”的起点是荆门变电所，终点是孝感变电所，电压等级是500kV。整个过程的线路长度达173km，由于马良跨越汉江，为大跨越，因此除了此地外，其与工程的区域均采用单回路设计。工程的地形主要是丘陵，占到65%，其余是平地、山地以及沼泽。选线设计、初步设计和施工图设计都用到了海拉瓦全数字化摄影技术。

路径优化。马良跨越北方案是首选的路径方案，马良跨越南方案和王家滩跨越南方案是备选的的。马良跨越北方案经过了海拉瓦技术的全面优化，此外不仅进行了室内路径的优化，而且还进行了室内优化拍杆定位。

“荆孝工程”有大转角21个，小转角32个。海拉瓦技术在此过程中得到了全面的使用，比如：规划路径走向、避让房屋、对林木有一定的保护、交叉跨越障碍物。同时，对少数耐张段实施二次优化，对少数转角塔的位置也进行了调整。整个工程坚持的原则是：以线为主，线中有位，以位正线，这样工程才能精益求精。

工程中会遇到许多危险地方，如滑坡、险滩、爆炸区、洪水区等。此时，使用海拉瓦技术可以通过航空摄影、卫星图片获得摄影信息，进而完成测量与研究。尤其是在复杂的山区地段，使用该技术可以简易平断面图，此后进行杆塔优化排位。

方案修改涉及到：（1）避让京山县吴岭镇的安家畈。（2）经过太子山林场段避让主要林区。（3）避让云梦县曾店镇的新盖的民房。路径方案优化方面。J18—J22这一段均山地丘陵，需要避让10个水库。原来的计划中，跨水库档距在J18处很大，后来进行了调整，使得线路向右侧移动了50m左右，使得跨越水库的杆塔找到塔位。在J19处多林场。要跨越太子山就必需找到好的地形。使用海拉瓦立体模型找到了好的地形，该地树木少，从这里进入山区不需要使用大跨越塔，此外还可以控制跨越档距，避开了树木密集区域，找到最佳位置。

减少跨越树木的数量，降低杆塔的使用高差系数是过程的要求，因此进行了一系列调整，比如：J19和J20位置的调整。经过调整后的线路从3个山坡的树林边缘经过，左侧有树的线路只有2km，跨树长度和线路长度都减少了，见表1。

表1 J18—J22段的方案优化前后的比较

成果和效益。使用海拉瓦技术使得“荆孝工程”取得了以下成果：（1）缩短线路的长度，减少资金投入。预选线阶段路径长度是174.6km，优化后的长度缩短了2.24%，为170.673km。（2）拆迁房屋数量变少，采用路径优化后主要避开了许多居民区。，本工程路径左右两侧各17m内共跨越房屋143栋，包括7栋楼房和136栋平房。方案优化后拆迁的房屋量减少了42栋。（3）耐张塔数量减少，经过计算发现，路径优化后所用非直线塔数量减少了4基。预选线转角次数为42次，共使用耐张塔25基。进过优化后，转角53个，但使用直线小转角型转角塔32基，使用耐张型转角塔21基，其中包括30°内的转角20基。（4）砍伐树木减少，保护了树木和环境。砍伐树木减少和拆迁房屋量的减少以及林区的跨度减少有直接的关系。

[1]郑团结.基于海拉瓦技术的输电线路优化设计与应用研究[J].水电能源科学，2008（26）.

[2]万里禄.超高压输电线路施工中海拉瓦技术的应用[J].中国新技术新产品，2009（22）.

[3]障兆祥.海拉瓦技术及其在电网建设全过程的深化应用[J].能源技术经济，2010（12）.