优化施工技术，减少水土流失

韩冰 郑树海 吕斌 李莉

3.西安黄河工程监理有限公司 陕西 西安 710021；4.黄河水利委员会黄河水利科学研究院 河南 郑州 450003）

摘要：1100kV特高压直流输电工程施工技术含量较高，时效性要求很高的野外工作，而且受环境、地理以及天气状况等的影响较大。本文以准东～华东（皖南）±1100kV 特高压直流输电工程为例，主要探讨输电线路工程施工中应该注意的一些问题，并且对输电线路基础工程部分关键的问题，然后分析了相应的措施及方法。

关键词：11O0kV输电线路；电网工程；施工技术；特高压直流输电工程

准东-皖南工程（图1）起点位于新疆昌吉自治州，终点位于安徽宣城市，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽6省（区），新建准东、皖南2座换流站，换流容量2400万千瓦，线路全长3324公里，送端换流站接入750千伏交流电网，受端换流站分层接入500/1000千伏交流电网。工程投资407亿元，于2015年12月获得国家发改委核准，计划2018年建成投运。准东-皖南工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程，是国家电网在特高压输电领域持续创新的重要里程碑，刷新了世界电网技术的新高度，开启了特高压输电技术发展的新纪元，对于全球能源互联网的发展具有重大的示范作用。国家电网经过不懈努力，在成功突破±800千伏直流输电技术的基础上，实现了±1100千伏电压等级的全新跨越，电压等级±800上升至±1100千伏，输送容量从640万千瓦上升至1200万千瓦，经济输电距离提升至3000-5000公里，每千公里输电损耗降至约1.5%，进一步提高直流输电效率，节约宝贵的土地和走廊资源。工程成功研制±1100千伏换流变压器、换流阀等关键设备，首次采用±1100千伏户内直流场和送端换流变现场组装方案。线路受端高、低分层接入500千伏和1000千伏交流电网，安全稳定水平高，灵活性和适应性强，进一步增强了我国在电网技术和电工装备制造领域的国际影响力与核心竞争力。超大容量、超远距离、更低损耗的特高压直流输电，对于有序推进国内互联、洲内互联、洲际互联，构建全球能源互联网，具有重大示范意义。

1.项目基本情况

准东～华东（皖南）±1100kV 特高压直流输电工程建设内容：送端工程包括准东换流站、送端接地极及五彩湾750kV 变电站间隔扩建工程（以下简称“五彩湾站扩建工程”，并将该扩建区域称为“750kV 间隔扩建区”）；受端工程包括皖南换流站和受端接地极；线路工程包括准东～华东（皖南）±1100kV直流输电线路、配合该直流线路的500kV线路改造及送端、受端接地极线路。本工程共涉及6省（区），22个地级市（地区），66个县级市县（区）。本工程属新建建设类项目，工程等级为特大型输电工程。1100kw输电线路是电力系统的重要组成部分，在很大程度上满足了工业生产和人民群众日常生活中对于电力的需求，是电力工业的大动脉。但是，在1100kw输电线路的施工过程中却面临着技术难度大、危险性高、施工环境复杂等问题，如果不能对其进行很好的解决，势必会给线路安全和施工人员的生命安全带来严重威胁。因此，如何保证施工的质量，保障施工过程中的人身安全，就成了1100kw输电线路施工工作中的重点问题。

2.输电线路的勘测技术

随着我国电力行业的快速发展，电网建设力度不断加强，输电线路施工技术如何直接影响到电力建设工程的进度及质量。加上输电线路施工是一项比较特殊的安装作业，虽然该 项工作没有什么太高的技术要求，但是其涉及面广、受外界干扰因素较多、专业性比较强、施工安全管理难度大。因此，应紧跟时代步伐，不断完善输电线路施工技术，促进电力工程 事业的发展。输电线路的勘测是整个工程的首要关键点，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起到主要作用。因为要做到既合理的编短路径长度、降低线路投资又保证线路安全可靠、运行方便，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、和责任心的综合考验。因此，要严格对其质量进行控制。对专业的测绘队伍而言，线路测量实际就是断面测量是一个原理比较简单的工作，但是在工作中我们也需要注意一些问题：首先，1100kw输电线路测量不像渠道、公路等这类线状测量精度要求高，只要将转角的角度，杆塔桩之间的距离和高差测准，那么就能很好地完成任务。

3.输电线路架线工程技术

在11O0kV输电线路施工中，常常遇到跨越各种障碍物的跨越架线施工。架线施工的首先应该注意的是施工的安全陛。确保运行中线路以及施工中线路的工作人员、器材、设备的安全，另外要考虑到架线施工的经济性，必须考虑包括运输成本、材料成本、安装费用、协调费用等要在可接受的范围内。因电力线路跨越的障碍物种类繁多，有各种电力线路、通讯线、公路、铁路、房屋等，且跨越点复杂给跨越架线施工带来较大的安全隐患。

输电线路架线施工包括架线前的准备工作。放线导地线连接弛度观测，紧线及附件安装。架线施工从展放方法来讲，分为拖地展放、张力展放。拖地展放线盘处不需制动，线拖在地面行进的方法，此法不用专用设备比较简单，但导线的磨损较为严重，劳动效率低。放线需大量的人工在山区放线质量难保证。张力放线。即使用牵张机械使导地线始终保持一定的张力保持对交叉物始终有一定安全距离的展放方法。它能保证导地线展放质量效率较高。

为加快施工进度，减轻工作人员的劳动负荷，确保工程施工任务的顺利完成，常常使用架线施工。架线施工从展放方法来讲，分为拖地展放、张力展放。在放线过程中，使用牵张机械使导地线始终保持一定的张力，保持对交叉物始终有一定安全距离的展放方法。一方面，要检查专用云梯憾云梯车）是否检验合格、所需工具环、线夹、滑车是否合用够用，自编绳套是否合用、各器具設备工况是否良好等工器具问题，为施工提供工具设备保证。另一方面，组织侧绘人员以及施工人员勘察现场，做好施工前保障计划，必须对所需的线问距、线对地距、跨越路段路基宽度，设备定位点位置及周围情况等进行勘察并对数据精确测量。

4.输电线路杆塔工程技术

4.1基础工程施工技术

输电线路基础的作用是保证杆塔在运行中不发生下沉或受到外力的作用时，不发生倾倒或变形。基础施工质量的好坏，对高压输电线路的安全运行关系极大。

第一，在整个施工过程中，线路勘测工作是第一步，也是非常关键的，对于线路建成后稳定、可靠、经济运行起着重要作用。为了使方案既合理又安全、可靠，需要勘测作业人员具有较高的业务水平和较强的责任心。

第二，高压输电线路能否可靠、安全运行与输电线路基础施工质量的优劣关系密切。根据不同地区的具体情况，需要对不同的基础型式进行选择。在进行现场施工的过程中，为了确保施工的质量，在必要时还应采取适当的技术。在现场施工的工作中，以必要的技术手段加以控制用保证施工图设计所要求达到的质量来要求。混凝土和钢筋混凝土浇制基础，是高压输电线路上常用的基础。其中转角塔，由于上拔力较大，故宜选用钢筋混凝基础，这种基础抗上拔力大，比较稳固。岩石基础的施工。

第三，是要对塔位周围岩石进行调查研究，与设计查勘的情况是否有差异。如有很大差异应通知设计单位做出设计变更。

第四，在岩石打孔插筋灌注砂浆、浇制承台。岩石基础的开挖均应保证岩石结构的整体性不受破坏，锚筋安装尺寸位置应反复核对。正确无误固定后浇灌，并按现场浇制混凝土的 要求养护。

因此，如何加强电力基础工程的质量控制应引起我们的高度重视。远距离大容量的输电方式，大规模的输电线路工程建设，使线路走廊杆塔基础的开挖量不断增加，这不仅破坏了塔位原有的天然植被，而且使原稳定土体受到扰动。为配合杆塔高低脚的使用，塔位降基应考虑基础保护范围内将基础降为同一作业面，保护范围的高差采用深埋主柱，这样降基可大幅度减小，而且杆塔高程相应地提高了。

4.2杆塔工程技术

杆塔组立是高压输电线路施工中一个重要的环节。目前我国已具备自行设计生产直流±1100kV、交流1000kV特高压线路铁塔的能力。从常规鐵塔的设计生产和施工，到具备紧凑型铁塔、特高压交、直流铁塔的设计生产和施工能力，仅用了不到15年。其中，还从角钢型塔发展到钢管塔，节约了大量的钢材；从平腿发展到全方位高低腿，不仅节约了钢材，还极大地保护了环境，减少了植被破坏和水土流失。

（1）基础工程优化。基础施工质量的好坏，对高压输电线路的安全运行关系极大。所谓基础工程是指杆塔买入底下的部分。基础工程优化对于保证施工质量、减少开挖几面以及线路的安全运行非常重要，必须引起施工部门的高度重视。

（2）杆塔选择。输电线路杆塔按受力特点可分为直线和耐张型。杆塔选择是否适当对于送电线路建设速度和经济性供电可靠性以及维修的方便性等影响都很大，合理选择杆塔型式、结构，是杆塔工程重要的一环。平地、丘陵及便于运输和施工的地区，应优先采用钢筋混凝土杆和预应力混凝土杆。考虑运输和施工的实际困难，出线走廊受限制的地区、大跨越或重直档距大时，可采用铁塔。

（3）环状排水沟。为了防止雨水、山洪等冲刷地基，保证排水良好是保护基面的重要环节之一。在实际工程中，若塔位有坡度，那么应根据地势设置排水沟，以有效阻断山坡的水流向基面，损伤地基，对基面形成有效保护。

（4）塔脚的优化。施工过程中应适当考虑位于山顶的铁塔的正侧面根开，以减少基面挖方数量。输电线路杆塔的建设形式是多样的，杆塔的种类存在着很大的差别，其具体形式和种类的选择，需要工作人员对施工具体情况进行研究，从地形、地势以及地面设施等方面进行来量，只有这样才能够使杆塔的设计设施工符合安全性和可靠性。高压输电线路的基础即杆塔埋人地下的部分。基础优化对于减少基面开挖，保护环境尤为重要。

（5）排水沟护壁。在工程竣工时需要对排水沟采取护壁措施以避免排水沟冲刷塔位基面问题。在实际工程中，应根据地质采取合适的措施，如含沙量高的地方混凝土护壁，土质松软的地方用植被保护等。为防止上山坡侧汇水面的雨水、山洪及其他地表水对基面的冲刷影响，保证有通畅良好的基面排水时工程质量保证的一个关键。如果塔位有坡度，除塔位位于面包形山顶或山脊外，均需在塔位上坡侧距挖方坡顶水平距离>3m处，依山势设置环状排水沟，以拦截和排除周围山坡汇水面内的地表水，有利于基面挖方边坡及基础保护范围外临空面的土体稳定。

4.3架线工程技术

电力的输送不是通过杆塔进行的，而建造杆塔的目的则是在于导线的支撑，因此，在输电线路工程中，架线工程是其中最为主要的内容。张力架线的基本特征如下：（1）导线在架线施工的全过程中处于架空状态。（2）按牵、张场划分的施工段为张力架线施工的单元工程，张力放线、紧线等作业在施工段内进行。（3）按牵、张场划分的施工段不受设计耐张段限制，可以选择直线塔做施工段的起止塔，在耐张塔上直通放线。（4）在直线塔上可以紧线并且可以在直线塔锚线，凡直通放线的耐张塔也可以直通紧线。（5）在直通紧线的耐张塔上作平衡挂线或半平衡挂线。（6）同相的分裂子导线要求同时展放、同时收紧。在充分体现上述特征的前提下，可根据工程的具体条件选择张力架线的工艺流程、施工机械、施工组织及操作方法。

架线工程施工的主要内容是对线路的架设，在进行施工前应做好准备，如测量线路走向和线路张尺度等问题。同时需要对其中可能出现的问题进行妥善的处理，以保证在电路应用中，不会存在安全问题。

在架线施工过程中，经常采用的方式是以张力放线的方式展放导线。此外用张线相配合的方法来紧线、挂线、安装附件，把这种整套架线的施工方法称为张力架线。架线的主要内容有：布线，根据不同的被跨越对象，选择不同的架线型式；跨越35kV及以上的不停电线路，可以采用高空渡线方法。

架线的展放方法可分为拖地和张力展放。导地线展放的首要准备工作是清除线路走廊内的障碍物。它既是为放线打通通道，又是保证线路竣工后安全运行的重要条件。施工场地平整，也是放线施工的一项重要准备工作，应对放线场地、紧线操作场地作适当平整。架线施工时应注意一下几个方面工作：线路放线时，一般采用拖地展放和张力展放两种方式。拖地展放是将导线托在地面上进行，张力展放是采用牵引的方式使导线和障碍物之间保持距离。拖地展放操作简单但容易损伤线路，带来安全隐患，且劳动效率较低，施工周期长；而张力展放能有效避免线路受损，且劳动效率高，不过成本费用也较高。线路紧线时，应当检查基础的钢筋混凝土有没有达到施工标准，强度有没有达到设计图纸的要求，螺栓是否紧固，以及杆塔之间结构组装的完整性等。

4.4塔脚工程技术

输电线路经过的地方各色各样，地形也千差万别。当铁塔位于斜坡或台阶地时，塔脚之间会形成高差，这就要用高低脚来平衡。根据四个脚高低不同可分为一般高低脚和全方位高低脚。1.5.1一般高低脚塔脚级差一般为1.5m，由于地面高差是任意值，当长短脚不能完全平衡地面高差时，一方面可将部分主柱露出地面，另一方面塔脚级差可缩短为 1.0m。施工过程中，应考虑在杆塔位于陡峭山顶控制铁塔的正侧面根开，减少施工基面挖方量。对于坡度较大的地形，塔的长短脚已用到最大高差仍不能平衡地面高差时，可采用长脚对应基础主柱升高的办法来平 衡过多的高差，必要时可做特殊基础。在基础无法满足或其他因素主柱不宜升高时，可对短脚所在基面适当挖方。

全方位高低脚个塔脚一般为不等长的形式，可根据各种不规则塔位地形的需要，组合成各种不同长度的全方位高低脚。高低脚塔的高脚侧与低脚侧的主材应为同一规格。由于高脚侧与低脚 侧斜材计算长度不同，选材时要求前者角钢规格比后者大1～2输电线路杆塔所受的各种荷重力作用于基础，并通过基础传递给周围的地基，地基的地质情况直接影响输电线路工程的基础形式、造价、质量、工期、安全运行等等。在各种地 基中，软弱地基对输电线路的影响是最明显的，稍不注意往往造成基础下沉、杆塔倾斜、甚 至倒杆塔等事故，因此在工程建设的各个环节都必须高度重视软弱地基的问题。软弱地基杆 塔基础的施工，关键是要做好基坑开挖和混凝土浇制过程的排水措施，尽量避免基底原状土受到扰动。

施工过程中，应考虑在杆塔位于陡峭山顶控制铁塔的正侧面根开，减少施工基面挖方量。如果地形坡度较大，此时，塔的长短脚已用到最大高差就不能平衡地面高差，这样的情况一般的方法是采用长脚对应基础主柱升高的办法来平衡过多的高差，万一不能满足要求，可做特殊基础，或者对短脚所在基面适当挖方。

4.5输电线路检修工程

输电线路检修是在线路施工中能够不可缺少的重要部分，主要工作内容是对输电线路故障的排除，以保证其能够正常运行。即从巡查、检测、经验发现问题，为了消除缺陷，保证设备正常运行水平，达到预防事故，保证线路安全运行而开展的一系列工作。巡视人员在确定故障点后，应该立即向巡视工作负责人汇报故障点情况、设备损坏情况及其周边情况。所领导接到报告以后，组织有关技术人员和抢修负责人拟定抢修方案。抢修负责人按照抢修的方案组织抢修人员准备所需工具、材料。所准备材料的类型一定要和原设备的一致，所用工具应符合抢修要求。这些工作需在40分钟内完成。需要指出的是故障抢修可以暂时不办理工作票，但必须征得许可，履行许可手续，明确分工，采取相关安全措施，事后需要补办工作票。

5.结束语

电力输送线路的建设时电力工程基础设施中非常重要的部分，在对输电线路进行施工和建设中，需要注重其实用性和安全性、可靠性。综上所述，1100kw输电线路是我国电力系统的重要组成部分，它的线路施工是一項劳动强度大、施工时间短、技术含量和危险性都比较高的野外工作，同时还要受到地质条件、天气状况等的严重制约。因此在施工过程中，工作人员应注意安全，注意细节，努力提高工程质量。一旦发现问题，应通过各部门的相互协商，快速、有效地进行解决。相关的技术人员和设计人员也应加强对有关内容的研究，为提高我国电力系统的整体水平作出自己的贡献。

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