长区段大截面导线山区放线施工技术

2010-06-07黄新平王建伟

电力建设 2010年7期

黄新平，王建伟

（1.华北电力大学经济与管理学院，北京市，102206；2.北京送变电公司，北京市，102401）

0 引言

±500 kV宝鸡换流站—德阳换流站直流线路工程4标段具有以下特点：（1）采用两相导线，每相4分裂ACSR—720/50钢芯铝绞线；（2）高差大，本标段有长达20 km的20 mm重覆冰区、20 km的15 mm中覆冰区及部分10 mm轻覆冰区，重冰区及中冰区相邻铁塔滑车悬挂点之间高差普遍较大，造成下压或上扬塔位多，增加了放线施工难度；（3）导线截面积大，导线总截面积775.41 mm2，单位质量2.398 kg/m，每轴导线（2500 m）的质量约6 t，运输及放线难度大；（4）地形复杂，本段线路位于川陕交界处的大巴山脉和秦岭山脉之间，80%桩号位于高大山区，沿线地形条件非常恶劣，部分塔位海拔2000 m左右，平均小运距离1500 m，二次倒运距离为10 km，运输条件极大地限制了牵张场地的选择范围。

根据SDJJS 2—87《超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则》[1]和GB 50233—2005《110～500 kV架空送电线路施工及验收规范》[2]，500 kV超高压架空输电线路一般采用张力架线，一个施工区段为5～8 km，放线滑车不超过20个。由于山区地形和交通条件的限制，在约22 km的山区段，没有可供运输大型牵张设备和导线通行的道路。经过对运输道路反复勘察，最终将牵引场设置在靠近该段线路中心位置的山坡上，在多次对道路平整、铺垫后，勉强将牵引设备运输到位。在该段线路两端地形和交通条件较好处设置2个张力场，将该段线路分成2个约12 km的放线区段，本文以其中1个区段（N2142—N2517）为例，对长区段大截面导线山区放线施工进行探讨。

1 牵张场的选择

通过现场多次勘察，在N2142小号侧100 m处有一处农田处于线路正下方，交通条件基本能够满足牵张设备、大型吊车、导线运输车辆的通行。但是由于地处低洼处，与N2142高差较大，需要对N2142铁塔导线滑车低挂才能满足导线包络角的要求。

最终确定的牵引场位于N2516—N2517档之间的线路前进方向左侧，距离N2516铁塔约300 m，距离N2517铁塔约1060 m。考虑到N2516—N2517档不能接头，因此在N2517大号侧设置转向场，形成“倒牵”，导线牵引至N2517塔位附近，将接续管布置在N2517—N2518之间。

2 放线区段特点

N2142—N2517区段长度为12078 m，具体参数如表1所示，平断面示意图见图1。本区段特点如下：（1）区段长，牵引导线时牵引力大；（2）由于运输条件限制，牵引场必须设置在大号侧，牵引场与张力场高差为420 m，牵引力相对要大得多；（3）相邻高差超过100 m有7档，施工中下压和上扬塔位多。

表1 N2142—N2517区段塔位参数Tab.1 Parameters of the transmission towers in the section from N2142 to N2517

3 放线方案

根据现有条件，对该区段分别进行“一牵二”和“一牵四”张力放线模拟计算，结果见表2。由表2可知，“一牵二”牵张力远小于“一牵四”牵引力，对设备要求较低。

根据SDJJS 2—87《超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则》[1]对该放线区段进行设备和相应工器具的选择，如表3所示。表3中导引绳仅考虑展放导线。

“一牵二”方案牵引力较小，对设备要求低，但悬挂滑车数量和牵引导线次数是“一牵四”方案的2倍，施工速度慢，成本高，而且存在先后展放导线会带来初伸长差的质量隐患。“一牵四”方案牵引力大，对设备要求高，尤其是对主牵引机要求高，但施工速度快。根据以上分析可知，“一牵四”方案优于“一牵二”方案，在设备条件允许的情况下，应作为首选方案[3-10]。

表2 “一牵二”和“一牵四”方案比较Tab.2 Comparison of one-drag-two and one-drag-four

表3 “一牵二”和“一牵四”方案比较Tab.3 Comparison of one-drag-two and one-drag-four

4 受力分析与计算

采用“一牵四”方案，分别计算该放线施工方案的牵引力、牵张力、滑车下压力及包络角，结果如表4、5所示。

表4 牵引力及牵张力的计算值Tab.4 Computed values of dragging forces and tensioning forces

表5 滑车下压力及包络角Tab.5 Pressure under sliding hoist and envelope angle

由表4可知：牵引机最大牵引力为242.333 kN，远大于一般放线施工时的牵引力，必须采用28 t以上的大型牵引机和□32以上主牵引绳；张力为20.56 kN，与一般放线施工时相差不多，可采用2台两线张力机。

由表5可知：在牵引绳通过时，N2142、N2143、N2505、N2508、N2510、N2512、N2516共7处上扬，而N2510上扬最为严重，且在走板通过时仍然上扬。在导线通过时，没有上扬，但N2507、N2515下压力较大，分别为133.676 kN和143.335 kN。结合断面图（图1）可以看出，N2507和N2515位于高程最大的高山上，两侧塔位全部为连续下山，因此造成下压力大。而N2510位于N2507和N2515中间的低洼山谷的最低点，因此造成上扬较严重，计算结果与实际地形相符。因此可得出结论：在山区放线施工时，由于高差大，连续上下山等地形，易造成下压或上扬。

5 放线措施

5.1 转向滑车设置

本区段放线施工时，在N2517塔附近需要设置转向场，形成“倒牵”。由于牵引力较大，对转向滑车的要求也就随之增大，因此转向滑车必须合理布置。最终将4个转向滑车排列成弧型，形成1个大转角，每个滑车均有单独的地锚受力，调节钢丝绳套长度，使每个滑车的转角度数为45°，此时4个滑车均匀受力。经计算，每个滑车受力为185.47 kN，采用30 t钢制滑车可满足要求。通常情况下，采用手扳葫芦连接钢丝绳套与地锚之间，通过手扳葫芦调节钢丝绳长度，以达到4个滑车均匀受力，但由于目前通常使用的手扳葫芦最大出力为88.2 kN，而此处受力为185.47 kN，手扳葫芦连接不能满足需要。本工程在牵引导线前，预先调整好4个转向滑车位置，确保均匀受力。转向滑车布置见图2。

5.2 上扬塔位的处理

5.2.1 导引绳上扬

导引绳牵放牵引绳，由于导引绳自重较轻，在高差比较大的情况下比较容易上扬。最常见的处理方法就是将压线滑车挂在较低一侧，将压线滑车的拉线通过手板葫芦打在铁塔塔身即可，如果牵引绳不上扬，一般在牵引绳通过前拆除导引绳。

5.2.2 牵引绳上扬

当牵引绳牵放导线时，如果出现上扬的情况，要使用钢质滑车进行压线，并将压线滑车的拉线通过手板葫芦打在提前挖好的地锚上，在牵引走板通过前进行拆除，如图3所示。

5.2.3 导线上扬

导线上扬虽然不易出现，但是一旦出现将导致导线跳槽或者导线摩擦滑车横梁，因此必须提前处理。如果导线轻微上扬放松张力即可，如果上扬较为严重则须采用五轮滑车进行压线，即待走板通过上扬塔位后，在该塔位牵引侧使用1个五轮放线滑车倒扣在上扬导线上，另一端的拉线通过链条葫芦连接到地锚上，如图4所示。

5.3 防止走板冲击滑车措施

由于部分塔位滑车悬挂点与两侧铁塔滑车悬挂点高差大（如本区段N2507、N2515铁塔），走板通过滑车时，容易对滑车造成较大冲击，造成悬挂滑车的钢丝绳套和横担水平方向受力增大，可以采取以下方式减小冲击：

（1）减小牵引速度。在走板通过滑车前，减小牵引速度，可有效减小对滑车的瞬间冲击力，待走板通过滑车后，再增大牵引速度。

（2）滑车低挂。通过低挂滑车，可以减小与两侧铁塔滑车悬挂点高差，从而减小冲击力。

5.4 防止导线磨损的措施

根据现场实际地形进行张力放线计算，施工过程中严格按照技术方案进行张力控制，对树木或者其他距离不够的障碍物施工前进行清理，保证展放过程中导线对地有足够的距离。

在下压力大于49 kN和包络角超过20º的尖峰塔采用双滑车，并根据包络角设置好双滑车的高差，可以改善导线和滑车的受力状态，避免由于滑车损坏而造成导线受到损伤。同时在导线保护器两端绑轧铝丝，防止大转角塔和尖峰塔由于受力较大、包络角较大而对导线压接管两端导线产生磨损而造成导线内层铝股挤伤、压接管口处导线出现散股或者断股的情况。

针对高差小的大档距（800 m以上），如果导线不能腾空，必须设置五轮拖地滑车。如果导线对地距离在2 m以下，也应在导线下方放置松木，防止在展放过程中由于瞬时张力的降低而导致导线摩擦地面。