鲁固特高压直流黄河跨越点选择

2019-07-04姚元玺王胜毅蔄晓琨

山东电力技术 2019年6期

姚元玺，陈鹏，芦灯，王胜毅，蔄晓琨

（1.山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013；2.国网山东省电力公司，山东济南 250001；3.国网山东省电力公司建设公司，山东济南 250001）

0 引言

大跨越是送电线路中极其重要的组成部分，跨越方案的选择与整个线路路径有密切关系。方案选择不仅要考虑跨越点的水文、地质等条件，需避开河道不稳定、地震断裂带、崩塌滑坡、山洪冲刷及其他影响线路安全运行的不良地带，而且要考虑避免对黄河防洪、航运等产生严重影响；同时还应结合一般线路的路径方案及附近拟建、在建特、超高压电力线路，综合考虑大跨越点两岸地方政府规划建设、航运、防洪、航空等诸多限制因素；在综合各方面要求的基础上［1-4］，结合线路设计方面的具体要求，提出技术、经济、安全等方面均较优的黄河跨越点方案。

结合工程实际特点，首先确定黄河大跨越的跨越点选择原则和设计要求，然后通过多方案技术性、经济性、和实施难度等综合方案比较，最终确定跨越黄河段路径，可为后续黄河大跨越工程提供设计参考。

1 黄河大跨越点选择的主要原则

跨越点选择的主要原则为：

1）大跨越位置与一般线路的衔接应尽可能相对顺直，结合一般线路进行技术经济比较。

2）跨越档距尽量小，大跨越塔尽量低，本体工程造价低。

3）跨越处水文气象条件较好，跨越附近两岸河床稳定。

4）具有良好的地质条件，塔基稳定。

5）跨越处交通运输条件良好，便于施工及运行维护。

6）跨越处应避开地方政府规划、大型设施等区域。

7）居民房屋拆迁少、林木砍伐少，工程附加费用低。

8）需满足黄河水利委员会对线路设计的要求，需通过防洪安全评价专题论证，并取得工程建设许可证。

9）兼顾±800 kV锡盟—泰州线路路径（以下简称“锡泰线”），两条线路路径协调一致，间距合理［5-7］，塔位尽量沿河槽主流方向对齐。

2 黄河大跨越位置的选择

本工程黄河大跨越位于东营市利津县县城西南，左岸位于利津县，右岸分别位于滨州博兴县和东营市东营区，跨河两岸地势平坦。依据山东黄河河务局和东营市、滨州市黄河河务局的有关规定，结合收资情况，跨越方案设计原则为：

1）铁塔基础外边缘距堤防外堤脚应大于110 m，距内堤脚应大于60 m。

2）国家Ⅳ级航道通航标准，百年一遇最高水位21.60 m。

3）桅杆高度：8 m。

4）电气跨越桅杆间隙：10.5 m。

5）测量、设计和施工误差：1.8 m。

6）设计标准：按照百年一遇最高水位标准设防。

利津县城西南北宋镇境内初步选定的3个跨越方案如图1所示。

图1 大跨越方案

2.1 张潘马西跨越方案（方案Ⅰ）

跨越方案如图2所示。跨越点位于利津县城西南约9 km的张潘马村西，跨越断面处为单式河槽，两岸大堤宽约3.3 km主槽靠近左（北）岸，宽约600 m，左岸滩地较窄，宽约700 m，右岸滩地较开阔，宽约2 000 m，右岸滩地内距离河道约160 m和720 m处有两道内堤。目前左岸滩地已开垦，种植棉花、玉米等农作物，同时靠近大堤附近有一处藕塘，右岸滩地内种植密集的杨树。两岸筑有土质河堤，堤防完整，堤顶宽约6 m，堤高约4～5 m。目前堤外淤背已完成。

张潘马西跨越点走廊较为开阔，可以并行架设两回特高压直流线路。选定的黄河大跨越点左岸西侧250 m为南宋村，东侧距离张潘马村约100 m，线路下方有零星民房和养猪场，没有其他大规模集中建筑物；跨越点右岸大堤外侧为一片养鱼塘，锚塔需立于鱼塘之中，影响范围内需拆除两处房屋。

图2 张潘马西跨越方案

张潘马西跨越方案采用“耐—直—直—直—耐”方式跨越黄河，两基锚塔立在大堤外侧，左岸滩地直线跨越塔（G2）位于现状黄河主河槽人工约束石头堤防外侧，右岸滩地需立两基直线跨越塔，G3位于第二道内堤外侧，G4位于右岸大堤堤脚内侧。本跨越方案跨越档距分布为 789 m、1367 m、1 050 m、496 m，主跨档距为 1 367 m，塔高为 57 m、139 m、139 m、93 m、54 m。

2.2 张潘马东跨越方案（方案Ⅱ）

跨越方案如图3所示。跨越点位于利津县城西南约9 km的张潘马村东，跨越断面处为单式河槽，两岸大堤宽约2.6 km主槽靠近左（北）岸，宽约400 m，左岸滩地较窄，宽约600 m，右岸滩地较开阔，宽约1 600 m。目前左岸滩地已开垦，种植棉花、玉米等农作物，右岸滩地内种植密集的杨树。两岸筑有土质河堤，堤防完整，堤顶宽约6 m，堤高约4～5 m。目前堤外淤背已完成。

跨越点左岸大堤外侧为一片养鱼塘，锚塔需立于鱼塘之中。张潘马东跨越方案走廊较为开阔，但北侧一般段线路需拆除滨利路旁二层商品房约2 000 m2，养鸭棚 11处。

图3 张潘马东跨越方案路径

跨越方案采用“耐—直—直—直—耐”方式跨越黄河，两基锚塔立在大堤外侧，左岸滩地直线跨越塔（G2）位于现状黄河主河槽人工约束石头堤防外侧，右岸滩地需立两基直线跨越塔，G3位于第二道内堤外侧，G4位于右岸大堤堤脚内侧。本跨越方案跨越档距分布为 619 m、1 101 m、786 m、545 m，主跨档距为1 101 m，塔高为 63 m、109 m、109 m、88 m、60 m。

2.3 刘城庄跨越方案（方案Ⅲ）

刘城庄跨越方案如图4所示，位于张潘马跨越方案下游约5 km，在北侧平行已建的500 kV滨油线跨越黄河，左岸位于刘城庄南，右岸从林家村与圈张村之间穿过，跨越断面处为单式河槽，两岸河堤宽约800 m，主槽靠近左岸，主槽宽约 500 m，无左岸滩地，右岸滩地宽约300 m。滩地已开垦，种植棉花、小麦等农作物。两岸筑有土质河堤，堤防完整，堤顶宽约6 m，堤高约4～5 m。目前堤外淤背基本完成。

本方案需平行500 kV滨油线走线6 km，左岸和滨油线分别位于宫家引黄渠的南、北两侧，左岸大跨越房屋虽然有限，但受制于宫家引黄水渠和500 kV滨油线限制，一般段线路必须穿过刘城庄边缘，虽不及村庄主体房屋密集，但也已盖满成片且十分规整的民房宅院，村边1座移动通信基站也需要拆除，大跨越与一般段线路衔接困难。另外，本跨越左岸还需跨越宫家引黄水闸。大跨越右岸北侧紧邻林家村，也需拆除影响范围内的1座移动通信基站和成片的建筑十分规整的民房宅院，耐张档需拆除十几座养蚕房；右岸一般段线路将穿越黄河森林公园约4 km。

图4 刘城庄跨越方案

刘城庄单回路跨越方案采用“耐—直—直—耐”方式跨越黄河，全部在大堤外侧立塔。两基直线跨越塔分别立在大堤外侧，左岸立在宫家引黄渠北侧，距离黄河大堤堤脚外侧约200 m，右岸直线跨越塔距堤脚约120 m，两基锚塔均立在农田之中。本跨越方案跨越档距分布为546 m、1 299 m、488 m，主跨档距为 1 299 m，塔高为 45 m、142 m、142 m、45 m。

2.4 黄河大跨越方案比较

上述3个跨越点方案均采用单回路跨越方案，结合一般段线路情况，对3个跨越点的方案进行技术经济比较，如表1所示。

2.4.1 方案Ⅰ与方案Ⅱ对比

1）方案Ⅱ由于跨越档距缩小，静态投资较方案Ⅰ减少830万元；

2）利津县（长度约 5 km）和博兴县（长度约4.5 km）地方政府均明确不同意本工程线路与锡泰线在其辖区范围内分开走线，方案II取得地方政府协议困难；

3）方案Ⅱ靠近张潘马和双合村，存在环境敏感点，环评及施工阶段存在不确定性；

4）方案Ⅱ拆迁量及民事难度均相对较大。

2.4.2 方案Ⅰ与方案Ⅲ对比

方案Ⅰ静态投资比方案Ⅲ高1367万元，若将大跨越段和两方案对接点之间的一般段线路综合考虑，方案Ⅰ跨越方案较方案Ⅲ跨越方案反而节省1352万元。方案Ⅰ最大的优势在于大跨越与一般段线路衔接处的拆迁量远低于方案Ⅲ，对附近村庄的影响小。

表1 黄河大跨越方案比较表

综合考虑线路的工程投资、运行的安全可靠性、施工建设难度及地方政府意见等因素，本工程黄河大跨越推荐采用方案Ⅰ。

2.5 最终实施方案

按照黄河水利委员会（以下简称黄委会）的要求，为减小2条平行输电线路雍水的叠加影响，2条线路应以尽可能小的间距并行跨越黄河。统筹考虑一般段线路路径，大跨越采用方案Ⅰ，即采用张潘马村西跨越方案。

图5 方案Ⅰ大跨越塔位

档距分别为 787 m、1 367 m、1 051 m、496 m，主跨档距为1 367 m，两基锚塔位于大堤外侧，三基直线塔位于黄河滩地中。铁塔呼高分别为57 m、139 m、139 m、93 m、54 m，基础抬高分别为 0 m、11.8 m、11.1 m、11.3 m、0 m。

按照《±800 kV直流架空输电线路设计规范》规定，按照对堤顶公路的安全距离满足21.5 m来确定塔位和铁塔呼高，同时对河滩内成片杨树林进行跨越处理（自然生长高度取30 m）。

3 黄河大跨越铁塔距离及跨越高度等其他要求

3.1 跨越塔位置与黄河大堤的要求

本工程黄河大跨越位于东营市利津县县城西南，左岸位于利津县，右岸分别位于滨州博兴县和东营市东营区，跨河两岸地势平坦。依据山东黄河河务局和东营市、滨州市黄河河务局的有关规定，结合收资情况，跨越方案的设计原则为：根据《山东省黄河工程管理办法》，铁塔基础外边缘距堤防外堤脚应大于110 m，距内堤脚应大于80 m；为减小两条线路平行的雍水叠加，在滩地上的塔位本工程塔位与锡泰线尽量沿黄河主流方向对齐。

3.2 跨大堤导线弧垂最低点高程

3.2.1 按照跨越树木高度进行控制

拟建的输电线路跨越左、右岸大堤顶及淤背区现状种植的树种不同，考虑到未来可能种植树木的因素，综合河道主管部门的意见对树木都按杨树考虑，自然生长高度为25 m。

输电线跨越大堤堤顶的弧垂最低点高程为50年后规划堤顶高程（50年后设防水位21.4 m加设计堤防超高2.1 m）、堤顶树高（25 m）及跨树垂直距离要求（13.5 m）之和，即 62.0 m。

3.2.2 按照跨越堤顶公路进行控制

黄河堤防为黄河防洪抢险通道，堤顶道路参照三级公路设计建设，根据“《黄河河道管理范围内建设项目技术审查标准（试行）》的通知”以及特高压直流输电线路设计规范：线路最低高程为输电线跨越大堤堤顶的弧垂最低点高程为50年后规划堤顶高程（50年后设防水位21.4 m加设计堤防超高2.1 m）及跨公路垂直距离要求（21.5 m）之和，即45.0 m。

本工程跨越两岸大堤处线路最低高程采用以上计算结果中高值，即：跨越左右岸堤顶处允许的线路最低高程为62.0 m。

3.3 跨淤背区导线最低点高程

跨越处淤背区应满足50年后淤背区的要求。跨越处堤防将建成标准化堤防，设计标准可按照《黄河流域防洪规划》及《水利部关于黄河下游近期防洪工程建设初步设计报告的批复》（水总［2012］354号），背河淤筑100 m宽的淤背区，工程跨越处右岸顶高程低于设防水位3 m，左岸顶高程低于设防水位2 m。根据上述要求确定控制导线高度的高程。

1）右岸淤区顶高程为50年后设防水位（21.4 m）减 3 m，即 18.40 m。

2）左岸淤区顶高程为50年后设防水位（21.4 m）减 2 m，即 19.40 m。

3）左岸线路最低高程为左岸淤区顶高程（19.40 m）、堤顶树高（25 m）及跨树垂直距离要求（13.5 m）之和，即 57.90 m。

4）右岸线路最低高程为右岸淤区顶高程（18.40 m）、堤顶树高（25 m）及跨树垂直距离要求（13.5 m）之和，即 56.90 m。