高压电力线路上跨高速铁路迁改施工方案探讨

田卫东

（中铁建大桥工程局集团电气化工程有限公司 天津 300300）

1 引言

在国家经济高速发展的时代背景下，铁路建设覆盖面越来越广。高铁网络的不断完善，给沿线及周边城市带来了巨大的经济效益增长［1］。在新建铁路征地范围内存在大量需迁改的电力线路，特别是处于城区内、跨越高速铁路的高压架空电力线路。在征拆改造施工过程中，应确保高速铁路的正常运营及行车安全，同时又要防止在城区进行大规模和长时间的停电建设对市民的社会生活造成干扰。因而，需要对城区内高压电力线路上跨高速铁路迁改技术进行系统的分析与研究，为铁路电力线路迁改施工提供引导和标准。

2 电力线路迁改技术要求

2.1 迁改原则及要求

2.1.1 迁改原则

原则上，对新建铁路站前工程施工和既有线路行车安全造成阻碍的输电杆路全部改移。以当地既有线路规划及新建铁路红线范围为依据，对影响新建铁路站前工程的输电线路原则上要求一次迁改到位。对产权部门已列入近期（五年内）规划改造的线路则应按迁改要求处理［2］。

2.1.2 迁改要求

按照现行《10 kV及以下架空配电线路设计技术规程》（DL／T 5220-2005）［3］、《架空送电线路基础设计技术规定》（DL／T 5219-2014）［4］、《铁路电力设计规范》（TB 10008-2015）［5］、《110～750 kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）中相关规定［6］，结合新建铁路线路施工规范，制定电力线路迁改关键技术标准如下:

（1）架空线

架空电力线路与铁路交叉跨越或接近的要求见表1。

表1 电力线路与铁路交叉跨越或接近的要求

（2）电缆线路

电力线缆选取交联聚乙烯铠装铜芯电缆，截面积应留有扩容空间且满足当地电网公司未来规划要求。

在路基已经预埋了过轨通道的条件下才可以采用就近过轨的方式，否则需要绕行至预埋点或桥涵下电缆过轨。

为便于日常维护及应急处理，电缆线路下穿轨道要求使用两根钢管进行防护，其中一根钢管作为电缆保护管，另一根钢管作为故障维修备用管，在路基两侧砌筑两处检修井，连接两根保护管。采用内径大于电缆直径1.5倍且壁厚不小于3 mm的热镀锌液压流体无缝钢管作为保护管。尽量避免在路基处接头，必要时需要采取螺纹套管或焊接方式接头。当保护管防护距离大于40 m时，应沿钢管进行纵切做防涡流处置。

电缆过轨敷设时，电缆保护管两端距离轨道中心需大于500 cm，保护管距轨道底面大于100 cm；若路基外侧有电缆管沟或水沟，保护管需延长至最外层管沟或水沟外边缘200 cm以外处，且埋深需大于沟底面50 cm；当路基外侧有机械车辆通道时，钢管应防护至道路外侧大于300 cm处，且埋设深度需根据路面最大承载计算；铁路范围外普通地面电力线缆敷设埋深需大于70 cm，耕地埋深需大于100 cm。

城市道路边的电缆径路和敷设方式应符合当地规划部门的要求。

2.2 有关电力线路影响情况及处理

（1）35 kV及以下电压等级交叉跨越的电力迁改线路，一般采用电缆下穿轨道钢管防护的处理方式。

（2）35 kV以上电压等级交叉跨越的电力迁改线路，均采用提升杆路方式跨越［7］。跨越档两端一般使用耐张塔。如果杆塔形式不满足相关技术标准，应在合适位置重新组立铁塔，以满足技术标准。

（3）与新建铁路线路平行的电力线路迁改，根据当地电网公司规划迁移出铁路红线征地范围，就近接入新线路。

3 高压电力线路上跨高速铁路迁改常用施工技术分析与对比

3.1 上跨高速铁路电力迁改传统施工技术

（1）桥式跨越架施工技术

横跨铁路线路两端搭设简易桥台，在两侧桥台之间铺设桥梁。高空作业人员可以在桥梁上人工敷设电缆，施工时不会对跨越处铁路设备设施造成干扰。

（2）自立式跨越塔施工技术

在铁路两侧组立专门的跨越铁塔，并于跨越档之间铺设封顶网，用来保护被跨越高铁设备设施，保证架线拆线施工时，导地线不接触高铁设备设施。

（3）索道跨越施工技术

利用跨越高铁两侧的铁塔作为跨越架体，使用高强度、高绝缘性绳索作为索道的承力绳索，在跨越档承力绳索上敷设保护索道［8］，使导线在索道内安全通过，防止对跨越档下方的高速铁路运行造成影响。

3.2 上跨高速铁路电力迁改传统施工技术分析

（1）桥式跨越架施工技术分析

主要优点:强度高、承载力大；作业人员可以在桥梁上人力敷设导线，安全性好、作业效率高。

主要缺点:桥梁的设计施工需要具有资质的专业队伍；桥墩需要征地，跨越施工成本高、工期长、经济性差；搭设和拆除桥式跨越架对高铁的正常运营易造成影响。

由于桥式跨越架的搭设和拆除对高铁运营安全影响大、经济性差，不适宜应用在跨越高速铁路迁改施工中［9］。

（2）自立式跨越塔施工技术分析

主要优点:自立式铁塔稳固性好、强度高，可根据跨越高铁的高度和跨越档距的大小自由设置承力梁宽度。适用于较恶劣施工条件，发生意外时可承受较大载荷［10］。

主要缺点:铁塔基础需要依据铁塔承重和地质条件编制专项方案，经济性较差；铁塔的组立和基础养护所需时间较长；同时还涉及征地补偿。

（3）索道跨越施工技术分析

主要优点:所需材料成本低，解决了路径狭小的问题；土地征用、青苗补偿都有所减少，经济性好；适用于地形崎岖狭窄无法搭设跨越架及跨越档角度过小的地段。

主要缺点:由于跨越索道距离通常较长，受绳索力学性能影响，跨越档距不能过大。

4 飞机织网跨越技术

由于跨越铁路迁改施工的特殊性，必须保证施工中不能对高速铁路的正常运营造成影响。通过对国内外常见的高压电力线路跨越高速铁路迁改施工的分析，综合考虑各种施工技术的安全性、经济性、实效性，提出一种经改进与优化的新型施工技术——飞机织网跨越技术。

4.1 飞机织网跨越施工技术介绍

利用跨越线路两侧铁塔作为承力塔，在两侧承力塔上分别安装承力梁，在两根承力梁之间通过无人机放线、张力牵引置换方式架设四根主承力索。采用迪尼玛绳织安全网，并将安全网架设于承力索上。利用安全网来保护被跨越的高速铁路设备设施，以保证迁改施工时，导地线不接触高速铁路设备设施，保证高速铁路正常运营。

4.2 飞机织网跨越高速铁路迁改技术比较分析

4.2.1 飞机织网跨越技术分析

无人飞机按飞行方式主要分为多旋翼和固定翼两类［11］。本施工技术采用多旋翼无人飞机展放导引绳，牵张机置换承力索与导地线，全部施工过程均在高速铁路安全距离上方，对高速铁路正常运营无影响。

以跨越线路两侧既有铁塔作为承力塔，不需要专门组立跨越架，跨越成本低，并且铁塔所能承受的载荷较大。

在两基跨越档铁塔之间搭设安全网，可满足较大跨越档距情况下的迁改施工，并且施工不受跨越角度的影响，适用范围广。

选用迪尼玛绳作为织网材料，具有以下优点:

（1）迪尼玛绳具有较大的塑性变形抗力，可承受较大的冲击载荷，同时具有低延展性，使跨越档间的弧垂得以保证。使用迪尼玛绳做为承力索在牵引导线时接触网与导线的净空距离满足铁路相关部门的技术要求，进而保证高速铁路正常运营，铁路设备设施不受破坏。

（2）迪尼玛绳具有高结晶度和高模量的物理特性，使其不易产生化学反应，耐腐蚀，有较长的挠曲寿命。带电作业人员的安全得以保证，铁路设施设备也不会受到破坏。

（3）迪尼玛绳材质轻，同等破断拉力强度条件下，迪尼玛绳的每米重量只有钢丝绳的15%。使用迪尼玛绳有利于降低劳动强度，提高工效［12］。

（4）迪尼玛绳良好的耐变曲疲劳性能、耐磨性、耐候性、防紫外线以及抗化学腐蚀性等特点，有利于在跨越施工中循环使用。

4.2.2 飞机织网跨越与传统施工技术比较

高压电力线路跨高速铁路迁改施工综合因素对比见表2。

表2 高压电力线路跨高速铁路迁改施工综合因素对_比

鉴于表2对4种上跨高速铁路电力迁改施工技术的分析，可见从经济性、安全性、时效性、对高速铁路运行的影响等方面分析，飞机织网跨越施工相较于传统施工方法具有明显的优势。

5 结束语

在架空电力线路跨越高速铁路迁改施工中，没有系统的行业研究，也没有相应的国家规范和行业标准来指导。高速铁路的安全问题已经引起社会的广泛关注，铁路部门也已经提出更高的要求，这使得迁改工作施工更加困难，造价更加不可控。本文旨在提供笔者的施工经验与个人见解，希望铁路施工单位内部也应抓紧制定电力线路上跨高速铁路迁改施工规范与标准，进一步规范高速铁路电力线路迁改的施工技术，为高速铁路电力线路迁改施工提供技术支持。