山地光伏承台式大跨度缆索电缆敷设探索研究

董忠红 赵 阳

（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司）

0 引言

目前，国内外大型并网光伏电站主要建设在太阳能资源丰富、非育林育农育牧或可耕种，但自然条件恶劣、产出较低的土地（属性以戈壁滩、沙漠、荒漠、半荒漠、海边滩涂等为主）上。随着光伏电站装机容量不断增加，光照条件好、地势平坦、建设条件较好的土地资源日趋减少，荒山、荒坡等建设条件次之的土地逐渐成为重要光伏电站建设资源，“山地光伏电站”将成为未来重要的光伏电站模式之一。

大唐杨舒复合型光伏发电项目根据陕北地势特点及施工现场实际，制定了有针对性的施工方案，通过现场实施中的不断修订、完善，总结形成了陕北复杂山地光伏项目缆索电缆敷设施工方案。目前电站已调试运行，承台缆索电缆使用安全可靠。

1 特点

（1）成功解决了国内陕北复杂山地光伏项目电缆敷设距离长，缆索电缆敷设施工问题，为今后同类型山地光伏发电项目提供了借鉴意义。

（2）采用承台式架空绝缘电缆可以大大降低山地物资运输困难。从而提高了施工效率，提高了施工的安全系数。

（3）由于山地光伏电站可用于布置光伏组件的资源十分有限，且考虑水土保护等因素，减少地表破坏。

2 适用范围

适用于复杂湿陷性山地光伏发电项目电缆跨越，特别是针对日益发展的山地光伏发电项目具有极大参考价值。

3 工艺原理

山地承台缆索电缆敷设是由预埋在混凝土承台桩上的埋件通过金具与120m钢索相连，安装电缆卡扣和辅助滑轮安装，再通过电缆牵引绳对电缆跨越敷设，极大的缩短了施工工期。

4 施工工艺流程及操作要点

图1 施工工艺流程及操作要点

5 施工流程

5.1 施工前准备

（1）人员配置：施工人员数量根据施工进度投入。

（2）机械设备配置：电缆绞磨机、钢筋弯曲机、钢筋切断机、钢筋调直机、汽车吊、电焊机、振动棒、发电机组等按需求投入，安全操作规程张贴醒目；GPS（RTK）、水准仪仪器设施均在标定有效期内，配备钢卷尺、塔尺、数显水平尺及混凝土标准试模。

（3）材料准备：核对现场施工材料是否满足要求，查验质量证明文件；材料堆放整齐，现场悬挂材料标识牌；

（4）技术准备：图纸会审、安全技术交底，施工方案审批。

5.2 测量放线

按照设计电缆跨沟承台基础桩位布置图用GPS（RTK）测量放样定位桩，水准仪辅助校核边桩控制高程。不得随意变更承台基础位置；因地形、征地等原因确需变更时，要征得设计同意。

5.3 钻孔

（1）钻孔时施工单位必须采取有效措施，充分保证土体边坡的稳定和施工人员的安全。

（2）钻孔时应注意地质情况，若与设计不符或出现异常及其它不良地质现象时，应及时通知监理和设计单位，以便进行地基处理。

（3）钻机就位位置场地平整密实，施工作业过程中保持钻头垂直，成孔后缓慢拔出，防止因钻头晃动引起孔径扩大，达到设计深度后，保护好孔口。

5.4 验孔

引孔施工记录资料完整，自检的孔深为7.1m、孔径1.02m、垂直度偏差为2cm符合设计及验收规范要求，向监理提交成孔报验申请表，由其组织现场验收。

5.5 加工、安装钢筋

（1）在加工厂制作完成后运抵现场，主筋接头相互错开，双层双向配筋，钢筋连接主筋采用焊接的方式、箍筋采用绑扎的方式。

（2）保护层垫块放置位置符合要求。

5.6 桩基混凝土浇筑

（1）成孔质量检查合格后，应尽快灌注混凝土；混凝土应连续灌注，边灌注边振捣，振捣器不触碰钢筋笼；中途浇筑间歇时间不应超过1h，防止初凝，以确保桩身完整性。

（2）用于施工质量控制的混凝土试块应在浇筑地点随机取样，每浇筑不超过100m3同配合比的混凝土，应留置两组，每组3块，其中一组为同条件养护试块。

（3）建立混凝土浇筑台账、试块检验台账。

5.7 承载力和完整性检测

（1）基桩施工完成后应组织有资质的检测单位编制试桩方案、确定检测方法，主要依据《JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范》要求进行单桩承载力和桩身完整性检测。

（2）施工质量有疑问的桩、局部地质条件出现异常的桩应作为增加的检测桩位，具体参照相关规范进行。

5.8 养护

（1）混凝土浇筑完毕后，应及时采取薄膜覆盖、洒水保湿、喷涂养护剂等有效的养护措施。

（2）混凝土的冬期施工应符合现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104的相关规定。

（3）侧模在混凝土强度能保证构件表面及棱角不因拆除模板而受损坏后方可拆除；底模应在同条件养护试块强度达到75%以上时方可拆除。

5.9 牵引绳安装

（1）开始牵引绳安装时承台混凝土强度必须达到设计强度的100%方可进行安装。

（2）牵引绳安装可根据现场实际地形和施工条件选择采用人工牵引或借用无人机等辅助设备进行安装。

（3）牵引绳必须坚实耐用，规格采用直径为16mm、破断力为21.53t，被牵引钢绞线采用GJ-150型、长度150m、线重为1272kg/km，被牵引钢绞线重量为190Kg，牵引绳牵引力满足被牵引钢绞线要求。

5.10 钢绞线安装

（1）钢绞线的抽检检验应在监理单位的见证下严格按照按GB/T 17505的规定进行取样送检。

（2）钢绞线长度下料应严格按照施工设计工艺要求进行，钢绞线下料切割的时候得用砂轮锯进行切割，注意切头把持平整，不能采用焊切工艺，下料以后根据施工要求需要及时地对钢绞线切头进行扎实捆绑，以免散乱。

（3）钢绞线安装按钢绞线最大张力计算弧垂距离为6m。

（4）钢绞线与基础预埋件固定辅材全部应是热镀锌配件，楔形线夹和U型挂环的选择按照设计要求型号配置，确保安全性。

5.11 电缆卡扣和辅助滑轮安装

（1）电缆卡扣和滑轮安装涉及高空作业，操作人员应持证上岗，安全防护装置正确佩戴，防护到位，安全交底资料完善。

（2）电缆卡扣安装2m间距进行安装，根据跨越长度均匀分配，保证受力平稳。滑轮安装为了保证敷设电缆的流畅性，宜按照2-3m/个进行安装，滑轮在钢绞线上需进行临时固定。

（3）操作人员需依靠“电力施工钢绞线高空吊椅”作辅助在钢绞线上行走，从而完成电缆卡扣和辅助滑轮的安装工作。

5.12 电缆牵引绳安装

（1）正式敷设电缆前需将尼龙牵引绳更换为钢丝牵引绳，牵引绳型号规格选用钢丝绳的直径是17.5mm，最大抗拉强度2057Mра，最小抗拉强度1777Mра。

（2）牵引绳需贯穿每个滑轮。

5.13 电缆敷设安装

（1）电缆敷设需借用绞磨机进行牵引、先放置在单侧承台处将跨越段电缆牵引完成后再将绞磨机移至箱变处完成牵引，钢丝网套套在电缆端部使用钢丝绳牵引，牵引电缆时电缆网套与钢丝绳间必须加装防捻器。

（2）机动绞磨进入施工现场作业时，应先埋设好用于锚固机动绞磨的地锚，机动绞磨的安放位置除与受力方向垂直以外，还应注意避免放置在凹处。

（3）将机动绞磨的两个锚固点用钢绳连接后锚在地锚上，连接钢绳的长度须大于两倍连接点间的距离，且连接应牢固可靠，采用锁扣锁住防止钢绳串动。

（4）作业前应对机动绞磨的受力情况进行预拉调整，调整的目的是保证整个绞磨系统受力点正确并充分受力，保证绞磨的受力方向正确不发生绞磨歪斜，保证绞磨不受上扬力或不发生绞磨被磨绳抬起的情况。

（5）当天初次作业前应先对机动绞磨的发动机进行预热，预热时间不得低于3min。

（6）磨绳必须按如下方式缠绕在绞磨磨心上：面向受力方向，磨绳从磨心的外测（即磨芯的小头）下方进入，从磨心的内侧（即大头）下方卷出，即外进内出。

（7）磨绳在磨芯上缠绕的圈数依绳子的粗细和受力的大小不同可做适当的调整，但在任何情况下均不得少于5圈；磨绳饶好后方可关闭磨心锁扣，并用扳手拧紧固定螺栓。

（8）机动绞磨的操作人员在工作时应精力集中，注意指挥人员的指挥口令或手势，服从指挥人员的指挥，操作时不得使用半联动的方式，且动作应干脆利落；在磨绳上还有力量的时候，不得使用空档人工溜放的方式松磨绳；只有当磨绳全部没有附着在磨心上时，才能打开磨心锁扣拆除磨绳。

（9）收尾绳的施工人员不得少于3人，当磨绳上的油脂较多时，应适当增加人数；当出现施工人员拉不住尾绳的情况时，不得强行牵引；在磨绳已受力的情况下，无论受力大小都必须时刻拉紧尾绳，并且应站在离磨芯出口处1m以外磨绳的外侧，没有卷绳时不得用脚踩在磨绳上代替手拉磨绳；当使用倒挡松绳时，必须注意磨绳进入磨心的方向，注意不要被松回的磨绳缠住手脚。

（10）在没有得到指挥人员的指令，或对指挥人员的指令不理解、不清晰的情况下，操作人员不得进行操作；操作人员应随时观察发动机的运转状况，注意绞磨的工作情况，注意绞磨及磨绳的受力情况，当出现任何异常情况时，应首先立即停止作业，再向指挥人员报告。

（11）磨绳在通过磨心时，不得背股或相互缠绕；当出现背股或相互缠绕的情况时，必须停止工作，消除背股或相互缠绕的情况；故障未排除之前，不得强行牵引；绞磨在正常工作时，人员应离开绞磨磨心处，避免人员手指和衣服。

5.14 电缆卡扣固定及滑轮拆卸

（1）电缆卡扣按照2m间距对电缆进行固定，为防止卡扣长时间对电缆外皮造成破坏，宜在卡扣处加垫胶皮作为防护。

（2）操作人员固定电缆同时依次将滑轮拆卸。

图2 跨越形式立面布置图

6 结束语

承台大跨度缆索电缆敷设相较于常规直埋电缆敷设有以下2点优势，第一承台大跨度缆索电缆敷设不受支架、组件安装工序的影响，可在已完成支架、组件安装的光伏场区进行施工，减少机械使用，缩短工期，节省人工费；第二该接电缆敷设方法所需电缆相较于直埋路线大幅度减少电缆使用，从而大大节省了材料费成本。