高壓電力線路上跨高速鐵路遷改施工方案探討

田衛(wèi)東

（中鐵建大橋工程局集團電氣化工程有限公司 天津 300300）

1 引言

在國家經濟高速發(fā)展的時代背景下，鐵路建設覆蓋面越來越廣。高鐵網絡的不斷完善，給沿線及周邊城市帶來了巨大的經濟效益增長［1］。在新建鐵路征地范圍內存在大量需遷改的電力線路，特別是處于城區(qū)內、跨越高速鐵路的高壓架空電力線路。在征拆改造施工過程中，應確保高速鐵路的正常運營及行車安全，同時又要防止在城區(qū)進行大規(guī)模和長時間的停電建設對市民的社會生活造成干擾。因而，需要對城區(qū)內高壓電力線路上跨高速鐵路遷改技術進行系統(tǒng)的分析與研究，為鐵路電力線路遷改施工提供引導和標準。

2 電力線路遷改技術要求

2.1 遷改原則及要求

2.1.1 遷改原則

原則上，對新建鐵路站前工程施工和既有線路行車安全造成阻礙的輸電桿路全部改移。以當?shù)丶扔芯€路規(guī)劃及新建鐵路紅線范圍為依據(jù)，對影響新建鐵路站前工程的輸電線路原則上要求一次遷改到位。對產權部門已列入近期（五年內）規(guī)劃改造的線路則應按遷改要求處理［2］。

2.1.2 遷改要求

按照現(xiàn)行《10 kV及以下架空配電線路設計技術規(guī)程》（DL／T 5220-2005）［3］、《架空送電線路基礎設計技術規(guī)定》（DL／T 5219-2014）［4］、《鐵路電力設計規(guī)范》（TB 10008-2015）［5］、《110～750 kV架空輸電線路設計規(guī)范》（GB 50545-2010）中相關規(guī)定［6］，結合新建鐵路線路施工規(guī)范，制定電力線路遷改關鍵技術標準如下:

（1）架空線

架空電力線路與鐵路交叉跨越或接近的要求見表1。

表1 電力線路與鐵路交叉跨越或接近的要求

（2）電纜線路

電力線纜選取交聯(lián)聚乙烯鎧裝銅芯電纜，截面積應留有擴容空間且滿足當?shù)仉娋W公司未來規(guī)劃要求。

在路基已經預埋了過軌通道的條件下才可以采用就近過軌的方式，否則需要繞行至預埋點或橋涵下電纜過軌。

為便于日常維護及應急處理，電纜線路下穿軌道要求使用兩根鋼管進行防護，其中一根鋼管作為電纜保護管，另一根鋼管作為故障維修備用管，在路基兩側砌筑兩處檢修井，連接兩根保護管。采用內徑大于電纜直徑1.5倍且壁厚不小于3 mm的熱鍍鋅液壓流體無縫鋼管作為保護管。盡量避免在路基處接頭，必要時需要采取螺紋套管或焊接方式接頭。當保護管防護距離大于40 m時，應沿鋼管進行縱切做防渦流處置。

電纜過軌敷設時，電纜保護管兩端距離軌道中心需大于500 cm，保護管距軌道底面大于100 cm；若路基外側有電纜管溝或水溝，保護管需延長至最外層管溝或水溝外邊緣200 cm以外處，且埋深需大于溝底面50 cm；當路基外側有機械車輛通道時，鋼管應防護至道路外側大于300 cm處，且埋設深度需根據(jù)路面最大承載計算；鐵路范圍外普通地面電力線纜敷設埋深需大于70 cm，耕地埋深需大于100 cm。

城市道路邊的電纜徑路和敷設方式應符合當?shù)匾?guī)劃部門的要求。

2.2 有關電力線路影響情況及處理

（1）35 kV及以下電壓等級交叉跨越的電力遷改線路，一般采用電纜下穿軌道鋼管防護的處理方式。

（2）35 kV以上電壓等級交叉跨越的電力遷改線路，均采用提升桿路方式跨越［7］。跨越檔兩端一般使用耐張塔。如果桿塔形式不滿足相關技術標準，應在合適位置重新組立鐵塔，以滿足技術標準。

（3）與新建鐵路線路平行的電力線路遷改，根據(jù)當?shù)仉娋W公司規(guī)劃遷移出鐵路紅線征地范圍，就近接入新線路。

3 高壓電力線路上跨高速鐵路遷改常用施工技術分析與對比

3.1 上跨高速鐵路電力遷改傳統(tǒng)施工技術

（1）橋式跨越架施工技術

橫跨鐵路線路兩端搭設簡易橋臺，在兩側橋臺之間鋪設橋梁。高空作業(yè)人員可以在橋梁上人工敷設電纜，施工時不會對跨越處鐵路設備設施造成干擾。

（2）自立式跨越塔施工技術

在鐵路兩側組立專門的跨越鐵塔，并于跨越檔之間鋪設封頂網，用來保護被跨越高鐵設備設施，保證架線拆線施工時，導地線不接觸高鐵設備設施。

（3）索道跨越施工技術

利用跨越高鐵兩側的鐵塔作為跨越架體，使用高強度、高絕緣性繩索作為索道的承力繩索，在跨越檔承力繩索上敷設保護索道［8］，使導線在索道內安全通過，防止對跨越檔下方的高速鐵路運行造成影響。

3.2 上跨高速鐵路電力遷改傳統(tǒng)施工技術分析

（1）橋式跨越架施工技術分析

主要優(yōu)點:強度高、承載力大；作業(yè)人員可以在橋梁上人力敷設導線，安全性好、作業(yè)效率高。

主要缺點:橋梁的設計施工需要具有資質的專業(yè)隊伍；橋墩需要征地，跨越施工成本高、工期長、經濟性差；搭設和拆除橋式跨越架對高鐵的正常運營易造成影響。

由于橋式跨越架的搭設和拆除對高鐵運營安全影響大、經濟性差，不適宜應用在跨越高速鐵路遷改施工中［9］。

（2）自立式跨越塔施工技術分析

主要優(yōu)點:自立式鐵塔穩(wěn)固性好、強度高，可根據(jù)跨越高鐵的高度和跨越檔距的大小自由設置承力梁寬度。適用于較惡劣施工條件，發(fā)生意外時可承受較大載荷［10］。

主要缺點:鐵塔基礎需要依據(jù)鐵塔承重和地質條件編制專項方案，經濟性較差；鐵塔的組立和基礎養(yǎng)護所需時間較長；同時還涉及征地補償。

（3）索道跨越施工技術分析

主要優(yōu)點:所需材料成本低，解決了路徑狹小的問題；土地征用、青苗補償都有所減少，經濟性好；適用于地形崎嶇狹窄無法搭設跨越架及跨越檔角度過小的地段。

主要缺點:由于跨越索道距離通常較長，受繩索力學性能影響，跨越檔距不能過大。

4 飛機織網跨越技術

由于跨越鐵路遷改施工的特殊性，必須保證施工中不能對高速鐵路的正常運營造成影響。通過對國內外常見的高壓電力線路跨越高速鐵路遷改施工的分析，綜合考慮各種施工技術的安全性、經濟性、實效性，提出一種經改進與優(yōu)化的新型施工技術——飛機織網跨越技術。

4.1 飛機織網跨越施工技術介紹

利用跨越線路兩側鐵塔作為承力塔，在兩側承力塔上分別安裝承力梁，在兩根承力梁之間通過無人機放線、張力牽引置換方式架設四根主承力索。采用迪尼瑪繩織安全網，并將安全網架設于承力索上。利用安全網來保護被跨越的高速鐵路設備設施，以保證遷改施工時，導地線不接觸高速鐵路設備設施，保證高速鐵路正常運營。

4.2 飛機織網跨越高速鐵路遷改技術比較分析

4.2.1 飛機織網跨越技術分析

無人飛機按飛行方式主要分為多旋翼和固定翼兩類［11］。本施工技術采用多旋翼無人飛機展放導引繩，牽張機置換承力索與導地線，全部施工過程均在高速鐵路安全距離上方，對高速鐵路正常運營無影響。

以跨越線路兩側既有鐵塔作為承力塔，不需要專門組立跨越架，跨越成本低，并且鐵塔所能承受的載荷較大。

在兩基跨越檔鐵塔之間搭設安全網，可滿足較大跨越檔距情況下的遷改施工，并且施工不受跨越角度的影響，適用范圍廣。

選用迪尼瑪繩作為織網材料，具有以下優(yōu)點:

（1）迪尼瑪繩具有較大的塑性變形抗力，可承受較大的沖擊載荷，同時具有低延展性，使跨越檔間的弧垂得以保證。使用迪尼瑪繩做為承力索在牽引導線時接觸網與導線的凈空距離滿足鐵路相關部門的技術要求，進而保證高速鐵路正常運營，鐵路設備設施不受破壞。

（2）迪尼瑪繩具有高結晶度和高模量的物理特性，使其不易產生化學反應，耐腐蝕，有較長的撓曲壽命。帶電作業(yè)人員的安全得以保證，鐵路設施設備也不會受到破壞。

（3）迪尼瑪繩材質輕，同等破斷拉力強度條件下，迪尼瑪繩的每米重量只有鋼絲繩的15%。使用迪尼瑪繩有利于降低勞動強度，提高工效［12］。

（4）迪尼瑪繩良好的耐變曲疲勞性能、耐磨性、耐候性、防紫外線以及抗化學腐蝕性等特點，有利于在跨越施工中循環(huán)使用。

4.2.2 飛機織網跨越與傳統(tǒng)施工技術比較

高壓電力線路跨高速鐵路遷改施工綜合因素對比見表2。

表2 高壓電力線路跨高速鐵路遷改施工綜合因素對_比

鑒于表2對4種上跨高速鐵路電力遷改施工技術的分析，可見從經濟性、安全性、時效性、對高速鐵路運行的影響等方面分析，飛機織網跨越施工相較于傳統(tǒng)施工方法具有明顯的優(yōu)勢。

5 結束語

在架空電力線路跨越高速鐵路遷改施工中，沒有系統(tǒng)的行業(yè)研究，也沒有相應的國家規(guī)范和行業(yè)標準來指導。高速鐵路的安全問題已經引起社會的廣泛關注，鐵路部門也已經提出更高的要求，這使得遷改工作施工更加困難，造價更加不可控。本文旨在提供筆者的施工經驗與個人見解，希望鐵路施工單位內部也應抓緊制定電力線路上跨高速鐵路遷改施工規(guī)范與標準，進一步規(guī)范高速鐵路電力線路遷改的施工技術，為高速鐵路電力線路遷改施工提供技術支持。