韓莊泵站110 kV供電線路遷改工程研究與實(shí)踐

于 躍，韓業(yè)慶

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109）

1 工程概況

韓莊泵站工程是南水北調(diào)東線一期工程中第九級抽水梯級泵站，山東境內(nèi)第三級泵站，位于棗莊市嶧城區(qū)古邵鎮(zhèn)八里溝村西，距南四湖下級湖以東約3 km處，站下引水渠與韓莊運(yùn)河左岸大堤斜交，站上出水渠接老運(yùn)河入南四湖的下級湖[1]。韓莊泵站110 kV供電線路部分桿塔處于煤礦開采形成的采空區(qū)內(nèi)，塔基出現(xiàn)沉降積水，影響韓莊泵站調(diào)水供電的安全運(yùn)行。為消除安全隱患，需對110 kV峰泵線韓莊泵站T接線24號大號側(cè)至46號小號側(cè)之間的供電線路進(jìn)行遷改（以下簡稱“遷改工程”），以避開煤礦塌陷區(qū)。遷改工程線路全長約9 km，單回路架空線路約8.73 km，單回電纜線路約0.27 km，新建塔基37座，包括直線塔23基，耐張轉(zhuǎn)角塔10基，電纜終端塔4基[2]。

2 工程地質(zhì)

本遷改工程路徑上覆地層主要為第四系沖洪積形成的粉土、粉質(zhì)黏土和黏土，下覆基巖地層主要為石灰?guī)r、片麻巖。其中粉土，稍密，地基承載力特征值為110~120 kPa；粉質(zhì)黏土可塑狀態(tài)，地基承載力特征值為90~110 kPa；黏土，可塑～硬塑狀態(tài)，地基承載力特征值為120~160 kPa；石灰?guī)r，地基承載力特征值為500~800 kPa；片麻巖，地基承載力特征值為300~500 kPa。沿線常年最高水位少部分地段較深，大部分地段接近地表[3]。

沿線地震基本烈度為7度，沿線最大凍土深度為0.5 m，沿線無滑坡、泥石流、采空塌陷區(qū)等其他不良地質(zhì)作用；沿線無文物遺跡分布，無具有開采價(jià)值的礦產(chǎn)資源或探礦權(quán)；遷改線路經(jīng)過地區(qū)地形較平坦，下部土層工程性質(zhì)較好，場地附近無影響工程穩(wěn)定的地質(zhì)構(gòu)造，下部無斷層通過，屬穩(wěn)定場地，無不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，穩(wěn)定性良好，目前無水利工程規(guī)劃，無通航河流，無大范圍內(nèi)澇積水區(qū)。

3 氣象條件

遷改工程路徑的設(shè)計(jì)氣象條件，見表1。

表1 路徑氣象條件

4 遷改路徑的選擇

線路的走向選擇是否合理對于遷改工程至關(guān)重要，尤其對項(xiàng)目投資、工程質(zhì)量、施工條件、安全運(yùn)行等諸多方面影響密切。依據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)程、規(guī)范，并結(jié)合遷改線路走向所處的礦產(chǎn)資源情況、地質(zhì)及水文情況、沿線污穢及交通情況、通信及軍事設(shè)施布置情況、文物保護(hù)及自然保護(hù)區(qū)情況、城鄉(xiāng)規(guī)劃情況等方面，綜合分析，按照以下原則確定最優(yōu)遷改路徑[4]。

（1）路徑選擇要結(jié)合線路走向的地質(zhì)條件、覆冰情況、施工交通條件、地形地貌和當(dāng)?shù)貐^(qū)域規(guī)劃等諸多影響因素，并對比多種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，盡量降低工程造價(jià)，同時(shí)確保路徑走向安全可靠。

（2）路徑選擇應(yīng)遠(yuǎn)離大型工礦企業(yè)、軍事等重要設(shè)施，符合當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)規(guī)劃，同時(shí)降低對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會的影響。

（3）路徑選擇應(yīng)遠(yuǎn)離風(fēng)景區(qū)、名勝古跡、自然保護(hù)區(qū)及原始森林；遠(yuǎn)離重冰區(qū)、不良地質(zhì)地帶及地下開采引起或有可能引起地表移動變形的區(qū)域等。

（4）選擇合適的路徑可以減少與周圍環(huán)境（如電臺、機(jī)場、弱電線路）的干擾。

（5）在輕、中、重冰區(qū)，耐張段的最佳長度應(yīng)該在10 km、5 km、3 km之間，而在單一電力電纜的情況下，最佳的長度也應(yīng)該在5 km以內(nèi)。若是在高速公路或者主要的鐵路上進(jìn)行建設(shè)，則應(yīng)該使用獨(dú)立的耐張段。如果發(fā)現(xiàn)耐張段的長度大于預(yù)期，就需要采取預(yù)防性的措施。特別是在惡劣的氣候環(huán)境下，比如山坡、河流、雪原和積雪覆蓋的地帶，更需要盡量減少耐張段的長度。

（6）通過全面的協(xié)調(diào)，可以解決當(dāng)前和未來線路的矛盾，既確保本工程的經(jīng)濟(jì)效益，又能滿足未來其他線路的功能需求。

（7）在路徑選擇上，應(yīng)該堅(jiān)持以人為本、尊重自然，盡可能減少對居民住宅、樹木的破壞，并且努力維護(hù)環(huán)境的健康狀態(tài)。

本遷改工程中，路徑的選擇被視為最重要的因素。根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和規(guī)劃局要求，多次進(jìn)行路徑調(diào)整優(yōu)化，最終路徑按其批復(fù)執(zhí)行。從110 kV峰泵線韓莊泵站T接線25號小號側(cè)東轉(zhuǎn)，向西北架設(shè)，避讓開35 kV文堆變電站出線段，至梅華臺村南西轉(zhuǎn)，向西跨越周營沙河后西轉(zhuǎn)，向西南架設(shè)，從李樓村北、武寺村南穿過，左轉(zhuǎn)向南架設(shè)。全線采用單回路架空線架設(shè)（J1-J10），路徑長約8.4 km；J10點(diǎn)和原45號用地下電纜連接，接線長約0.5 km，總遷改長度約8.9 km。

5 導(dǎo)線及地線的選擇

5.1 導(dǎo)線和地線參數(shù)

導(dǎo)線采用JL/G1A-185/30型鋼芯鋁絞線，無分裂。導(dǎo)線最大使用應(yīng)力115.88 N/mm2，安全系數(shù)2.5，平均運(yùn)行應(yīng)力為72.42 N/mm2。

地線采用2根24芯OPGW-100復(fù)合光纜，最大使用應(yīng)力為230.56 N/mm2，安全系數(shù)2.8，平均運(yùn)行應(yīng)力161.39 N/mm2。

5.2 導(dǎo)線和地線主要機(jī)械特性

導(dǎo)線和地線主要機(jī)械特性見表2。

表2 導(dǎo)線和地線機(jī)械特性

5.3 導(dǎo)線和地線防振措施

選擇導(dǎo)線的合適位置和安裝合理重量的防振錘，用來減少微風(fēng)引起導(dǎo)線的疲勞損害。長期以來，傳統(tǒng)防振錘重量重，外型粗笨，無法消除水及冰的沉積，不能控制安裝力度，無法保持恒定力矩，導(dǎo)致防振錘容易產(chǎn)生滑線現(xiàn)象，防振錘一旦發(fā)生位移，將起不到應(yīng)有的防振作用，會最終導(dǎo)致斷線事故的發(fā)生，嚴(yán)重威脅到線路的安全運(yùn)行[5]。

通過比選各類防震錘和其他單位的應(yīng)用效果，并結(jié)合線路建設(shè)使用年限，本遷改工程導(dǎo)、地線全部采用預(yù)絞絲式鋁合金防振錘。

6 桿塔的選擇

本遷改工程采用《全國電網(wǎng)公司輸變電工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要求110（66） kV塔型分冊》1A3中提供的模塊化桿塔，以滿足安全要求。單回路直線塔有：1A3-ZM1、1A3-ZM2、1A3-ZM3、1A3-ZMK、單回路耐張塔有：1A3-J1、1A3-J2、1A3-J3、1A3-J4、1A3-DJ。鐵塔的呼稱高及塔重指標(biāo)見“全線桿塔一覽圖”。

圖1 全線桿塔一覽圖

7 桿塔基礎(chǔ)

7.1 基礎(chǔ)材料

（1）根據(jù)GB 50204《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（2010版）》規(guī)范要求，對于保證水泥的施工質(zhì)量，本遷改工程將其強(qiáng)度等級設(shè)定為C25，墊層和保護(hù)罩設(shè)定為C15。

（2）基礎(chǔ)采用HPB300及HRB400級鋼筋。

（3）角鋼塔構(gòu)件采用熱軋等邊角鋼及鋼板，材質(zhì)有Q345B和Q235B兩種。

（4）角鋼塔地腳螺栓采用35號優(yōu)質(zhì)碳素鋼。

（5）M16、M20和M24的螺栓級別分別為6.8和8.8，而腳釘級別也是6.8，因此在安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)按照“6.8”“8.8”的級別進(jìn)行標(biāo)記。

（6）水泥采用C25級混凝土通用硫酸鹽水泥，強(qiáng)度等級不低于42.5 MPa。

（7）焊劑選擇：Q235鋼使用E43型焊劑，Q345鋼使用E50型焊劑，Q420鋼使用E55型焊劑。在焊接各種鋼的過程中，需要根據(jù)鋼的特性選擇合適的焊劑。

7.2 基礎(chǔ)連接

塔腳板式連接方式基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)保證地腳螺栓就位的精度，避免桿塔組裝困難。

7.3 基礎(chǔ)型式

結(jié)合具體地形地貌、地質(zhì)及荷載特點(diǎn)，本遷改工程采用直柱板式基礎(chǔ)、直柱臺階式基礎(chǔ)。

7.4 基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)的施工應(yīng)遵循GB 50233《110~750 kV架空送電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50202《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》及GB 50204《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（2010版）》中的有關(guān)規(guī)定并滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求。對采用塔腳板連接的基礎(chǔ)型式均澆制混凝土保護(hù)帽，保護(hù)帽高度以包住主材與塔腳板縫隙為準(zhǔn)[6]。

8 地埋電纜

本遷改工程地埋電纜共分2段，自G8電纜終端塔單回電纜下地，向北敷設(shè)至G9電纜上塔，路徑長0.9 km；自G32電纜終端塔單回電纜下地，向南敷設(shè)至G33電纜上塔，路徑長0.5 km。全線位于基本農(nóng)田內(nèi)，周圍無大棚等建、構(gòu)筑物。電纜采用YJLW02-64/110/1×240 mm2單芯電纜，隨電纜敷設(shè)2根24芯GYFTZY地埋光纜，全線無電纜中間接頭。

地埋電纜采用全線混凝土包封，電纜溝深1.7 m，其中墊層0.1m，混凝土包封0.6 m，回填土1 m。鉆過臺韓路及兩側(cè)水溝處采用頂管。全線僅設(shè)置臨時(shí)工井用于敷設(shè)電纜，間隔約100 m，待電纜敷設(shè)完成后采用混凝土包封臨時(shí)工井。

9 廢舊桿塔處置

本遷改工程投入運(yùn)行后，塌陷區(qū)原25號~45號廢舊桿塔不再使用，需要拆除后進(jìn)行處置，鑒于現(xiàn)場部分線路與地方其他單位電力線路相交叉，存在帶電作業(yè)危險(xiǎn)隱患，需協(xié)調(diào)地方相關(guān)單位停電施工，拆除難度較大，因此需要電力專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行拆除。

參照省物價(jià)局《山東省財(cái)政廳關(guān)于規(guī)范資產(chǎn)評估服務(wù)收費(fèi)的通知》的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，和專業(yè)資產(chǎn)評估機(jī)構(gòu)簽訂評估委托合同。根據(jù)評估價(jià)值（評估價(jià)值=可回收廢舊物資的回收價(jià)值×相應(yīng)回收重量-拆除費(fèi)用），遴選有資質(zhì)的電力專業(yè)隊(duì)伍簽訂廢舊桿塔拆除及資產(chǎn)處置協(xié)議，并約定拆除廢舊桿塔及鋼芯鋁絞線、絕緣子、光電復(fù)合光纜、鋁包鋼絞線，并清除鐵塔混凝土基礎(chǔ)，垃圾外運(yùn)，達(dá)到土地復(fù)耕要求。

10 遷改總結(jié)

韓莊泵站110 kV供電線路作為泵站燈泡式貫流泵機(jī)組唯一高壓電力來源，對于能否順利完成上級單位下達(dá)的年度調(diào)水任務(wù)至關(guān)重要。本遷改工程作為新建工程，按照國家的相關(guān)政策，在修建水電站、輸油管道、公路、輸電線路、鐵道、廠房以及其他重大建筑之前，必須向當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)礦產(chǎn)主管部門提交有關(guān)該地區(qū)的地質(zhì)情況報(bào)告，并在項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書報(bào)請批準(zhǔn)時(shí)附上相關(guān)證明文件。根據(jù)《有關(guān)繼續(xù)搞好項(xiàng)目壓覆重點(diǎn)礦業(yè)資源審批管理各項(xiàng)日常工作的通告》，本遷改工程委托專業(yè)地質(zhì)勘察機(jī)構(gòu)院開展全面的壓覆礦業(yè)資源調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估，并獲得當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和規(guī)劃局核發(fā)的建設(shè)工程規(guī)劃許可，完成遷改工程前期工作，后通過遷改路徑多方案比選，組織專家評審，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格履行建設(shè)工程基本建設(shè)程序，通過各方努力，按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)順利完成遷改工程用地征遷、桿塔基礎(chǔ)施工、架線、驗(yàn)收、送電調(diào)試等工作，并對廢舊桿塔進(jìn)行資產(chǎn)評估、拆除處置。

11 結(jié)語

南水北調(diào)東線韓莊泵站110 kV供電線路煤礦采空塌陷區(qū)遷改工程先后跨越勝利渠、周營沙河、農(nóng)村大棚、墳?zāi)?、臺韓路、鉆越35 kV峰山Ⅰ和Ⅱ線、35 kV峰礦線、35 kV文峰至勝達(dá)精密鑄造線等區(qū)域，征地協(xié)調(diào)難度大；施工區(qū)域地下水位較高，施工技術(shù)要求高；施工需在汛前完成，施工時(shí)間緊張。最終經(jīng)過各方的不懈努力，圓滿完成遷改工程的建設(shè)任務(wù)，消除了調(diào)水電力供應(yīng)存在的安全隱患，為泵站的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。