皖中長江大跨越拆線施工技術(shù)分析

文/冀文彬、孫淼、孫寒非 安徽送變電工程有限公司 安徽合肥 230001

1、項(xiàng)目介紹

220kV 皖中長江大跨越段于 1958年開工建設(shè)，1960年建成投入運(yùn)行，南岸跨越塔位于東梁山頂全高 114m（其中塔筒高 99.0m），北岸跨越塔位于長江北岸聶莊村長江大堤外全高 116m（其中塔筒高 101.0m），為我國首批 220kV 大跨越塔。

在地市公司間的220 千伏環(huán)網(wǎng)解裂后，皖中大跨越一直處于退役狀態(tài)。由于服役超過50年，其設(shè)備狀況存在諸多安全隱患，尤其是二基跨越塔混凝土塔身的風(fēng)化及南跨越塔基礎(chǔ)出現(xiàn)的沉降，更是重大的安全隱患。

2、工程主要難點(diǎn)

皖中長江大跨越投運(yùn)近60年，設(shè)備老化嚴(yán)重，存在諸多安全隱患；大跨越拆線施工與架線施工不同，目前尚無成熟施工經(jīng)驗(yàn)、工藝可借鑒；長江封航時(shí)間每日僅有4 小時(shí)，在規(guī)定封航時(shí)間內(nèi)至少需要完成1 根導(dǎo)線/地線拆除施工；導(dǎo)線回收過程中需要考慮江水對(duì)導(dǎo)線作用產(chǎn)生的橫線路方向的沖擊。這些都給大跨線路拆除施工帶來前所未有的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

3、技術(shù)原理

3.1 總體設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目使用非張力方式墊船法來進(jìn)行導(dǎo)地線拆除，達(dá)到降低施工風(fēng)險(xiǎn)的目的；通過給定船只經(jīng)緯度坐標(biāo)，施工船利用GPS 實(shí)現(xiàn)就位的方法將就位時(shí)間控制在30 分鐘以內(nèi)，給舊線拆除回收留下充足時(shí)間。

3.2 分析思路

1）對(duì)于皖中長江大跨越若采用張力回收舊線的方式，導(dǎo)線落至江面時(shí)水平張力達(dá)到100kN以上，需要大噸位張力車長時(shí)間反張作業(yè)，對(duì)機(jī)械設(shè)備要求較高，存在設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)；回收過程用時(shí)較長，無法在封航的4 小時(shí)以內(nèi)完成。為此采用非張力方式墊船法完成舊線拆除，在江面布置船只，將導(dǎo)地線落至江面船上，完成回收。

2）皖中大跨越導(dǎo)地線拆除需對(duì)長江航道實(shí)施封航，與海事部門溝通每日可封航4 小時(shí)。施工時(shí)，船只需按照統(tǒng)一間距排布在拆除線路下方，用以承托導(dǎo)地線。但拆線施工需使用6 艘船舶整齊排于江面，統(tǒng)一調(diào)度復(fù)雜，預(yù)計(jì)時(shí)間在90 分鐘，無法在剩余時(shí)間內(nèi)完成舊線回收，影響通航。本項(xiàng)目首次采用經(jīng)緯度坐標(biāo)法，船只根據(jù)坐標(biāo)利用GPS 迅速完成就位。

3.3 實(shí)施方案

1）為了解決張力方式回收舊線風(fēng)險(xiǎn)難以控制的問題，創(chuàng)新性的使用非張力方式墊船法完成舊線拆除。根據(jù)施工段江面寬度在江面安排多艘船舶，并與海事部門聯(lián)系，確認(rèn)拆線水域水深數(shù)據(jù)，根據(jù)水深選擇施工船只型號(hào)。施工時(shí)，在北岸進(jìn)行松線作業(yè)，江面導(dǎo)線落至船上，在北岸完成開斷后，南岸回收舊線。

2）對(duì)于施工船就位時(shí)間長的問題，首次使用經(jīng)緯度坐標(biāo)定位法完成就位。通過在現(xiàn)場(chǎng)南北岸跨塔懸垂串正下方采集坐標(biāo)，利用奧維地圖測(cè)距功能間隔150m 布設(shè)船只，將船只經(jīng)緯度坐標(biāo)導(dǎo)出；在施工前，在拆線段江面進(jìn)行多次試錨，船只利用GPS 根據(jù)所給坐標(biāo)進(jìn)行就位，討論總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行調(diào)整，在整個(gè)拆線施工中應(yīng)用。

3.4 實(shí)施步驟

3.4.1 前期調(diào)查

1）皖中長江大跨越長江北岸跨越位置位于馬鞍山市和縣西梁山鎮(zhèn)聶莊西南、西梁山北側(cè)約1000m 處，長江南岸跨越位置位于蕪湖市鳩江區(qū)天門山風(fēng)景區(qū)東梁山，跨越檔長約1410m，南岸導(dǎo)線錨塔與南岸跨越塔檔距約484m，北岸導(dǎo)線錨塔與北岸跨越塔檔距約472m，整個(gè)跨越耐張段長約2365m。

2）跨越處為長江主航道，北岸側(cè)為上行航道，南岸側(cè)為下行航道。通行船只較多，主要為貨運(yùn)航只。正常水位時(shí)，跨越處江面寬度約975m，，水深約40m，水流速度近4m/s。

3.4.2 受力分析計(jì)算及模擬

1）通過查閱設(shè)計(jì)資料，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)弧垂，采用懸鏈線法對(duì)導(dǎo)地線張力進(jìn)行計(jì)算。

?

2）使用CAD 進(jìn)行模擬，得到：當(dāng)導(dǎo)線落于船上時(shí)下導(dǎo)線水平張力由102kN 降至28kN，上相導(dǎo)線水平張力由108kN 降至25kN，地線水平張力由20.8kN 降至6.5kN。

3.4.3 船只型號(hào)、經(jīng)緯度確定

1）通過咨詢海事部門及有經(jīng)驗(yàn)的船長，項(xiàng)目組最終決定墊船選用為2000t 級(jí)，沿江面共布置6 艘，間隔150m 排開。

2）在南北岸跨塔懸垂串正下方采集坐標(biāo)，并在奧維地圖上進(jìn)行標(biāo)記；利用奧維地圖測(cè)距功能連接南北岸坐標(biāo)，根據(jù)江面寬度間隔150 米平均布設(shè)船只，將船只經(jīng)緯度坐標(biāo)以度分格式導(dǎo)出。

?

3.4.4 船只試錨

在施工前，根據(jù)所得坐標(biāo)進(jìn)行多次試錨。試錨發(fā)現(xiàn)所給坐標(biāo)位置與就位位置有偏差，原因是：國內(nèi)經(jīng)緯度坐標(biāo)在通過軟件導(dǎo)出時(shí)自動(dòng)添加偏移，造成導(dǎo)出的經(jīng)緯度坐標(biāo)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際定位偏差約300 米。小組成員經(jīng)過查詢資料，將導(dǎo)出格式設(shè)置為無偏移的txt 格式，進(jìn)行了第二次試錨，第二次坐標(biāo)調(diào)整后，船只定位準(zhǔn)確。

3.4.5 實(shí)施應(yīng)用

總結(jié)試錨經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用于整個(gè)工程。施工時(shí)，6艘船只全部按照坐標(biāo)就位；北岸松線場(chǎng)不斷松線，舊線落至船面上；在北岸錨線點(diǎn)開斷舊線，南岸張力機(jī)收線，北跨塔錨線點(diǎn)至松線場(chǎng)間的導(dǎo)線在錨線點(diǎn)開斷系繩后與南岸收線同步進(jìn)行；江中導(dǎo)線回收完畢后，施工駁船立即撤離，即可恢復(fù)通航。

結(jié)語：

目前國內(nèi)外對(duì)于長江大跨越線路施工方面，主要為架線施工，對(duì)于拆線施工尚無成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。本項(xiàng)目使用的以經(jīng)緯度坐標(biāo)快速就位船只，墊船承托導(dǎo)地線的方法，在國內(nèi)外尚屬首次。項(xiàng)目的成功應(yīng)用，將施工船就位時(shí)間由原定的90分鐘縮短到30 分鐘，整個(gè)工期由原定8 天縮短至5 天，提高了施工效率和安全性，具有國內(nèi)領(lǐng)先水平，并為長江大跨越線路拆除施工積累了經(jīng)驗(yàn)，奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。