李鶴峰,王以磊,宋 雙
(國核電力規劃設計研究院有限公司,北京 100095)
“一帶一路”是我國在新形勢下制定的重大國家發展倡議,這一倡議既是與“一帶一路”沿線國家合作發展、優勢互補、實現雙贏的戰略,也是實現中華民族偉大復興的重大舉措[1]?!爸邪徒洕呃取笔恰耙粠б宦贰敝卮笙刃邢仍図椖縖2],利用中國標準、中國技術建設的巴基斯坦能源電力項目,不僅給能源短缺的巴基斯坦帶來無限光明,同時也為中國電力企業“走出去”迎來新的機遇。
但巴基斯坦動蕩不安的局勢,錯綜復雜的種族宗教糾紛,加之較為惡劣的自然環境,給我方參建人員帶來巨大挑戰和心理壓力。本文結合巴基斯坦某特高壓輸電線路工程實踐,總結了在巴全周期開展電力勘測設計和管理的經驗,以期指導在巴人員安全高效地開展勘測設計工作。
巴基斯坦某特高壓直流輸電線路工程為“中巴經濟走廊”優先實施項目之一,建成后將極大地改善線路沿線電力負荷不穩的局面,對提高巴基斯坦人民的生活質量,幫助貧困人民快速脫貧致富起到積極的推動作用。同時,對促進“一帶一路”沿線國家合作,加強基礎設施互聯互通具有重要意義。
線路起點位于巴基斯坦默蒂亞里(Matiari)東北約10km處的默蒂亞里換流站,途經信德省和旁遮普省,終點位于拉合爾(Lahore)西南約40km處的拉合爾換流站,自西南向東北走線,總長約878km。筆者所在研究團隊實施項目長度約320km,路徑及走向見圖1,項目所在地位于巴基斯坦東南部,沿線主要穿越農田、沼澤和沙漠區域。

圖1 局部路徑及走向示意圖
輸電線路的勘測設計是一項多學科、多專業相互協調、相互配合的系統工程,是項目立項的主要依據和付諸實施的前提。主要分為可行性研究(可研)、初步設計(初設)、施工圖設計等階段,每個階段任務分工不盡相同,主要流程見第116頁圖2。

圖2 電力勘測設計流程圖
巴基斯坦受一些人文和自然環境因素影響,其基礎設施薄弱。筆者所在勘測設計團隊在各階段科學優化方案,充分利用豐富經驗和先進設備,解決了一系列特定的問題,取得了良好的效果,總結了豐富的境外勘測設計經驗。
本階段主要進行調研和資料收集,并對收集的資料進行深入分析研究,配合設計落實電力路徑外部條件,進行方案比選,特別是結合路徑的具體條件對路徑有異議的因素進行落實處理,確定審查路徑方案。
由于是境外工程,勘測設計人員現場踏勘較為困難,可研階段可以充分借助谷歌地球(Google Earth)高清影像,搜集或購買高分辨率衛星影像,如0.5 m分辨率的World view以及數字高程模型數據、行政區劃等基礎地理信息數據?;谟跋駡D進行路徑大方案比選,結合工程信息數據,搭建三維虛擬現實大場景輔助預選線,最終確定推薦路徑方案,用于航空攝影測量路徑設計,為基礎航片的路徑優化奠定基礎。本階段無需到達境外現場,充分利用好資料數據即可高效完成可研階段的勘測設計相關工作。
本階段主要根據可研路徑審查意見,確定線路工程項目的具體方案,獲取現實性強的航空影像數據,配合設計優化路徑,解決有關設計方案的遺留問題。
對于巴基斯坦相對開闊空曠的先天便利條件,可以使用面陣航空數碼相機(Digital Mapping Camera,DMC)和UltraCamXp WA廣角大幅面數碼航攝儀,結合優化路徑,對全線實施數字航空攝影,獲取現實性更強、精度更高的地表航空影像。利用數字攝影測量系統、Inp h o軟件進行航空影像處理,基于影像數據得到目標大場景中各實體的三維數據,將三維數據生成實體三維立體模型,并將紋理信息融合到三維模型中,建立大場景真三維立體模型,然后融合不良地質帶、保護區、礦區、河流以及規劃區等路徑要素數據,對制約因素進行分析研究,對可研路徑進行詳細優化選線,確定最優的初步設計路徑,對某處影響線路走向的山地進行坡度分析,見圖3。

圖3 坡度分析
本階段作為勘測設計最為關鍵階段,相關勘測設計人員必須到達現場,實地進行數據采集和校測,完成定線、定位、交叉跨越、房屋調查等測量工作,為上游專業提供真實可靠的基礎地理信息數據,施工圖勘測設計主要內容及工作流程見圖4。

圖4 施工圖勘測設計階段主要內容及工作流程
3.3.1 勘測外業
巴基斯坦外業勘測設計面臨的風險和問題復雜多樣:安全形勢嚴峻,交通出行不便,高溫酷熱環境等。在盡量減少外業暴露的情況下,需根據當地實際情況,不斷優化升級勘測設計方案。勘測設計團隊研究了“起點及轉角基線固定,終點及直線桿塔微調”的一次終勘定位模式,大大減少了改線的頻次。
外業路徑落實時,北斗衛星導航系統已覆蓋全球[3],優先利用兼容該系統的先進全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System,GNSS)測繪儀器,根據內業選線確定的轉角坐標,結合實地地形地貌確定轉角位置,大大提高了現場定位精度和工作效率。當現場實際情況有所不同導致路徑方案調整較大偏離航帶,可以利用小型無人機、機載激光雷達等先進技術,進行局部低空無人航空攝影,獲取詳細的影像數據、點云數據,優先利用內業進行路徑的優化和勘測基礎數據的提取,減少勘測人員外業暴露的風險,同時可以達到線路路徑更優、經濟性更好、勘測設計人員勞動強度更低的目的。
另外,外業過程中,勘測人員可以充分利用奧維互動地圖進行目的道路的安全規劃、塔位的導航定位、工程車輛的調度、外業勘測工作計劃制定的輔助等,開放公共資源的有效利用,大大提高勘測設計效率。
3.3.2 勘測內業
內業時為提高工作效率,可研綜合應用Pleiades、Googleearth衛星影像,融合數字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)數據,采用多源數據輔助路徑優化;利用高分辨率航空帶狀影像,制作DEM、數字正射影像圖(Digital Orthophoto Map,DOM)應用于勘測選定線測量;利用超低空數字近景攝影測量,獲取真彩色、大比例尺、現勢性強的影像數據,輔助塔基測量及林木、房屋調查;對于繁瑣的坐標輸入以及塔基斷面成圖、地形數據采集等可以標準化的工作,根據需要開發相應的小軟件,極大地提高了外業勘測效率。
爭取保證勘測內業與外業同步一體化,在進行外業勘測的同時,采用“互聯網+智能移動終端”的方式進行數據采集和調查,開發必要的應用終端,如房屋調查和林木調查中的影像信息、屬性信息采集;交叉跨越測量中的數據記錄等,直接在外業工作時將勘測數據信息電子化,實現高效的內外業一體化作業。
鑒于巴基斯坦堪憂的安全形勢[4],在巴開展勘測設計時,首先要做好自身安全防護,駐地的選擇要安全可靠,可以根據需要選擇配備完善安保的酒店賓館或租住在相對較安全的別墅區域,增設必要的門禁、監控及警報系統,同時雇傭巴方專業的安全保衛團隊,提供24 h安全保衛服務。另外要時刻關注中國駐巴使館信息,完善危險預警機制,一旦出現安全風險,及時和駐巴大使館聯系。
巴基斯坦官方語言為烏爾都語和英語,但當地英語普及受到一定的限制[5]。在巴現場勘測設計中,優先聘請專業的巴方聯絡員作為溝通交流的紐帶。一是巴方聯絡員不僅精通烏爾都語和英語,而且得益于中巴友誼不斷深化,越來越多的聯絡員可以用簡單的中文進行日常交流,極大地方便了勘測人員在巴的工作和生活;二是聯絡員不單單作為翻譯官,還作為勘測設計工作的聯絡官,跟隨外業勘測隊伍,對勘測設計工作中遇到的問題,代表勘測設計方與電力公司等有關方進行溝通協調;三是聯絡員還可負責勘測設計隊員的日常生活物資采購,減少勘測設計人員外出暴露的頻次,從而有效降低其接觸危險的可能性。
巴基斯坦炎熱干燥,降雨稀少,特別是信德和俾路支兩省有大面積的沙漠,每年的6—7月該地區午間氣溫可達50℃以上。因此,外業勘測設計需要合理規劃時間,采用“錯時錯溫”的工作方式,避開高溫時段,充分利用早晨和上午開展勘測工作,當現場氣溫升至39℃以上時,應及時停止作業。根據每日測區進度位置,提前估算路途耗時,倒推第二天出發時間。該種方式還可以保證下午有充足的補充睡眠和整理資料時間,達到一舉多得的效果。
本文基于“中巴經濟走廊”重點實施的某輸電線路工程,簡要總結了在勘測設計期間的經驗,指導在巴人員安全高效開展勘測設計工作。
鑒于巴基斯坦特殊的國情,工程現場勘測設計的組織和實施面臨的問題多樣且復雜,境外工程注定需要付出更多的艱辛和汗水。由于受到工程地理位置的局限,經驗總結還不夠全面,僅為其他境外工程勘測設計工作提供一定的借鑒依據。