西藏高海拔地區運輸超大型變壓器的難點探討

羅日朗,蔡偉龍, 李功平,蔣小廣,楊精剛

(1.南方電網供應鏈科技(廣東)有限公司，廣東 廣州 510630；2.中特物流有限公司，北京 100070)

1 引言

西藏清潔能源資源豐富，是國家“西電東送”接續能源基地。能源輸出的關鍵設備是變壓器，變壓器運輸重量最大可以達到350噸左右。如何將不同電壓等級變壓器運輸至西藏地區，成為西藏地區能源送出工程建設的制約因素。西藏地區遠離國內主要的變壓器生產廠家，比如沈陽變壓器廠距離西藏的公路運輸距離超過3000千米。如何將這些大型變壓器運輸到西藏地區，成為建設者需要重點關注的問題。西藏地區周邊的川西地區、青藏地區、滇藏地區都是高海拔地區，這些高海拔運輸線路給大型設備運輸帶來了極大的挑戰。

2 西藏地區高海拔地理特征

西藏位于青藏高原西南部，地處北緯26°50′～36°53′，東經78°25′～99°06′，平均海拔4000米以上，素有“世界屋脊”之稱。根據國際慣例，高海拔地區分類標準如表1所示。

表1 國際慣例高海拔地區分類

根據大量統計，生活在低海拔的人一般在海拔1500米以下感覺基本正常，沒有明顯反應；正常身體人到達1500～3500米，如果有合理的海拔階梯和充裕的時間，能夠逐步適應；正常身體人超過5500米后，無論多少時間都無法完全適應。西藏地區高海拔有以下顯著特征。

2.1 高海拔地區含氧量大幅度降低

隨著海拔增高、氣壓降低、空氣密度減小，每立方米空氣中的氧氣含量逐漸遞減。根據大量統計，海拔高度與含氧量關系如表2所示。

表2 海拔高度與含氧量關系

從表2可以看出，與海拔1000米(含氧量18.5%)相比，海拔4000米(含氧量12.7%)降低了32%。含氧量降低，對人員、車輛、安全等帶來了極大的挑戰。

2.2 寒冷時間長

藏北高原為典型的大陸性氣候，年平均氣溫0℃以下，冰凍期長達半年。7月溫度不超過10℃，6—8月較溫暖，雨季多夜雨，冬春多大風。漫長的寒冬季節，給大件運輸帶來了嚴峻的挑戰。

3 高海拔地區對超大型變壓器運輸的影響

高海拔地區空氣中的含氧量大幅度降低，由于車輛和人員都需要充足的氧氣才能保證正常狀態，超低含氧量給變壓器運輸帶來了極為不利的影響。

3.1 運輸人員勞動能力下降嚴重

大型變壓器運輸施工人員包括駕駛員、液壓平板車操作人員、排除人員、后勤保障人員等合計20多人。根據氣象觀測資料，在海拔4000米左右時，氣壓隨高度遞減；人體心臟負荷也隨之增加，心跳加快，人的體力耐力大幅度降低。結合藏中聯網工程實踐，海拔4000米左右時，人體勞動能力比平原地區要下降40%左右。

施工人員在缺氧狀態下，普遍的表現有：頭痛、胸悶、氣短、干咳、乏力、嘔吐、失眠、微燒等癥狀；有的人還會因空氣干燥而出現皮膚粗糙、嘴唇干裂、鼻孔出血等；嚴重者會出現感覺遲鈍、情緒不寧、精神亢奮、思考力、記憶力減退、聽視嗅味覺異常、產生幻覺等。高原反應一般發生在到達高海拔6～12小時后，情況嚴重的恢復時間可達2周以上。不同人員身體素質不同，高原反應癥狀也有較大差異。

3.2 車輛牽引力大幅度下降

重型牽引車普遍采用柴油發動機。空氣密度隨著海拔變化，進入發動機氣缸內的空氣量也發生變化。根據相關測試及以往項目執行的經驗表明，海拔每升高1000米，內燃機動力平均下降9%～11%，油耗增加6%左右。在海拔4000米左右時，運輸機械功率損失達25%～30%。在此條件下，變壓器要通過海拔超過4000米的山區道路，必須增加牽引車輛。山區道路特點是坡度大、彎道急、拓寬難度大，對本工程超重大件運輸牽引帶來極大挑戰。超高海拔牽引力的計算，不但要考慮高海拔帶來的牽引力下降，還需要結合彎道考慮牽引力的減少。因此，牽引力計算和牽引車數量的確定是一個復雜的過程。

3.3 橋梁承載能力不足

變壓器裝車后，車貨總重最多達到數百噸以上，沿途部分橋梁不滿足本工程超重大件公路運輸需要，需采取檢測、加固措施。由于高原施工困難，冬季時間長，也造成了橋梁檢測和加固時間延長。部分項目在冬季時將無法施工。

3.4 旅游線路車流量大

西藏地區是世界著名的旅游線路，每年6—9月，國內大量的自駕游車輛聚集西藏各地區。大件運輸車輛寬度為5米，幾乎占滿了全部路面，而且大件運輸車輛在山區道路運輸速度平均10千米/小時，長距離的山區道路給當地旅游帶來了極大的影響。因此需要建設臨時錯車點和過夜停靠點，減少對社會普通車輛通行的影響。錯車點建設需要結合地形和車流量選擇。

3.5 后勤補給困難

高海拔山區道路加油站相對比較少。尤其是寒冷季節，部分加油站季節性關閉。雨雪天運輸時，大件運輸參與車輛多，耗油量大幅度增加，因此承運單位需要與附近加油站達成合作，采用專門車輛配送柴油。秋冬季運輸時采用-35號柴油。

3.6 施工成本大幅度增加

施工人員數量增加、施工困難造成作業時間增加、高原施工保護增多等因素，造成了施工成本大幅度增加。另外，施工人員高原補貼費也有較大幅度增加。以上各項費用的增加，造成了工程整體施工費的大幅度增長。

3.7 運輸線路天氣變化多，冰雪路面距離長

高海拔地區氣候類型多樣，同日內可以多次體會雨、雪、霧、陰、晴等氣候。在雨雪天氣，路面的摩擦力下降。因此需要采取融雪措施，并增加牽引車數量，增大重大件運輸的牽引力。

根據以上分析，高海拔的條件下，由于低溫、缺氧、冰雪路面給超大型變壓器運輸帶來了極大挑戰。必須提前謀劃，留足惡劣天氣不能運輸時間，才能確保工程的順利投運。

4 高海拔運輸變壓器應對措施

針對高海拔運輸的不利因素，西藏地區運輸大型變壓器需要采取下列應對措施。

4.1 采取多種措施應對施工人員的高原反應

為減少施工人員高原反應，采用了下列應對措施：

(1)增加施工人員數量。以芒康變電站大件運輸項目為例，中特物流安排26名技術人員參加該項目。經過體檢及高原初步適應后，最終剩下20名技術人員最終完成本工程，占體檢總人數的77%。每個技術人員在西藏的停留時間合計約為70天。

卸車就位環節，作業人數增加1倍。一些道木、油頂和鋼軌等設施需要人工搬運，低海拔地區1個人就可以完成的工作，到達高原后需要2～3人合作才能完成。

(2)提前進行適應性鍛煉。技術人員平常生活在海拔2000米以下地區。人員到達高海拔后，第一天反應不明顯，從第二天開始，陸續出現頭痛、失眠、食欲減退、疲倦、呼吸困難等。頭痛是最常見的癥狀，常為前額和雙顳部跳痛，夜間或早晨起床時疼痛加重。

為減少高原反應，技術人員提前到達高海拔地區進行適應性鍛煉。公司安排施工人員住進條件好的酒店，白天進行輕松的娛樂活動、慢走、服用抗高原反應藥物，晚上按時休息，減少高原反應帶來的痛苦。如果在經過連續一周休息后仍然出現發燒、嘔吐等反應癥狀，應馬上采取吸氧等緊急措施，坐飛機離開高海拔地區返回平原。

(3)運輸過程中服用抗高原反應藥物。運輸過程中，駕駛員經常出現頭暈和反應遲鈍現象。比如：常常是眼看到危險情況，但思維和行動跟不上，多次出現險情。為解決這一問題，要求每個駕駛員服用抗高原反應藥物，同時要求駕駛員晚上10點休息，白天10點以后發動車輛開始運輸。

4.2 高海拔條件下，運輸車輛的動力減少，但耗油量大幅度增加

根據以往運輸時間，140噸變壓器利用2縱列10軸線液壓平板車裝載，車貨總重約170噸。在低海拔地區1臺600馬力的牽引車就能牽引140噸變壓器爬上8%縱坡，但在高海拔地區，每臺140噸變壓器運輸，一般都需要2臺600馬力以上牽引車完成。在一些埡口路段，為解決動力不足問題，需要拔掉牽引車空氣感應塞，才能確保發動機持續工作。根據大量統計，在海拔3500～4000米條件下，發動機功率下降約20%以上。冬季時下降的更多。

為解決油耗增加問題，承運單位需要與沿途的加油站簽訂供油協議，大件運輸車輛經過指定加油站時，無論油箱中油量多少，都重新加滿后再出發。

4.3 川藏線和滇藏線是高原旅游線路，保通工程不容忽視

川藏公路和滇藏公路是我國最美的旅游線路。每年夏季，都有幾十萬游客駕車旅游，為減少對游客影響，采取了下列措施：①提前發布大件運輸通告，告知旅客注意避讓和等待；②在一些旅游車流量大的路段修建臨時停靠點，避讓社會普通車輛；③加大交通協調力度，確保不發生長時間擁堵，不影響居民出行。

5 超大型變壓器運輸建議

西藏地區遠離變壓器生產廠家，尤其運輸線路需要經過長距離高海拔地區。根據以上分析，提出如下建議。

5.1 充分發揮鐵路運輸優勢

鐵路運輸具有運量大、運輸受到外界干擾小、參與運輸人員少、安全可靠等特點，適合西藏地區大片無人區運輸。目前，青藏鐵路具備很好的運輸條件；川藏和滇藏鐵路正在修建中，未來也具備很好的運輸條件。

5.2 選用多種運輸車型聯合運輸

西藏地區有山區道路、城區道路和一級公路，可結合道路條件，選用多種運輸車型聯合運輸，減少道路整改。高海拔山區道路特點：彎多、坡急、牽引力下降等，結合本工程變壓器運輸參數，可選用多軸線液壓平板車運輸。一級公路和城區道路特點：硬性空障多(比如立交橋、管廊等)、轉彎半徑相對較大等，可選用橋式車組運輸。

5.3 考慮高原運輸特點的實際，增加運輸環節作業費

西藏地區施工人員大幅度增加、施工機械增加、運輸時間長、人員補助增加、往返交通費增加等各種因素導致運輸成本大幅度增加。因此，業主方也需要結合運輸實際增加運輸費。

5.4 建立施工人員高原反應應急機制和長效管理機制

高海拔地區運輸變壓器時間長，施工人員多，承運單位要建立完整的高原反應應急機制和長效管理機制，保證施工人員正常施工水平的發揮。比如在川西和西藏地區培訓專業的技術人員等。