山地光伏承臺式大跨度纜索電纜敷設探索研究

董忠紅 趙 陽

（中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司）

0 引言

目前，國內(nèi)外大型并網(wǎng)光伏電站主要建設在太陽能資源豐富、非育林育農(nóng)育牧或可耕種，但自然條件惡劣、產(chǎn)出較低的土地（屬性以戈壁灘、沙漠、荒漠、半荒漠、海邊灘涂等為主）上。隨著光伏電站裝機容量不斷增加，光照條件好、地勢平坦、建設條件較好的土地資源日趨減少，荒山、荒坡等建設條件次之的土地逐漸成為重要光伏電站建設資源，“山地光伏電站”將成為未來重要的光伏電站模式之一。

大唐楊舒復合型光伏發(fā)電項目根據(jù)陜北地勢特點及施工現(xiàn)場實際，制定了有針對性的施工方案，通過現(xiàn)場實施中的不斷修訂、完善，總結(jié)形成了陜北復雜山地光伏項目纜索電纜敷設施工方案。目前電站已調(diào)試運行，承臺纜索電纜使用安全可靠。

1 特點

（1）成功解決了國內(nèi)陜北復雜山地光伏項目電纜敷設距離長，纜索電纜敷設施工問題，為今后同類型山地光伏發(fā)電項目提供了借鑒意義。

（2）采用承臺式架空絕緣電纜可以大大降低山地物資運輸困難。從而提高了施工效率，提高了施工的安全系數(shù)。

（3）由于山地光伏電站可用于布置光伏組件的資源十分有限，且考慮水土保護等因素，減少地表破壞。

2 適用范圍

適用于復雜濕陷性山地光伏發(fā)電項目電纜跨越，特別是針對日益發(fā)展的山地光伏發(fā)電項目具有極大參考價值。

3 工藝原理

山地承臺纜索電纜敷設是由預埋在混凝土承臺樁上的埋件通過金具與120m鋼索相連，安裝電纜卡扣和輔助滑輪安裝，再通過電纜牽引繩對電纜跨越敷設，極大的縮短了施工工期。

4 施工工藝流程及操作要點

圖1 施工工藝流程及操作要點

5 施工流程

5.1 施工前準備

（1）人員配置：施工人員數(shù)量根據(jù)施工進度投入。

（2）機械設備配置：電纜絞磨機、鋼筋彎曲機、鋼筋切斷機、鋼筋調(diào)直機、汽車吊、電焊機、振動棒、發(fā)電機組等按需求投入，安全操作規(guī)程張貼醒目；GPS（RTK）、水準儀儀器設施均在標定有效期內(nèi)，配備鋼卷尺、塔尺、數(shù)顯水平尺及混凝土標準試模。

（3）材料準備：核對現(xiàn)場施工材料是否滿足要求，查驗質(zhì)量證明文件；材料堆放整齊，現(xiàn)場懸掛材料標識牌；

（4）技術(shù)準備：圖紙會審、安全技術(shù)交底，施工方案審批。

5.2 測量放線

按照設計電纜跨溝承臺基礎(chǔ)樁位布置圖用GPS（RTK）測量放樣定位樁，水準儀輔助校核邊樁控制高程。不得隨意變更承臺基礎(chǔ)位置；因地形、征地等原因確需變更時，要征得設計同意。

5.3 鉆孔

（1）鉆孔時施工單位必須采取有效措施，充分保證土體邊坡的穩(wěn)定和施工人員的安全。

（2）鉆孔時應注意地質(zhì)情況，若與設計不符或出現(xiàn)異常及其它不良地質(zhì)現(xiàn)象時，應及時通知監(jiān)理和設計單位，以便進行地基處理。

（3）鉆機就位位置場地平整密實，施工作業(yè)過程中保持鉆頭垂直，成孔后緩慢拔出，防止因鉆頭晃動引起孔徑擴大，達到設計深度后，保護好孔口。

5.4 驗孔

引孔施工記錄資料完整，自檢的孔深為7.1m、孔徑1.02m、垂直度偏差為2cm符合設計及驗收規(guī)范要求，向監(jiān)理提交成孔報驗申請表，由其組織現(xiàn)場驗收。

5.5 加工、安裝鋼筋

（1）在加工廠制作完成后運抵現(xiàn)場，主筋接頭相互錯開，雙層雙向配筋，鋼筋連接主筋采用焊接的方式、箍筋采用綁扎的方式。

（2）保護層墊塊放置位置符合要求。

5.6 樁基混凝土澆筑

（1）成孔質(zhì)量檢查合格后，應盡快灌注混凝土；混凝土應連續(xù)灌注，邊灌注邊振搗，振搗器不觸碰鋼筋籠；中途澆筑間歇時間不應超過1h，防止初凝，以確保樁身完整性。

（2）用于施工質(zhì)量控制的混凝土試塊應在澆筑地點隨機取樣，每澆筑不超過100m3同配合比的混凝土，應留置兩組，每組3塊，其中一組為同條件養(yǎng)護試塊。

（3）建立混凝土澆筑臺賬、試塊檢驗臺賬。

5.7 承載力和完整性檢測

（1）基樁施工完成后應組織有資質(zhì)的檢測單位編制試樁方案、確定檢測方法，主要依據(jù)《JGJ106-2014建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》要求進行單樁承載力和樁身完整性檢測。

（2）施工質(zhì)量有疑問的樁、局部地質(zhì)條件出現(xiàn)異常的樁應作為增加的檢測樁位，具體參照相關(guān)規(guī)范進行。

5.8 養(yǎng)護

（1）混凝土澆筑完畢后，應及時采取薄膜覆蓋、灑水保濕、噴涂養(yǎng)護劑等有效的養(yǎng)護措施。

（2）混凝土的冬期施工應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ/T104的相關(guān)規(guī)定。

（3）側(cè)模在混凝土強度能保證構(gòu)件表面及棱角不因拆除模板而受損壞后方可拆除；底模應在同條件養(yǎng)護試塊強度達到75%以上時方可拆除。

5.9 牽引繩安裝

（1）開始牽引繩安裝時承臺混凝土強度必須達到設計強度的100%方可進行安裝。

（2）牽引繩安裝可根據(jù)現(xiàn)場實際地形和施工條件選擇采用人工牽引或借用無人機等輔助設備進行安裝。

（3）牽引繩必須堅實耐用，規(guī)格采用直徑為16mm、破斷力為21.53t，被牽引鋼絞線采用GJ-150型、長度150m、線重為1272kg/km，被牽引鋼絞線重量為190Kg，牽引繩牽引力滿足被牽引鋼絞線要求。

5.10 鋼絞線安裝

（1）鋼絞線的抽檢檢驗應在監(jiān)理單位的見證下嚴格按照按GB/T 17505的規(guī)定進行取樣送檢。

（2）鋼絞線長度下料應嚴格按照施工設計工藝要求進行，鋼絞線下料切割的時候得用砂輪鋸進行切割，注意切頭把持平整，不能采用焊切工藝，下料以后根據(jù)施工要求需要及時地對鋼絞線切頭進行扎實捆綁，以免散亂。

（3）鋼絞線安裝按鋼絞線最大張力計算弧垂距離為6m。

（4）鋼絞線與基礎(chǔ)預埋件固定輔材全部應是熱鍍鋅配件，楔形線夾和U型掛環(huán)的選擇按照設計要求型號配置，確保安全性。

5.11 電纜卡扣和輔助滑輪安裝

（1）電纜卡扣和滑輪安裝涉及高空作業(yè)，操作人員應持證上崗，安全防護裝置正確佩戴，防護到位，安全交底資料完善。

（2）電纜卡扣安裝2m間距進行安裝，根據(jù)跨越長度均勻分配，保證受力平穩(wěn)?；啺惭b為了保證敷設電纜的流暢性，宜按照2-3m/個進行安裝，滑輪在鋼絞線上需進行臨時固定。

（3）操作人員需依靠“電力施工鋼絞線高空吊椅”作輔助在鋼絞線上行走，從而完成電纜卡扣和輔助滑輪的安裝工作。

5.12 電纜牽引繩安裝

（1）正式敷設電纜前需將尼龍牽引繩更換為鋼絲牽引繩，牽引繩型號規(guī)格選用鋼絲繩的直徑是17.5mm，最大抗拉強度2057Mра，最小抗拉強度1777Mра。

（2）牽引繩需貫穿每個滑輪。

5.13 電纜敷設安裝

（1）電纜敷設需借用絞磨機進行牽引、先放置在單側(cè)承臺處將跨越段電纜牽引完成后再將絞磨機移至箱變處完成牽引，鋼絲網(wǎng)套套在電纜端部使用鋼絲繩牽引，牽引電纜時電纜網(wǎng)套與鋼絲繩間必須加裝防捻器。

（2）機動絞磨進入施工現(xiàn)場作業(yè)時，應先埋設好用于錨固機動絞磨的地錨，機動絞磨的安放位置除與受力方向垂直以外，還應注意避免放置在凹處。

（3）將機動絞磨的兩個錨固點用鋼繩連接后錨在地錨上，連接鋼繩的長度須大于兩倍連接點間的距離，且連接應牢固可靠，采用鎖扣鎖住防止鋼繩串動。

（4）作業(yè)前應對機動絞磨的受力情況進行預拉調(diào)整，調(diào)整的目的是保證整個絞磨系統(tǒng)受力點正確并充分受力，保證絞磨的受力方向正確不發(fā)生絞磨歪斜，保證絞磨不受上揚力或不發(fā)生絞磨被磨繩抬起的情況。

（5）當天初次作業(yè)前應先對機動絞磨的發(fā)動機進行預熱，預熱時間不得低于3min。

（6）磨繩必須按如下方式纏繞在絞磨磨心上：面向受力方向，磨繩從磨心的外測（即磨芯的小頭）下方進入，從磨心的內(nèi)側(cè)（即大頭）下方卷出，即外進內(nèi)出。

（7）磨繩在磨芯上纏繞的圈數(shù)依繩子的粗細和受力的大小不同可做適當?shù)恼{(diào)整，但在任何情況下均不得少于5圈；磨繩饒好后方可關(guān)閉磨心鎖扣，并用扳手擰緊固定螺栓。

（8）機動絞磨的操作人員在工作時應精力集中，注意指揮人員的指揮口令或手勢，服從指揮人員的指揮，操作時不得使用半聯(lián)動的方式，且動作應干脆利落；在磨繩上還有力量的時候，不得使用空檔人工溜放的方式松磨繩；只有當磨繩全部沒有附著在磨心上時，才能打開磨心鎖扣拆除磨繩。

（9）收尾繩的施工人員不得少于3人，當磨繩上的油脂較多時，應適當增加人數(shù)；當出現(xiàn)施工人員拉不住尾繩的情況時，不得強行牽引；在磨繩已受力的情況下，無論受力大小都必須時刻拉緊尾繩，并且應站在離磨芯出口處1m以外磨繩的外側(cè)，沒有卷繩時不得用腳踩在磨繩上代替手拉磨繩；當使用倒擋松繩時，必須注意磨繩進入磨心的方向，注意不要被松回的磨繩纏住手腳。

（10）在沒有得到指揮人員的指令，或?qū)χ笓]人員的指令不理解、不清晰的情況下，操作人員不得進行操作；操作人員應隨時觀察發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀況，注意絞磨的工作情況，注意絞磨及磨繩的受力情況，當出現(xiàn)任何異常情況時，應首先立即停止作業(yè)，再向指揮人員報告。

（11）磨繩在通過磨心時，不得背股或相互纏繞；當出現(xiàn)背股或相互纏繞的情況時，必須停止工作，消除背股或相互纏繞的情況；故障未排除之前，不得強行牽引；絞磨在正常工作時，人員應離開絞磨磨心處，避免人員手指和衣服。

5.14 電纜卡扣固定及滑輪拆卸

（1）電纜卡扣按照2m間距對電纜進行固定，為防止卡扣長時間對電纜外皮造成破壞，宜在卡扣處加墊膠皮作為防護。

（2）操作人員固定電纜同時依次將滑輪拆卸。

圖2 跨越形式立面布置圖

6 結(jié)束語

承臺大跨度纜索電纜敷設相較于常規(guī)直埋電纜敷設有以下2點優(yōu)勢，第一承臺大跨度纜索電纜敷設不受支架、組件安裝工序的影響，可在已完成支架、組件安裝的光伏場區(qū)進行施工，減少機械使用，縮短工期，節(jié)省人工費；第二該接電纜敷設方法所需電纜相較于直埋路線大幅度減少電纜使用，從而大大節(jié)省了材料費成本。