孫德新,程利軍
(湖北省輸變電工程公司,武漢市,430063)
輸電線路張力放線施工時(shí),高山大嶺、地形復(fù)雜區(qū)域的張力場(chǎng)及牽引場(chǎng)設(shè)置一直是難題之一。因牽引場(chǎng)設(shè)置相對(duì)較為靈活,故在場(chǎng)地選擇困難時(shí),較多采用大轉(zhuǎn)向方式設(shè)置牽引場(chǎng)[1],該大轉(zhuǎn)向方式的實(shí)質(zhì)是將牽引場(chǎng)外延至有條件的場(chǎng)地設(shè)置。當(dāng)?shù)匦螚l件更加惡劣時(shí),可以選擇環(huán)形牽引的方式[2-4]。同時(shí),為提高施工效率,采取適宜的引繩展放方式并優(yōu)化引繩展放流程亦是技術(shù)人員所關(guān)注的熱點(diǎn)[5-8]。
三峽地下電站—荊門換流站500kV線路工程中的黑巖子長(zhǎng)江大跨越[9],采用了“耐-直-耐”的跨越方式,耐張段長(zhǎng)1.827 km,跨越檔跨距1.6 km,鐵塔為雙回路鼓型桿塔。本工程跨越處位于三峽大壩上游11 km,山勢(shì)陡峭,塔基周圍無(wú)合適牽引場(chǎng)。考慮張牽設(shè)備、吊車、引繩進(jìn)出場(chǎng)運(yùn)輸,以及牽引場(chǎng)布置需求,將牽引場(chǎng)沿線路方向外延1.4 km設(shè)置,放線區(qū)段整體平斷面布置如圖1所示。
新建線路將跨越500kV萬(wàn)龍Ⅰ回輸電線路,該線路停電時(shí)間僅為10天(2010年11月12—21日)。為減少停電期間的工作量,確??缭蕉尉€路放線及緊掛線施工在停電期間完成,采取了2種方式展放□15 mm防扭鋼絲繩橫跨長(zhǎng)江。受牽引場(chǎng)外延及被跨越電力線路的影響,導(dǎo)引繩及牽引繩的展放方式及流程確定是影響架線施工效率的關(guān)鍵工作內(nèi)容。
地線型號(hào)為JLB14-210鋁包鋼絞線,采取“一牽1”的展放方式,最大牽引力30 kN,牽引繩選取□15 mm防扭鋼絲繩,連接方式為:□15 mm牽引繩+50 kN級(jí)旋轉(zhuǎn)連接器+50 kN級(jí)牽引網(wǎng)套+JLB14-210地線。
圖1 放線區(qū)段平斷面布置Fig.1 Schematic layout of plane-cross stringing section
導(dǎo)線型號(hào)為AACSR/EST-400/180特強(qiáng)鋼芯高強(qiáng)鋁合金絞線,采取“一牽2”的展放方式,最大牽引力130 kN,張力機(jī)單線出口張力55 kN,牽引繩選取□26 mm防扭鋼絲繩,連接方式為:□26 mm牽引繩+250 kN級(jí)旋轉(zhuǎn)連接器+250 kN級(jí)“一牽2”走板 +130 kN級(jí)旋轉(zhuǎn)連接器+□20 mm×4m防扭鋼絲繩+80 kN級(jí)抗彎連接器+80 kN級(jí)特制牽引管(液壓)+2×AACSR/EST-400/180導(dǎo)線。
當(dāng)同相4根子導(dǎo)線無(wú)法同步展放時(shí),可采取先后“一牽2”放線,即用1套牽引機(jī)和1套二線張力機(jī)先后2次展放同相4根子導(dǎo)線,每次進(jìn)行“一牽2”展放[10]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,因張力場(chǎng)限制,當(dāng)1套設(shè)備“一牽2”展放上游導(dǎo)線時(shí),另1套設(shè)備展放下游導(dǎo)線,上、下游回路進(jìn)行同步展放。
放線期間,三峽庫(kù)區(qū)最高水位175m,考慮展放過(guò)程中繩索±5m的跳動(dòng)[11],繩索最低點(diǎn)按照180m計(jì)算,選擇φ10 mm迪尼瑪繩(破斷拉力92.2 kN)、12股□15 mm防扭鋼絲繩(破斷拉力129.42 kN)、12股□20 mm防扭鋼絲繩(破斷拉力244.25 kN)、18股□26 mm防扭鋼絲繩(破斷拉力452.92 kN)。
根據(jù)工效考慮,配置張牽設(shè)備主要有:主張力機(jī)2臺(tái)(ZQT2×70 kN)、主牽引機(jī)2臺(tái)(QT280 kN)、小張力機(jī)2臺(tái)(ZQT2×35 kN,并輪使用)、小牽引機(jī)2臺(tái)(QT80 kN)、小張力機(jī)1臺(tái)(Z-20,用于配合動(dòng)力拖船展放φ10 mm迪尼瑪繩)、小牽引車1臺(tái)(Q-35,置于左岸錨線場(chǎng))。
4.1.1 張力場(chǎng)
張力場(chǎng)主要布置主張力機(jī)2臺(tái)、小牽引機(jī)QT80 kN 2臺(tái)、小張力機(jī)1臺(tái)(Z-20,停電后)、16 t吊車2臺(tái)、φ16 mm錦綸繩、□15 mm防扭鋼絲繩(8 km)、□20 mm防扭鋼絲繩、導(dǎo)線24盤、地線2盤。根據(jù)場(chǎng)地限制情況布置張力場(chǎng),張力場(chǎng)布置如圖2所示。
圖2 張力場(chǎng)布置Fig.2 Layout of tension field
牽引繩臨錨用80 kN級(jí)地錨4組采用鋼拉盤,導(dǎo)線錨線用80 kN級(jí)地錨16組采用基礎(chǔ)承臺(tái)預(yù)埋環(huán)。
500kV萬(wàn)龍Ⅰ回線停電前,Z-20小張力機(jī)及2盤φ10 mm迪尼瑪繩(1.8 km/盤)設(shè)置在長(zhǎng)江左岸的錨線場(chǎng),停電后設(shè)置在張力場(chǎng)。
4.1.2 牽引場(chǎng)
牽引場(chǎng)主要布置有主牽引機(jī)2臺(tái)、小張力機(jī)2臺(tái)、25 t吊車1臺(tái)、φ16 mm錦綸繩、□15 mm引繩(20 km)、□26 mm牽引繩,其整體布置如圖3所示。
牽引繩臨錨用80 kN級(jí)地錨4組采用鋼拉盤。
被跨線路停電前,Z-20小張力車設(shè)置在長(zhǎng)江左岸的錨線場(chǎng);停電后設(shè)置在張力場(chǎng)。
4.1.3 錨線場(chǎng)
錨線場(chǎng)設(shè)置在左岸江邊線路正下方,錨線場(chǎng)寬25m,長(zhǎng)20m,地錨距離1號(hào)塔1.335 km。錨線場(chǎng)主要布置有:4組100 kN級(jí)地錨(配套100 kN級(jí)錨線板),可同時(shí)錨固8根□15 mm防扭鋼絲繩,錨固張力30 kN/根;小張力機(jī) Z-20(停電前);小牽引機(jī)Q-35。
圖3 牽引場(chǎng)布置Fig.3 Layout of pulling field
4.2.1 直線塔放線滑車懸掛方式
直線塔放線滑車采取200 kN級(jí)組合式φ916 mm三輪放線滑車。直線塔的懸垂串為4聯(lián)串,掛點(diǎn)前后布置,懸掛方式如圖4所示??紤]張力場(chǎng)的錨線順序,首先展放塔身側(cè)滑車的導(dǎo)線,為保持橫擔(dān)側(cè)二聯(lián)板的平衡,需要利用2個(gè)60 kN級(jí)的手扳葫蘆及φ19.5 mm鋼絲繩套輔助塔身側(cè)組合滑車受力,并利用2個(gè)30 kN級(jí)手扳葫蘆向塔身拉攏,確保同相2組滑車橫線路間距1.5m,避免放線過(guò)程中瓷質(zhì)絕緣子串相互撞擊。
圖4 直線塔放線滑車懸掛方式Fig.4 Pulley wheels suspension for tangent tower
4.2.2 耐張跨越塔放線滑車懸掛方式
耐張跨越塔每側(cè)地線支架分別利用φ17.5 mm鋼絲繩套懸掛1個(gè)30 kN級(jí)φ822 mm地線滑車。每相導(dǎo)線的橫擔(dān)分別利用φ24 mm鋼絲繩套獨(dú)立懸掛2個(gè)100 kN級(jí)的φ916 mm三輪放線滑車,利用30 kN級(jí)手扳葫蘆調(diào)整其傾斜角度,確保放線過(guò)程中“一牽2”走板不發(fā)生翻轉(zhuǎn),且能順利通過(guò)滑車。
4.2.3 壓線滑車設(shè)置
因耐張跨越塔小號(hào)側(cè)的普通線路導(dǎo)地線已經(jīng)完成緊掛線施工,為避免引繩與其交叉摩擦,在663號(hào)塔左側(cè)橫擔(dān)下方倒置4組30 kN級(jí)φ822 mm地線滑車作為壓線滑車。
4.2.4 朝天滑車設(shè)置
661號(hào)塔右側(cè)橫擔(dān)下方、662號(hào)塔左側(cè)橫擔(dān)下方地勢(shì)較高且平坦,每處均布置2個(gè)100 kN級(jí)的5輪朝天滑車。每個(gè)5輪朝天滑車的2個(gè)邊輪各通過(guò)1根引繩。
張力場(chǎng)導(dǎo)線錨線順序制約張力場(chǎng)設(shè)備布置,進(jìn)而決定了導(dǎo)地線展放的順序及流程,導(dǎo)地線展放順序如圖5所示。耐張跨越塔與直線跨越塔的結(jié)構(gòu)、滑車懸掛方式不同,但是放線滑車編號(hào)采取相同的方式,即0號(hào)為地線滑車編號(hào)、奇數(shù)編號(hào)為靠塔身側(cè)滑車、偶數(shù)編號(hào)為外側(cè)滑車。
因上游回路及下游回路同步進(jìn)行,且操作完全相同,故引繩的展放及回收均以其中1個(gè)回路說(shuō)明。
圖5 導(dǎo)地線展放順序Fig.5 Stringing sequence of conductors and overhead ground wires
經(jīng)過(guò)與海事局協(xié)商,封航時(shí)間為2010年11月8—17日,封航方式為 8:30~12:30完全禁航、13:00~17:00監(jiān)護(hù)通航。
在封航前,自牽引場(chǎng)展放2根□15 mm防扭鋼絲繩至耐張跨越塔,臨錨于鐵塔橫擔(dān)0、1號(hào)滑車小號(hào)側(cè),并根據(jù)需求在展放過(guò)程中于2~6號(hào)滑車間轉(zhuǎn)移位置;自耐張跨越塔展放7根長(zhǎng)約350m的□15 mm引繩至右岸江邊,一側(cè)臨錨于鐵塔橫擔(dān)(0~6號(hào)滑車大號(hào)側(cè)),另一側(cè)臨錨于江邊,等待來(lái)自左岸的φ10 mm迪尼瑪繩接頭升空。臨錨時(shí),耐張跨越塔橫擔(dān)兩側(cè)的□15 mm防扭鋼絲繩應(yīng)留適宜的裕度,確保能夠在對(duì)應(yīng)的放線滑車內(nèi)剛好接頭。
□15 mm防扭鋼絲繩繩展放方式分2種:錨線場(chǎng)φ10 mm迪尼瑪繩牽引橫跨長(zhǎng)江;張力場(chǎng)φ10 mm迪尼瑪繩牽引橫跨長(zhǎng)江。
(1)錨線場(chǎng)φ10 mm迪尼瑪繩牽引橫跨長(zhǎng)江。封航期間的前4天(11月8—11日),此時(shí)被跨線路尚未停電。錨線場(chǎng)小張力機(jī)Z-20與動(dòng)力拖船配合,將φ10 mm迪尼瑪繩牽至右岸江邊與預(yù)先展放并臨錨的□15 mm防扭鋼絲繩(0~3號(hào)滑車)連接。φ10 mm迪尼瑪繩轉(zhuǎn)移至小型牽引機(jī)后進(jìn)行牽引,待迪尼瑪與□15 mm防扭鋼絲繩的接頭剛至錨線場(chǎng)時(shí),□15 mm防扭鋼絲繩之間抗彎連接器恰位于耐張跨越塔附近。待該抗彎連接器位于橫擔(dān)小號(hào)側(cè)距放線滑車5m時(shí),大號(hào)側(cè)□15 mm防扭鋼絲繩臨錨于懸掛該滑車的鐵塔橫擔(dān)上,小型牽引機(jī)繼續(xù)牽引,經(jīng)緯儀控制□15 mm引繩對(duì)江面凈距不小于24m后予以錨線。
該方式的目的是將主要工作量向前移,充分利用封航期間進(jìn)行導(dǎo)地線展放及緊掛線施工。主要工作為實(shí)現(xiàn) 0~3號(hào)放線滑車中的 4根(1根/天)□15 mm防扭鋼絲繩橫跨長(zhǎng)江并臨錨于左岸錨線場(chǎng)。
該方式對(duì)應(yīng)的后續(xù)工作在停電后(11月12—13日)完成。人工自張力場(chǎng)展放φ16 mm錦綸繩,繩頭穿過(guò)直線跨越塔對(duì)應(yīng)的放線滑車,翻越電力線后經(jīng)180°轉(zhuǎn)向引至小牽引機(jī)Q-35。主張力機(jī)與小牽引機(jī)配合,使□15 mm防扭鋼絲繩帶8 kN張力跨過(guò)500kV萬(wàn)龍Ⅰ回輸電線路,繩頭至錨線場(chǎng)后與預(yù)先臨錨的對(duì)應(yīng)□15 mm防扭鋼絲繩連接,主張力機(jī)反牽,錨線場(chǎng)壓線升空,實(shí)現(xiàn)操作滑車中□15 mm防扭鋼絲繩自牽引場(chǎng)至張力場(chǎng)的貫通。
(2)張力場(chǎng)φ10 mm迪尼瑪繩牽引橫跨長(zhǎng)江。封航期間的第6~8天(11月13—15日),處于被跨越輸電線路停電期間。小張力機(jī)Z-20設(shè)置在張力場(chǎng),人工展放φ10 mm迪尼瑪繩,繩頭穿過(guò)直線跨越塔對(duì)應(yīng)的放線滑車,翻越電力線后引至左岸江邊。動(dòng)力拖船與小型張力機(jī)配合,將φ10 mm迪尼瑪繩牽至右岸江邊,并與預(yù)先展放并臨錨的□15 mm防扭鋼絲繩(4~6號(hào)滑車)連接,φ10 mm迪尼瑪繩自小張力機(jī)Z-20轉(zhuǎn)移至小牽引機(jī) QT80 kN后進(jìn)行牽引,當(dāng)□15 mm防扭鋼絲繩繩頭牽至張力場(chǎng)小牽引機(jī)輪口時(shí)予以臨錨,等待展放□20 mm防扭鋼絲繩。
11月12日,地線放通后,耐張跨越塔0號(hào)放線滑車小號(hào)側(cè)□15 mm防扭鋼絲繩轉(zhuǎn)移至2號(hào)放線滑車,該繩頭通過(guò)50 kN抗彎連接器與臨錨于2號(hào)放線滑車大號(hào)側(cè)的□15 mm防扭鋼絲繩繩頭連接。
5.3.1 □20 mm導(dǎo)引繩展放流程
主牽引機(jī)與主張力機(jī)配合,將□20 mm引繩繩頭牽至耐張跨越塔2號(hào)放線滑車小號(hào)側(cè)5m處,兩側(cè)臨錨后,解除80 kN旋轉(zhuǎn)連接器;將□15 mm導(dǎo)引繩轉(zhuǎn)移至1號(hào)放線滑車,繩頭通過(guò)50 kN抗彎連接器與臨錨于1號(hào)放線滑車大號(hào)側(cè)的□15 mm導(dǎo)引繩繩頭連接,利用主牽引機(jī)及主張力機(jī),實(shí)現(xiàn)1號(hào)放線滑車中的□20 mm導(dǎo)引繩自牽引場(chǎng)至張力場(chǎng)的貫通。
5.3.2 □26 mm牽引繩展放流程
將1號(hào)放線滑車中的□20 mm導(dǎo)引繩自主張力機(jī)、主牽引機(jī)轉(zhuǎn)移至小牽引機(jī)QT80 kN及小張力機(jī)ZQT2×35 kN,將□26 mm牽引繩自牽引場(chǎng)牽至張力場(chǎng),貫通后采取“一牽2”方式進(jìn)行1號(hào)放線滑車的導(dǎo)線展放。待走板牽過(guò)耐張跨越塔1號(hào)放線滑車(小號(hào)側(cè)5m)時(shí),導(dǎo)線錨線并解除走板,將1號(hào)放線滑車中□26 mm牽引繩轉(zhuǎn)移至2號(hào)放線滑車,并與2號(hào)放線滑車大號(hào)側(cè)預(yù)留的□20 mm導(dǎo)引繩接頭,將□26 mm牽引繩自牽引場(chǎng)牽至張力場(chǎng),2號(hào)放線滑車中□26 mm牽引繩貫通后進(jìn)行導(dǎo)線展放。
待上導(dǎo)線放通時(shí),自牽引場(chǎng)至耐張跨越塔間的2根引繩為1根□15 mm導(dǎo)引繩及1根□26 mm牽引繩。
5.3.3 3~6號(hào)滑車引繩展放
重復(fù)轉(zhuǎn)移繩頭的操作,按照5.3.1及5.3.2的操作方法,完成3~6號(hào)放線滑車的□26 mm引繩的貫通及導(dǎo)線展放。在引繩及導(dǎo)地線展放過(guò)程中,牽引場(chǎng)至耐張跨越塔間的延伸段內(nèi)始終有1根□15 mm導(dǎo)引繩,其作用是不停地由牽引場(chǎng)向錨線場(chǎng)或張力場(chǎng)輸送□15 mm導(dǎo)引繩,直至1~6號(hào)放線滑車都滿足進(jìn)行□20 mm導(dǎo)引繩展放的條件(0號(hào)滑車為地線)。
當(dāng)完成下橫擔(dān)導(dǎo)線展放時(shí),拆除6號(hào)滑車□26 mm牽引繩的走板,通過(guò)250 kN旋轉(zhuǎn)連接器連接□26 mm牽引繩與□15 mm導(dǎo)引繩。該□15 mm導(dǎo)引繩臨錨于下橫擔(dān)小號(hào)側(cè),為原1號(hào)塔5號(hào)放線滑車中□15 mm導(dǎo)引繩與□20 mm導(dǎo)引繩打開(kāi)接頭時(shí)遺留。
通過(guò)100 kN級(jí)三輪放線滑車(5號(hào)或6號(hào)均可)形成180°大循環(huán),利用該回路的小張力機(jī) ZQT2×35 kN及主牽引機(jī)回收□26 mm牽引繩(牽引力20 kN)。待延伸段內(nèi)的引繩均轉(zhuǎn)換為□15 mm防扭鋼絲繩,張力機(jī)換盤時(shí)接續(xù)φ16 mm錦綸繩,直至延伸區(qū)段內(nèi)布滿φ16 mm錦綸繩為止,此過(guò)程中最大牽引力7 kN。降低張力使φ16 mm錦綸繩落地,進(jìn)行人工回收。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際進(jìn)度,共用3 h完成所有繩索的回收,效率高,安全可靠。
(1)□15 mm導(dǎo)引繩的2種展放方式將初級(jí)引繩展放的主要工作量前移,為充分利用停電時(shí)間進(jìn)行導(dǎo)地線展放及緊掛線施工創(chuàng)造了條件。
(2)導(dǎo)、牽引繩在耐張跨越塔處根據(jù)需要進(jìn)行合理轉(zhuǎn)接,操作簡(jiǎn)單,且施工效率高。
(3)合理地配置張力場(chǎng)及牽引場(chǎng)的設(shè)備,改變了傳統(tǒng)大跨越引繩展放的固定模式,采取了防扭鋼絲繩往復(fù)循環(huán)的方式,避免了其在較差運(yùn)輸條件下在張力場(chǎng)及牽引場(chǎng)間轉(zhuǎn)運(yùn)。
(4)導(dǎo)、牽引繩的回收充分利用現(xiàn)有設(shè)備,方式獨(dú)特,效率高,安全可靠。
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