韓莊泵站110 kV供電線路遷改工程研究與實踐

于 躍，韓業慶

（南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109）

1 工程概況

韓莊泵站工程是南水北調東線一期工程中第九級抽水梯級泵站，山東境內第三級泵站，位于棗莊市嶧城區古邵鎮八里溝村西，距南四湖下級湖以東約3 km處，站下引水渠與韓莊運河左岸大堤斜交，站上出水渠接老運河入南四湖的下級湖[1]。韓莊泵站110 kV供電線路部分桿塔處于煤礦開采形成的采空區內，塔基出現沉降積水，影響韓莊泵站調水供電的安全運行。為消除安全隱患，需對110 kV峰泵線韓莊泵站T接線24號大號側至46號小號側之間的供電線路進行遷改（以下簡稱“遷改工程”），以避開煤礦塌陷區。遷改工程線路全長約9 km，單回路架空線路約8.73 km，單回電纜線路約0.27 km，新建塔基37座，包括直線塔23基，耐張轉角塔10基，電纜終端塔4基[2]。

2 工程地質

本遷改工程路徑上覆地層主要為第四系沖洪積形成的粉土、粉質黏土和黏土，下覆基巖地層主要為石灰巖、片麻巖。其中粉土，稍密，地基承載力特征值為110~120 kPa；粉質黏土可塑狀態，地基承載力特征值為90~110 kPa；黏土，可塑～硬塑狀態，地基承載力特征值為120~160 kPa；石灰巖，地基承載力特征值為500~800 kPa；片麻巖，地基承載力特征值為300~500 kPa。沿線常年最高水位少部分地段較深，大部分地段接近地表[3]。

沿線地震基本烈度為7度，沿線最大凍土深度為0.5 m，沿線無滑坡、泥石流、采空塌陷區等其他不良地質作用；沿線無文物遺跡分布，無具有開采價值的礦產資源或探礦權；遷改線路經過地區地形較平坦，下部土層工程性質較好，場地附近無影響工程穩定的地質構造，下部無斷層通過，屬穩定場地，無不良地質現象分布，穩定性良好，目前無水利工程規劃，無通航河流，無大范圍內澇積水區。

3 氣象條件

遷改工程路徑的設計氣象條件，見表1。

表1 路徑氣象條件

4 遷改路徑的選擇

線路的走向選擇是否合理對于遷改工程至關重要，尤其對項目投資、工程質量、施工條件、安全運行等諸多方面影響密切。依據電力系統規劃設計的相關規程、規范，并結合遷改線路走向所處的礦產資源情況、地質及水文情況、沿線污穢及交通情況、通信及軍事設施布置情況、文物保護及自然保護區情況、城鄉規劃情況等方面，綜合分析，按照以下原則確定最優遷改路徑[4]。

（1）路徑選擇要結合線路走向的地質條件、覆冰情況、施工交通條件、地形地貌和當地區域規劃等諸多影響因素，并對比多種方案的技術經濟指標，盡量降低工程造價，同時確保路徑走向安全可靠。

（2）路徑選擇應遠離大型工礦企業、軍事等重要設施，符合當地城鎮規劃，同時降低對當地經濟社會的影響。

（3）路徑選擇應遠離風景區、名勝古跡、自然保護區及原始森林；遠離重冰區、不良地質地帶及地下開采引起或有可能引起地表移動變形的區域等。

（4）選擇合適的路徑可以減少與周圍環境（如電臺、機場、弱電線路）的干擾。

（5）在輕、中、重冰區，耐張段的最佳長度應該在10 km、5 km、3 km之間，而在單一電力電纜的情況下，最佳的長度也應該在5 km以內。若是在高速公路或者主要的鐵路上進行建設，則應該使用獨立的耐張段。如果發現耐張段的長度大于預期，就需要采取預防性的措施。特別是在惡劣的氣候環境下，比如山坡、河流、雪原和積雪覆蓋的地帶，更需要盡量減少耐張段的長度。

（6）通過全面的協調，可以解決當前和未來線路的矛盾，既確保本工程的經濟效益，又能滿足未來其他線路的功能需求。

（7）在路徑選擇上，應該堅持以人為本、尊重自然，盡可能減少對居民住宅、樹木的破壞，并且努力維護環境的健康狀態。

本遷改工程中，路徑的選擇被視為最重要的因素。根據當地自然資源和規劃局要求，多次進行路徑調整優化，最終路徑按其批復執行。從110 kV峰泵線韓莊泵站T接線25號小號側東轉，向西北架設，避讓開35 kV文堆變電站出線段，至梅華臺村南西轉，向西跨越周營沙河后西轉，向西南架設，從李樓村北、武寺村南穿過，左轉向南架設。全線采用單回路架空線架設（J1-J10），路徑長約8.4 km；J10點和原45號用地下電纜連接，接線長約0.5 km，總遷改長度約8.9 km。

5 導線及地線的選擇

5.1 導線和地線參數

導線采用JL/G1A-185/30型鋼芯鋁絞線，無分裂。導線最大使用應力115.88 N/mm2，安全系數2.5，平均運行應力為72.42 N/mm2。

地線采用2根24芯OPGW-100復合光纜，最大使用應力為230.56 N/mm2，安全系數2.8，平均運行應力161.39 N/mm2。

5.2 導線和地線主要機械特性

導線和地線主要機械特性見表2。

表2 導線和地線機械特性

5.3 導線和地線防振措施

選擇導線的合適位置和安裝合理重量的防振錘，用來減少微風引起導線的疲勞損害。長期以來，傳統防振錘重量重，外型粗笨，無法消除水及冰的沉積，不能控制安裝力度，無法保持恒定力矩，導致防振錘容易產生滑線現象，防振錘一旦發生位移，將起不到應有的防振作用，會最終導致斷線事故的發生，嚴重威脅到線路的安全運行[5]。

通過比選各類防震錘和其他單位的應用效果，并結合線路建設使用年限，本遷改工程導、地線全部采用預絞絲式鋁合金防振錘。

6 桿塔的選擇

本遷改工程采用《全國電網公司輸變電工程項目標準化設計要求110（66） kV塔型分冊》1A3中提供的模塊化桿塔，以滿足安全要求。單回路直線塔有：1A3-ZM1、1A3-ZM2、1A3-ZM3、1A3-ZMK、單回路耐張塔有：1A3-J1、1A3-J2、1A3-J3、1A3-J4、1A3-DJ。鐵塔的呼稱高及塔重指標見“全線桿塔一覽圖”。

圖1 全線桿塔一覽圖

7 桿塔基礎

7.1 基礎材料

（1）根據GB 50204《混凝土結構工程施工質量驗收規范（2010版）》規范要求，對于保證水泥的施工質量，本遷改工程將其強度等級設定為C25，墊層和保護罩設定為C15。

（2）基礎采用HPB300及HRB400級鋼筋。

（3）角鋼塔構件采用熱軋等邊角鋼及鋼板，材質有Q345B和Q235B兩種。

（4）角鋼塔地腳螺栓采用35號優質碳素鋼。

（5）M16、M20和M24的螺栓級別分別為6.8和8.8，而腳釘級別也是6.8，因此在安裝時應當按照“6.8”“8.8”的級別進行標記。

（6）水泥采用C25級混凝土通用硫酸鹽水泥，強度等級不低于42.5 MPa。

（7）焊劑選擇：Q235鋼使用E43型焊劑，Q345鋼使用E50型焊劑，Q420鋼使用E55型焊劑。在焊接各種鋼的過程中，需要根據鋼的特性選擇合適的焊劑。

7.2 基礎連接

塔腳板式連接方式基礎施工時應保證地腳螺栓就位的精度，避免桿塔組裝困難。

7.3 基礎型式

結合具體地形地貌、地質及荷載特點，本遷改工程采用直柱板式基礎、直柱臺階式基礎。

7.4 基礎施工

基礎的施工應遵循GB 50233《110~750 kV架空送電線路施工及驗收規范》、GB 50202《建筑地基基礎施工質量驗收規范》及GB 50204《混凝土結構工程施工質量驗收規范（2010版）》中的有關規定并滿足設計圖紙的要求。對采用塔腳板連接的基礎型式均澆制混凝土保護帽，保護帽高度以包住主材與塔腳板縫隙為準[6]。

8 地埋電纜

本遷改工程地埋電纜共分2段，自G8電纜終端塔單回電纜下地，向北敷設至G9電纜上塔，路徑長0.9 km；自G32電纜終端塔單回電纜下地，向南敷設至G33電纜上塔，路徑長0.5 km。全線位于基本農田內，周圍無大棚等建、構筑物。電纜采用YJLW02-64/110/1×240 mm2單芯電纜，隨電纜敷設2根24芯GYFTZY地埋光纜，全線無電纜中間接頭。

地埋電纜采用全線混凝土包封，電纜溝深1.7 m，其中墊層0.1m，混凝土包封0.6 m，回填土1 m。鉆過臺韓路及兩側水溝處采用頂管。全線僅設置臨時工井用于敷設電纜，間隔約100 m，待電纜敷設完成后采用混凝土包封臨時工井。

9 廢舊桿塔處置

本遷改工程投入運行后，塌陷區原25號~45號廢舊桿塔不再使用，需要拆除后進行處置，鑒于現場部分線路與地方其他單位電力線路相交叉，存在帶電作業危險隱患，需協調地方相關單位停電施工，拆除難度較大，因此需要電力專業隊伍進行拆除。

參照省物價局《山東省財政廳關于規范資產評估服務收費的通知》的收費標準，和專業資產評估機構簽訂評估委托合同。根據評估價值（評估價值=可回收廢舊物資的回收價值×相應回收重量-拆除費用），遴選有資質的電力專業隊伍簽訂廢舊桿塔拆除及資產處置協議，并約定拆除廢舊桿塔及鋼芯鋁絞線、絕緣子、光電復合光纜、鋁包鋼絞線，并清除鐵塔混凝土基礎，垃圾外運，達到土地復耕要求。

10 遷改總結

韓莊泵站110 kV供電線路作為泵站燈泡式貫流泵機組唯一高壓電力來源，對于能否順利完成上級單位下達的年度調水任務至關重要。本遷改工程作為新建工程，按照國家的相關政策，在修建水電站、輸油管道、公路、輸電線路、鐵道、廠房以及其他重大建筑之前，必須向當地的地質礦產主管部門提交有關該地區的地質情況報告，并在項目設計任務書報請批準時附上相關證明文件。根據《有關繼續搞好項目壓覆重點礦業資源審批管理各項日常工作的通告》，本遷改工程委托專業地質勘察機構院開展全面的壓覆礦業資源調查和地質災害危險性評估，并獲得當地自然資源和規劃局核發的建設工程規劃許可，完成遷改工程前期工作，后通過遷改路徑多方案比選，組織專家評審，優化工程設計方案，嚴格履行建設工程基本建設程序，通過各方努力，按照時間節點順利完成遷改工程用地征遷、桿塔基礎施工、架線、驗收、送電調試等工作，并對廢舊桿塔進行資產評估、拆除處置。

11 結語

南水北調東線韓莊泵站110 kV供電線路煤礦采空塌陷區遷改工程先后跨越勝利渠、周營沙河、農村大棚、墳墓、臺韓路、鉆越35 kV峰山Ⅰ和Ⅱ線、35 kV峰礦線、35 kV文峰至勝達精密鑄造線等區域，征地協調難度大；施工區域地下水位較高，施工技術要求高；施工需在汛前完成，施工時間緊張。最終經過各方的不懈努力，圓滿完成遷改工程的建設任務，消除了調水電力供應存在的安全隱患，為泵站的安全運行奠定堅實基礎。