论文部分内容阅读
摘要；南平山区线路路径优化设计，提高线路的抗灾能力是线路改造设计须主要考虑的问题。同时，结合 “两型三新”、节能环保等设计思路进一步提高线路抵御自然灾害的能力。
关键词；线路 路径 差异化设计
一、工程概况
2008年-2010年南平山区线路受因电力线路覆冰、洪涝灾害影响， 发生电力线路220kV线路跳闸2条，倒塔1基，杆塔受损2基；110kV线路跳闸18条次，倒杆103基；35kV变电站停电8座，线路跳闸74条，倒杆339基；10kV线路跳闸521条，倒杆16424基，受损线路3012.2公里；线路受损相当严重。因此，线路路径优化设计势在必行。
二、差异化设计
将线路差异化设计贯彻到整个工程设计过程，是切实提高配网防灾抗灾能力的重要技术保障，本文主要从路径选择、导线选型、环保措施、杆塔与基础等方面论述本工程的差异化设计。
1.路径选择
合理选定线路路径及杆塔，不仅是线路工程建设降低工程造价需要，也对工程今后的安全可靠运行产生至关重要的影响。
1.1合理选择路径与塔位
工程在优化选线时，根据水文、气象及地质资料，尽量避开陡坡和易发生塌方、滑坡、冲沟或其它地质灾害的不良地质段，合理确定路径，选线定位中尽量从平缓的地形走线，尽量避开覆冰严重区域，同时避开了城镇人口密集区，减少了跨越房屋及对生态环境的影响，保证了其今后的可持续发展。尽量减少树木和植被的砍伐，减少土石方开挖量，减少水土流失，最大程度的缩小对原始地形地貌的破坏。
1.2路径优化
1)利用1/1万地形图结合google earth影像图进行大范围选线。
2)利用GPS进行现场测量，可对现场的控制点、障碍物、线路通道进行坐标、高程测量，测量精度达5mm，选线时可据此准确地避开控制点、障碍物，亦可准确确定线路通道走向。
应用以上技术可确保所选择路径合理可行，有效提高设计准确度、工作效率。
1.3排杆定位优化
利用google earth影像技术、1/1万地形图，及GPS获取的断面数据进行杆塔无约束条件的优化排位等技术优化路径选择，避免线路出现大档距、大高差，尽量减少大小档现象，合理选取塔位，避免出现在大降基面或大风偏开方的地点立塔；当线路与山脊交叉时，尽量从平缓处通过。
1.4直线转角杆塔的运用
在不良地质地段尽量采用直线转角塔，在荷载允许的条件下采用直线杆塔带转角等方案，可以减少耐张转角杆的使用数量，降低线路杆塔投资。又可以避开原直线上微小偏离的不良地质地段，达到优化线路路径的目的。
1.5防洪涝灾害
河床、河滩及易被冲刷的低洼地带，山体滑坡、竹、树倒在线路上，是导致断线、倒杆、断杆的主要因素。在杆塔位选择方面充分结合现场地形地貌情况，避开了易引发山体滑坡、溪水暴涨引起的强冲刷地段、河滩、河漫滩地淹没等危险不良的地质地段，优化杆塔和基础设计，应用原状土基础技术，减少土石方开挖和植被破坏，及时做好植被恢复，合理设计拉线位置，做到弃土合理堆放，从而全面提高线路防洪抗涝能力。
1.6防冰灾设计
冰灾给社会经济和人民生活带来严重影响，充分显现了电网在能源供应安全体系中的重要地位，本次设计从以下几个方面做好抗冰措施：
1）同一方向重要输电通道尽可能分散走廊，在线路走廊允许的条件下，尽可能不用多回路同塔架设。
2）应尽量降低线路海拔高程，避开风口、垭口、突出山包、台地、迎风坡面、背阳坡面、湖泊的下风侧等覆冰严重地形；
3）结合地形条件合理确定耐张段长度，避免大范围串倒灾害发生。应尽量避免出现大高差、大档距和相邻两档高差、档距悬殊大的情况，确实不能避免时，应缩短耐张段长度。
2.导线选型
导线类型主要有铝绞线、钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线以及绝缘导线（包含有、无钢芯型）。结合沿线居民分布、植被特点、地型地貌、08年覆冰损毁情况，有针对性分段采用不同型号导线。
在导线选型过程中，裸导线选择了抗覆冰能力较强的LGJ-50/8型钢芯铝绞线，其在工程最大代表档距的情况下，覆冰过载能力可达到19.2mm，与主网设计的覆冰过载能力基本相当。民房密集地段考虑采用机械特性相似的JKLGYJ-50/8型绝缘钢芯铝绞线。
同时，适当缩短耐张段长度，在风口、垭口、突出山包、台地、迎风坡面、背阳坡面等微地形处适当提高杆塔强度进一步提高线路的抗冰能力。
3.环保措施
3.1水土保持措施
工程水土流失防治从塔位永久占地、塔基施工场地、牵张场、人抬道路、施工管理等方面，以工程措施和植物措施相结合，形成完整的水土流失防治措施体系，合理利用水土资源，改善生态环境，达到较全面的防止因工程建设产生的水土流失。
3.2合理选择杆塔位
在外业定位中采用线位结合的方式，避免塔位选在陡峭山坡上，尽量避开陡坡和有塌方、滑坡、冲沟的不良地质地段，尽可能选择较平缓的山坡通过，减少基础施工大量挖方，如丘陵地区塔位尽可能在丘陵顶部、宽厚的山梁部位，尽量避免靠近河沟岸边立塔，沟谷地带尽量避开坡角、沟口，无法避让时，对该类地质地段尽量采用直线转角塔或在塔头间隙和荷载允许的条件下采用直线塔带小转角等措施，尽量避开恶劣的地形以选择合适的塔位，减少对环境的影响。
3.3基础选型优先选用原状土基础
选用原状土基础可减小基坑开挖对边坡水文地质条件和力学边界条件的破坏。在土质条件适宜的情况下，尽量采用掏挖式基础、人工挖孔扩底桩，避免基坑采用“开挖—回填”方式，充分利用原状岩土力学性能，改善基础受力的同时，减少了土石方开挖量。更为重要的是塔位原状岩土未遭破坏，有利于塔基稳定，并减少对环境的不良影响。
3.4基础施工弃土堆放
基础施工完毕后多余的弃土，要求施工单位一律禁止在基面范围堆放，更不能直接向下边坡倾倒。对少量的弃土，可选择塔位附近低洼或坡度较缓处集中堆放，并根据弃土量修建拦挡工程。对陡峭的塔位弃土，应及时运离塔位范围50m以外，以免影响边坡稳定，造成水土流失现象，破坏自然环境。
4.杆塔与基础
为提高线路的抗自然灾害能力，结合历次洪涝灾害的特点，对线路个别地段的杆塔与基础进行加强和防护。
4.1对位于河畔较近的杆塔及连续跨越河流段的杆塔，结构重要性系数适当加强或留有裕度。
4.2在杆塔设计中考虑断线工况，直线塔考虑断一相导线，耐张塔考虑断两相导线，防止受灾时引起串倒。
4.3对于容易受到冲刷的拉盘基础，才用现浇重力式基础。
4.4对位于冲洪积地带的直线杆，电杆基础在基础埋深的1/3处设置卡盘，必要时增加下卡盘。
4.5对于在河漫滩较近的杆塔位，可在河漫滩侧砌挡土墙，挡土墙采用块石浆砌，可有效得避免河水在汛期对基础的浸泡与冲刷。
4.6对于山体坡度较陡的杆塔位，可在上坡设置截排水沟，防止上方来水对塔位的冲刷。
4.7对于植被较少或施工过程中对植被破坏较严重的地区，建议行栽香根草进行防护。香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物，长势挺立，根系发达、粗壮，耐旱、耐澇、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强。行栽香根草充分利用了香根草的优良特征，具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能，大有取代传统片石护坡之趋势。
4.8从线路运行经验来看，线路塔基位的溜坡与施工弃土的随意丢弃，破坏边坡植被有着很大的关系。所以施工弃土的合理放置，对线路基础安全具有的重大的意义。施工弃土应远离塔位30m以上，且不可置于陡坡上。
4.9在低山丘陵区和山前平原区，为了避免对原状土的扰动，减少施工期间的弃土弃渣，防止塔位处的滑坡和水土流失，大量采用原状基础的设计方案，使线路对复杂地形地貌能有完美的契合。避免塔位处的滑坡、坍塌和水土流失，从源头保护线路的安全。
4.10工程杆塔位尽量远离河漫滩，避开小溪两岸山体冲洪沟通道等，工程设计基本避免在河床、沟底等低洼地带以及沟口、岸边陡坎等洪水下泄、地形不利地段设立杆塔，设立在漫滩阶地上的三基杆塔场地无洪水冲刷影响，但其设计洪水位（5年一遇洪水位）取为现地表标高以上1米，基础设计采用窄基铁塔。
结束语
综上所述，结合线路灾害受损情况，针对线路路径的倒杆、断线、串倒等事故进行重点分析，以提高抗灾能力为指导的基础上，根据规程规范合理经济技术方案，分别从抗冰、抗洪、地质等自然灾害对路径选择、导线选型、杆塔设计、基础配置、防雷等方面进行专题论证，工程在路径选择方面充分体现了差异化设计在配网工程中的应用。经过杆塔与基础的优化设计，工程在经济技术与抗自然灾害能力都能收到显著的效益。
关键词；线路 路径 差异化设计
一、工程概况
2008年-2010年南平山区线路受因电力线路覆冰、洪涝灾害影响， 发生电力线路220kV线路跳闸2条，倒塔1基，杆塔受损2基；110kV线路跳闸18条次，倒杆103基；35kV变电站停电8座，线路跳闸74条，倒杆339基；10kV线路跳闸521条，倒杆16424基，受损线路3012.2公里；线路受损相当严重。因此，线路路径优化设计势在必行。
二、差异化设计
将线路差异化设计贯彻到整个工程设计过程，是切实提高配网防灾抗灾能力的重要技术保障，本文主要从路径选择、导线选型、环保措施、杆塔与基础等方面论述本工程的差异化设计。
1.路径选择
合理选定线路路径及杆塔，不仅是线路工程建设降低工程造价需要，也对工程今后的安全可靠运行产生至关重要的影响。
1.1合理选择路径与塔位
工程在优化选线时，根据水文、气象及地质资料，尽量避开陡坡和易发生塌方、滑坡、冲沟或其它地质灾害的不良地质段，合理确定路径，选线定位中尽量从平缓的地形走线，尽量避开覆冰严重区域，同时避开了城镇人口密集区，减少了跨越房屋及对生态环境的影响，保证了其今后的可持续发展。尽量减少树木和植被的砍伐，减少土石方开挖量，减少水土流失，最大程度的缩小对原始地形地貌的破坏。
1.2路径优化
1)利用1/1万地形图结合google earth影像图进行大范围选线。
2)利用GPS进行现场测量，可对现场的控制点、障碍物、线路通道进行坐标、高程测量，测量精度达5mm，选线时可据此准确地避开控制点、障碍物，亦可准确确定线路通道走向。
应用以上技术可确保所选择路径合理可行，有效提高设计准确度、工作效率。
1.3排杆定位优化
利用google earth影像技术、1/1万地形图，及GPS获取的断面数据进行杆塔无约束条件的优化排位等技术优化路径选择，避免线路出现大档距、大高差，尽量减少大小档现象，合理选取塔位，避免出现在大降基面或大风偏开方的地点立塔；当线路与山脊交叉时，尽量从平缓处通过。
1.4直线转角杆塔的运用
在不良地质地段尽量采用直线转角塔，在荷载允许的条件下采用直线杆塔带转角等方案，可以减少耐张转角杆的使用数量，降低线路杆塔投资。又可以避开原直线上微小偏离的不良地质地段，达到优化线路路径的目的。
1.5防洪涝灾害
河床、河滩及易被冲刷的低洼地带，山体滑坡、竹、树倒在线路上，是导致断线、倒杆、断杆的主要因素。在杆塔位选择方面充分结合现场地形地貌情况，避开了易引发山体滑坡、溪水暴涨引起的强冲刷地段、河滩、河漫滩地淹没等危险不良的地质地段，优化杆塔和基础设计，应用原状土基础技术，减少土石方开挖和植被破坏，及时做好植被恢复，合理设计拉线位置，做到弃土合理堆放，从而全面提高线路防洪抗涝能力。
1.6防冰灾设计
冰灾给社会经济和人民生活带来严重影响，充分显现了电网在能源供应安全体系中的重要地位，本次设计从以下几个方面做好抗冰措施：
1）同一方向重要输电通道尽可能分散走廊，在线路走廊允许的条件下，尽可能不用多回路同塔架设。
2）应尽量降低线路海拔高程，避开风口、垭口、突出山包、台地、迎风坡面、背阳坡面、湖泊的下风侧等覆冰严重地形；
3）结合地形条件合理确定耐张段长度，避免大范围串倒灾害发生。应尽量避免出现大高差、大档距和相邻两档高差、档距悬殊大的情况，确实不能避免时，应缩短耐张段长度。
2.导线选型
导线类型主要有铝绞线、钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线以及绝缘导线（包含有、无钢芯型）。结合沿线居民分布、植被特点、地型地貌、08年覆冰损毁情况，有针对性分段采用不同型号导线。
在导线选型过程中，裸导线选择了抗覆冰能力较强的LGJ-50/8型钢芯铝绞线，其在工程最大代表档距的情况下，覆冰过载能力可达到19.2mm，与主网设计的覆冰过载能力基本相当。民房密集地段考虑采用机械特性相似的JKLGYJ-50/8型绝缘钢芯铝绞线。
同时，适当缩短耐张段长度，在风口、垭口、突出山包、台地、迎风坡面、背阳坡面等微地形处适当提高杆塔强度进一步提高线路的抗冰能力。
3.环保措施
3.1水土保持措施
工程水土流失防治从塔位永久占地、塔基施工场地、牵张场、人抬道路、施工管理等方面，以工程措施和植物措施相结合，形成完整的水土流失防治措施体系，合理利用水土资源，改善生态环境，达到较全面的防止因工程建设产生的水土流失。
3.2合理选择杆塔位
在外业定位中采用线位结合的方式，避免塔位选在陡峭山坡上，尽量避开陡坡和有塌方、滑坡、冲沟的不良地质地段，尽可能选择较平缓的山坡通过，减少基础施工大量挖方，如丘陵地区塔位尽可能在丘陵顶部、宽厚的山梁部位，尽量避免靠近河沟岸边立塔，沟谷地带尽量避开坡角、沟口，无法避让时，对该类地质地段尽量采用直线转角塔或在塔头间隙和荷载允许的条件下采用直线塔带小转角等措施，尽量避开恶劣的地形以选择合适的塔位，减少对环境的影响。
3.3基础选型优先选用原状土基础
选用原状土基础可减小基坑开挖对边坡水文地质条件和力学边界条件的破坏。在土质条件适宜的情况下，尽量采用掏挖式基础、人工挖孔扩底桩，避免基坑采用“开挖—回填”方式，充分利用原状岩土力学性能，改善基础受力的同时，减少了土石方开挖量。更为重要的是塔位原状岩土未遭破坏，有利于塔基稳定，并减少对环境的不良影响。
3.4基础施工弃土堆放
基础施工完毕后多余的弃土，要求施工单位一律禁止在基面范围堆放，更不能直接向下边坡倾倒。对少量的弃土，可选择塔位附近低洼或坡度较缓处集中堆放，并根据弃土量修建拦挡工程。对陡峭的塔位弃土，应及时运离塔位范围50m以外，以免影响边坡稳定，造成水土流失现象，破坏自然环境。
4.杆塔与基础
为提高线路的抗自然灾害能力，结合历次洪涝灾害的特点，对线路个别地段的杆塔与基础进行加强和防护。
4.1对位于河畔较近的杆塔及连续跨越河流段的杆塔，结构重要性系数适当加强或留有裕度。
4.2在杆塔设计中考虑断线工况，直线塔考虑断一相导线，耐张塔考虑断两相导线，防止受灾时引起串倒。
4.3对于容易受到冲刷的拉盘基础，才用现浇重力式基础。
4.4对位于冲洪积地带的直线杆，电杆基础在基础埋深的1/3处设置卡盘，必要时增加下卡盘。
4.5对于在河漫滩较近的杆塔位，可在河漫滩侧砌挡土墙，挡土墙采用块石浆砌，可有效得避免河水在汛期对基础的浸泡与冲刷。
4.6对于山体坡度较陡的杆塔位，可在上坡设置截排水沟，防止上方来水对塔位的冲刷。
4.7对于植被较少或施工过程中对植被破坏较严重的地区，建议行栽香根草进行防护。香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物，长势挺立，根系发达、粗壮，耐旱、耐澇、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强。行栽香根草充分利用了香根草的优良特征，具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能，大有取代传统片石护坡之趋势。
4.8从线路运行经验来看，线路塔基位的溜坡与施工弃土的随意丢弃，破坏边坡植被有着很大的关系。所以施工弃土的合理放置，对线路基础安全具有的重大的意义。施工弃土应远离塔位30m以上，且不可置于陡坡上。
4.9在低山丘陵区和山前平原区，为了避免对原状土的扰动，减少施工期间的弃土弃渣，防止塔位处的滑坡和水土流失，大量采用原状基础的设计方案，使线路对复杂地形地貌能有完美的契合。避免塔位处的滑坡、坍塌和水土流失，从源头保护线路的安全。
4.10工程杆塔位尽量远离河漫滩，避开小溪两岸山体冲洪沟通道等，工程设计基本避免在河床、沟底等低洼地带以及沟口、岸边陡坎等洪水下泄、地形不利地段设立杆塔，设立在漫滩阶地上的三基杆塔场地无洪水冲刷影响，但其设计洪水位（5年一遇洪水位）取为现地表标高以上1米，基础设计采用窄基铁塔。
结束语
综上所述，结合线路灾害受损情况，针对线路路径的倒杆、断线、串倒等事故进行重点分析，以提高抗灾能力为指导的基础上，根据规程规范合理经济技术方案，分别从抗冰、抗洪、地质等自然灾害对路径选择、导线选型、杆塔设计、基础配置、防雷等方面进行专题论证，工程在路径选择方面充分体现了差异化设计在配网工程中的应用。经过杆塔与基础的优化设计，工程在经济技术与抗自然灾害能力都能收到显著的效益。