西成铁路客运专线(以下简称“西成客专”)供电工程线路长度767公里,铁塔1194基,该工程(陕西段)共包含12条新建输电线路、2座新建开关站、1座新建变电站以及3座扩建变电站。其中,11条线路和3座变电站均由中国能建陕西院(以下简称“陕西院”)设计。
优化设计方案 保护中国“绿肺”
卡车接力运出沙土,施工人员正铺设站内道路,技术人员忙着接线和调试,设计人员围在一起热烈讨论,解决现场突发问题……西成客专供电工程330千伏杨家山开关站施工现场,漫天尘土之中,各项作业热火朝天。
“作为首条穿越秦岭的铁路,西成客专途径地区地质条件极为复杂,陕西境内更是全线设计的重点和难点区域。如何在山区完成线路和变电站的建设是我们在设计中要反复推敲的重要问题。”工程可行性研究牵头人牟平如是说。
秦岭被称为中国的“绿肺”,可研设计阶段,工程线路要经过两个国家级自然保护区,一个省级自然保护区,办理协议和线路设计难度可想而知。
“工期紧,任务重,我们加快设计,创新技术,力争把该工程建设成绿色、环保的生态示范线。”杨家山相关的4条线路工程设总卫新成说。在线路走径的确定过程中,线勘人员反复研究、多方案比选,最大限度地保障工程沿途自然区域完整。
“我们采用航测技术、全球定位技术和地理信息技术,通过全数字摄影测量系统输出路径方案图,做好线路走廊位置统筹,避开自然保护区、矿区、林地和不良地质区等,减少交叉跨越次数,为后期施工运行提供了便利,实现了综合走廊效益最优和资源的综合有效利用。” 乾县-周至段设总鞠浩介绍道。
在踏勘中,针对山区设计存在的难点,陕西院电气、线路、系统、土建等各专业人员开展了多次实地考察,对工程可能涉及的新建变电站站址,改扩建变电站的可能性以及线路走径等进行现场收资。然而,由于线路工程大部分走径位于秦岭深处,沿线山岭重叠,沟谷纵横,部分高差大于500米,给踏勘工作带来了极大困难。
“由于地势险峻,需要徒步爬山四五个小时才能到达塔位,必须抓紧一切时间,否则天黑了下山就会很危险。” 勘测人高西峰说。除此之外,山区降雨引发的山洪、泥石流等经常冲毁上山道路,后期定位工作也面临诸多挑战。
为了不拖延工期,工程组白天爬山测量,晚上做内业,整理数据、出测量图。经过近10个月奋战,终于完成从可研踏勘到终勘定位的全部任务。
在线路设计中,陕西院贯彻落实 “三通一标”和“两型三新”主要技术原则,注重新技术、新材料、新工艺等集成应用,结合工程特点,从导线选择、运行方式、杆塔规划等方面进行全方位优化,提出实用可行的实施方案,降低了工程造价。
“我负责的这段线路经过三个重冰区,60%以上位于秦岭,全线一共有240多基塔位,由于地形复杂,很多塔腿高差较大,整个工程计算量也特别大。”佛坪开关站-东梁牵引站线路设总张伟介绍道,“在具体设计中,我们采用了预绞式防振锤,基本杜绝了防振锤滑移甚至脱落,降低了线路投资。” 其中,洋县变-佛坪开关站段还首次在陕南山区大面积采用了2×720毫米大截面导线,传输容量更大,线路更安全可靠,得到了业主的高度肯定。
提供优质服务 注入能建“血液”
西成客专供电工程共分为三个阶段进行建设。5月11日,330千伏洋县变,330千伏洋县变~330千伏洋县牵引变I回线路以及南山变-户县牵330千伏线路成功带电投运,标志着第一阶段工程全部按时供电,为西成高铁陕西段调试提供电力“血液”。6月4日,第二阶段“2站5线”项目成功投运,为西成高铁全面供电提供了重要保障。
离计划通车时间不足6个月,时间十分紧迫。作为西成专线供电工程变电部分设总,康乐深感责任重大:“在目前投运的变电站中,佛坪330千伏开关站是地基处理难度最大的,我们克服了许多困难,确保开关站在一年时间内建设完成并顺利投运。”
佛坪330千伏开关站位于一片弃石场上,施工前需要对表面石块进行清理,但位于地表下的石头只能在施工中解决。“在石渣堆上打桩在全国范围内是首次。打桩前我们就定好了位置,但有时桩打到3、4米时就遇到了大石头,这时候必须迅速调整位置,就像‘买彩票’一样,只能碰运气!”土建主设人邵建华笑着说。据了解,整个变电站几百根桩中大约有三分之二需要打3次以上才能最终完成,打桩工作一共持续了近4个月。
特殊的地质条件,也给变电站接地方案的设计带来了困难。碎石电阻率高,必须想办法降阻。“如果使用接地井,就要对大石头进行爆破,但有一些石头连着山,难度大成本高;如果使用降阻剂,灌入地下时可能会从石头缝隙中流走,同时会对环境造成污染。最后,我们决定采用水下接地网方案,在站址南侧的河里将扁钢呈网状铺设,扩大接地面积。”电气一次主设人姜源说。
该站建设以来,陕西院派出电气、土建、通信等各专业人员不间断轮流驻守现场,提供工代服务,积极配合解决现场问题。在大家的共同努力下,变电站电气施工只用了45天。进入投运阶段后,设计人员更是24小时驻守现场,积极与施工、建设、运行单位沟通联系,有效提高工程设计和服务质量,确保项目正常运转。
6月20日,西成高铁陕西段联调联试正式启动,向全线开通运营又迈进了坚实的一步。作为西成客专供电工程第三阶段重点项目之一,330千伏杨家山开关站正在全力建设之中。“截至6月25日,一次设备已经安装接线完成,一次设备区逐步清理地面,二次设备安装调试工作基本完成,变电站HGIS全部通过耐压试验。”电气一次专业毕宇飞介绍道。目前,第三阶段工程均已完成验收,即将带电投运。
背景资料
我国首条穿越秦岭的高铁——西成客专预计年内通车,届时,西安至成都列车运行时间将由目前的16小时缩短至3小时,成为贯穿川陕两地的交通大动脉,而正在加紧建设的西成客专供电工程将为这条大动脉输送源源不断的电力。