冀文彬 孫淼 孫寒非
【摘要】隨著時間的推移,一大批大跨越將面臨拆除,但現(xiàn)在關(guān)于大跨越拆除的施工較少,施工技術(shù)尚不成熟。本文以皖中長江大跨越拆線工程為例,對工程面臨的難點、相關(guān)施工方案進行論述和分析。
【關(guān)鍵詞】長江大跨越;拆線;定位;經(jīng)緯度
1、項目介紹
220kV 皖中長江大跨越段于 1958 年開工建設(shè),1960 年建成投入運行,南岸跨越塔位于東梁山頂全高 114m(其中塔筒高 99.0m),北岸跨越塔位于長江北岸聶莊村長江大堤外全高 116m(其中塔筒高 101.0m),為我國首批 220kV 大跨越塔。
在地市公司間的220千伏環(huán)網(wǎng)解裂后,皖中大跨越一直處于退役狀態(tài)。由于服役超過50年,其設(shè)備狀況存在諸多安全隱患,尤其是二基跨越塔混凝土塔身的風化及南跨越塔基礎(chǔ)出現(xiàn)的沉降,更是重大的安全隱患。
2、工程主要難點
皖中長江大跨越投運近60年,設(shè)備老化嚴重,存在諸多安全隱患;大跨越拆線施工與架線施工不同,目前尚無成熟施工經(jīng)驗、工藝可借鑒;長江封航時間每日僅有4小時,在規(guī)定封航時間內(nèi)至少需要完成1根導(dǎo)線/地線拆除施工;導(dǎo)線回收過程中需要考慮江水對導(dǎo)線作用產(chǎn)生的橫線路方向的沖擊。這些都給大跨線路拆除施工帶來前所未有的風險和挑戰(zhàn)。
3、技術(shù)原理
3.1總體設(shè)計
本項目使用非張力方式墊船法來進行導(dǎo)地線拆除,達到降低施工風險的目的;通過給定船只經(jīng)緯度坐標,施工船利用GPS實現(xiàn)就位的方法將就位時間控制在30分鐘以內(nèi),給舊線拆除回收留下充足時間。
3.2分析思路
1)對于皖中長江大跨越若采用張力回收舊線的方式,導(dǎo)線落至江面時水平張力達到100kN以上,需要大噸位張力車長時間反張作業(yè),對機械設(shè)備要求較高,存在設(shè)備風險;回收過程用時較長,無法在封航的4小時以內(nèi)完成。為此采用非張力方式墊船法完成舊線拆除,在江面布置船只,將導(dǎo)地線落至江面船上,完成回收。
2)皖中大跨越導(dǎo)地線拆除需對長江航道實施封航,與海事部門溝通每日可封航4小時。施工時,船只需按照統(tǒng)一間距排布在拆除線路下方,用以承托導(dǎo)地線。但拆線施工需使用6艘船舶整齊排于江面,統(tǒng)一調(diào)度復(fù)雜,預(yù)計時間在90分鐘,無法在剩余時間內(nèi)完成舊線回收,影響通航。本項目首次采用經(jīng)緯度坐標法,船只根據(jù)坐標利用GPS迅速完成就位。
3.3實施方案
1)為了解決張力方式回收舊線風險難以控制的問題,創(chuàng)新性的使用非張力方式墊船法完成舊線拆除。根據(jù)施工段江面寬度在江面安排多艘船舶,并與海事部門聯(lián)系,確認拆線水域水深數(shù)據(jù),根據(jù)水深選擇施工船只型號。施工時,在北岸進行松線作業(yè),江面導(dǎo)線落至船上,在北岸完成開斷后,南岸回收舊線。
2)對于施工船就位時間長的問題,首次使用經(jīng)緯度坐標定位法完成就位。通過在現(xiàn)場南北岸跨塔懸垂串正下方采集坐標,利用奧維地圖測距功能間隔150m布設(shè)船只,將船只經(jīng)緯度坐標導(dǎo)出;在施工前,在拆線段江面進行多次試錨,船只利用GPS根據(jù)所給坐標進行就位,討論總結(jié)經(jīng)驗,進行調(diào)整,在整個拆線施工中應(yīng)用。
3.4實施步驟
3.4.1前期調(diào)查
1)皖中長江大跨越長江北岸跨越位置位于馬鞍山市和縣西梁山鎮(zhèn)聶莊西南、西梁山北側(cè)約1000m處,長江南岸跨越位置位于蕪湖市鳩江區(qū)天門山風景區(qū)東梁山,跨越檔長約1410m,南岸導(dǎo)線錨塔與南岸跨越塔檔距約484m,北岸導(dǎo)線錨塔與北岸跨越塔檔距約472m,整個跨越耐張段長約2365m。
2)跨越處為長江主航道,北岸側(cè)為上行航道,南岸側(cè)為下行航道。通行船只較多,主要為貨運航只。正常水位時,跨越處江面寬度約975m,,水深約40m,水流速度近4m/s。
3.4.2受力分析計算及模擬
1)通過查閱設(shè)計資料,現(xiàn)場觀測弧垂,采用懸鏈線法對導(dǎo)地線張力進行計算。
2)使用CAD進行模擬,得到:當導(dǎo)線落于船上時下導(dǎo)線水平張力由102kN降至28kN,上相導(dǎo)線水平張力由108kN降至25kN,地線水平張力由20.8kN降至6.5kN。
3.4.3船只型號、經(jīng)緯度確定
1)通過咨詢海事部門及有經(jīng)驗的船長,項目組最終決定墊船選用為2000t級,沿江面共布置6艘,間隔150m排開。
2)在南北岸跨塔懸垂串正下方采集坐標,并在奧維地圖上進行標記;利用奧維地圖測距功能連接南北岸坐標,根據(jù)江面寬度間隔150米平均布設(shè)船只,將船只經(jīng)緯度坐標以度分格式導(dǎo)出。
3.4.4船只試錨
在施工前,根據(jù)所得坐標進行多次試錨。試錨發(fā)現(xiàn)所給坐標位置與就位位置有偏差,原因是:國內(nèi)經(jīng)緯度坐標在通過軟件導(dǎo)出時自動添加偏移,造成導(dǎo)出的經(jīng)緯度坐標與現(xiàn)場實際定位偏差約300米。小組成員經(jīng)過查詢資料,將導(dǎo)出格式設(shè)置為無偏移的txt格式,進行了第二次試錨,第二次坐標調(diào)整后,船只定位準確。
3.4.5實施應(yīng)用
總結(jié)試錨經(jīng)驗,應(yīng)用于整個工程。施工時,6艘船只全部按照坐標就位;北岸松線場不斷松線,舊線落至船面上;在北岸錨線點開斷舊線,南岸張力機收線,北跨塔錨線點至松線場間的導(dǎo)線在錨線點開斷系繩后與南岸收線同步進行;江中導(dǎo)線回收完畢后,施工駁船立即撤離,即可恢復(fù)通航。
結(jié)語:
目前國內(nèi)外對于長江大跨越線路施工方面,主要為架線施工,對于拆線施工尚無成熟的施工經(jīng)驗。本項目使用的以經(jīng)緯度坐標快速就位船只,墊船承托導(dǎo)地線的方法,在國內(nèi)外尚屬首次。項目的成功應(yīng)用,將施工船就位時間由原定的90分鐘縮短到30分鐘,整個工期由原定8天縮短至5天,提高了施工效率和安全性,具有國內(nèi)領(lǐng)先水平,并為長江大跨越線路拆除施工積累了經(jīng)驗,奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
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