田衛(wèi)東

（中鐵建大橋工程局集團(tuán)電氣化工程有限公司 天津 300300）

1 引言

在國家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，鐵路建設(shè)覆蓋面越來越廣。高鐵網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，給沿線及周邊城市帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益增長［1］。在新建鐵路征地范圍內(nèi)存在大量需遷改的電力線路，特別是處于城區(qū)內(nèi)、跨越高速鐵路的高壓架空電力線路。在征拆改造施工過程中，應(yīng)確保高速鐵路的正常運(yùn)營及行車安全，同時(shí)又要防止在城區(qū)進(jìn)行大規(guī)模和長時(shí)間的停電建設(shè)對市民的社會(huì)生活造成干擾。因而，需要對城區(qū)內(nèi)高壓電力線路上跨高速鐵路遷改技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與研究，為鐵路電力線路遷改施工提供引導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)。

2 電力線路遷改技術(shù)要求

2.1 遷改原則及要求

2.1.1 遷改原則

原則上，對新建鐵路站前工程施工和既有線路行車安全造成阻礙的輸電桿路全部改移。以當(dāng)?shù)丶扔芯€路規(guī)劃及新建鐵路紅線范圍為依據(jù)，對影響新建鐵路站前工程的輸電線路原則上要求一次遷改到位。對產(chǎn)權(quán)部門已列入近期（五年內(nèi)）規(guī)劃改造的線路則應(yīng)按遷改要求處理［2］。

2.1.2 遷改要求

按照現(xiàn)行《10 kV及以下架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL／T 5220-2005）［3］、《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL／T 5219-2014）［4］、《鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10008-2015）［5］、《110～750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50545-2010）中相關(guān)規(guī)定［6］，結(jié)合新建鐵路線路施工規(guī)范，制定電力線路遷改關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下:

（1）架空線

架空電力線路與鐵路交叉跨越或接近的要求見表1。

表1 電力線路與鐵路交叉跨越或接近的要求

（2）電纜線路

電力線纜選取交聯(lián)聚乙烯鎧裝銅芯電纜，截面積應(yīng)留有擴(kuò)容空間且滿足當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司未來規(guī)劃要求。

在路基已經(jīng)預(yù)埋了過軌通道的條件下才可以采用就近過軌的方式，否則需要繞行至預(yù)埋點(diǎn)或橋涵下電纜過軌。

為便于日常維護(hù)及應(yīng)急處理，電纜線路下穿軌道要求使用兩根鋼管進(jìn)行防護(hù)，其中一根鋼管作為電纜保護(hù)管，另一根鋼管作為故障維修備用管，在路基兩側(cè)砌筑兩處檢修井，連接兩根保護(hù)管。采用內(nèi)徑大于電纜直徑1.5倍且壁厚不小于3 mm的熱鍍鋅液壓流體無縫鋼管作為保護(hù)管。盡量避免在路基處接頭，必要時(shí)需要采取螺紋套管或焊接方式接頭。當(dāng)保護(hù)管防護(hù)距離大于40 m時(shí)，應(yīng)沿鋼管進(jìn)行縱切做防渦流處置。

電纜過軌敷設(shè)時(shí)，電纜保護(hù)管兩端距離軌道中心需大于500 cm，保護(hù)管距軌道底面大于100 cm；若路基外側(cè)有電纜管溝或水溝，保護(hù)管需延長至最外層管溝或水溝外邊緣200 cm以外處，且埋深需大于溝底面50 cm；當(dāng)路基外側(cè)有機(jī)械車輛通道時(shí)，鋼管應(yīng)防護(hù)至道路外側(cè)大于300 cm處，且埋設(shè)深度需根據(jù)路面最大承載計(jì)算；鐵路范圍外普通地面電力線纜敷設(shè)埋深需大于70 cm，耕地埋深需大于100 cm。

城市道路邊的電纜徑路和敷設(shè)方式應(yīng)符合當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門的要求。

2.2 有關(guān)電力線路影響情況及處理

（1）35 kV及以下電壓等級交叉跨越的電力遷改線路，一般采用電纜下穿軌道鋼管防護(hù)的處理方式。

（2）35 kV以上電壓等級交叉跨越的電力遷改線路，均采用提升桿路方式跨越［7］。跨越檔兩端一般使用耐張塔。如果桿塔形式不滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在合適位置重新組立鐵塔，以滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）與新建鐵路線路平行的電力線路遷改，根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司規(guī)劃遷移出鐵路紅線征地范圍，就近接入新線路。

3 高壓電力線路上跨高速鐵路遷改常用施工技術(shù)分析與對比

3.1 上跨高速鐵路電力遷改傳統(tǒng)施工技術(shù)

（1）橋式跨越架施工技術(shù)

橫跨鐵路線路兩端搭設(shè)簡易橋臺，在兩側(cè)橋臺之間鋪設(shè)橋梁。高空作業(yè)人員可以在橋梁上人工敷設(shè)電纜，施工時(shí)不會(huì)對跨越處鐵路設(shè)備設(shè)施造成干擾。

（2）自立式跨越塔施工技術(shù)

在鐵路兩側(cè)組立專門的跨越鐵塔，并于跨越檔之間鋪設(shè)封頂網(wǎng)，用來保護(hù)被跨越高鐵設(shè)備設(shè)施，保證架線拆線施工時(shí)，導(dǎo)地線不接觸高鐵設(shè)備設(shè)施。

（3）索道跨越施工技術(shù)

利用跨越高鐵兩側(cè)的鐵塔作為跨越架體，使用高強(qiáng)度、高絕緣性繩索作為索道的承力繩索，在跨越檔承力繩索上敷設(shè)保護(hù)索道［8］，使導(dǎo)線在索道內(nèi)安全通過，防止對跨越檔下方的高速鐵路運(yùn)行造成影響。

3.2 上跨高速鐵路電力遷改傳統(tǒng)施工技術(shù)分析

（1）橋式跨越架施工技術(shù)分析

主要優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)度高、承載力大；作業(yè)人員可以在橋梁上人力敷設(shè)導(dǎo)線，安全性好、作業(yè)效率高。

主要缺點(diǎn):橋梁的設(shè)計(jì)施工需要具有資質(zhì)的專業(yè)隊(duì)伍；橋墩需要征地，跨越施工成本高、工期長、經(jīng)濟(jì)性差；搭設(shè)和拆除橋式跨越架對高鐵的正常運(yùn)營易造成影響。

由于橋式跨越架的搭設(shè)和拆除對高鐵運(yùn)營安全影響大、經(jīng)濟(jì)性差，不適宜應(yīng)用在跨越高速鐵路遷改施工中［9］。

（2）自立式跨越塔施工技術(shù)分析

主要優(yōu)點(diǎn):自立式鐵塔穩(wěn)固性好、強(qiáng)度高，可根據(jù)跨越高鐵的高度和跨越檔距的大小自由設(shè)置承力梁寬度。適用于較惡劣施工條件，發(fā)生意外時(shí)可承受較大載荷［10］。

主要缺點(diǎn):鐵塔基礎(chǔ)需要依據(jù)鐵塔承重和地質(zhì)條件編制專項(xiàng)方案，經(jīng)濟(jì)性較差；鐵塔的組立和基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)所需時(shí)間較長；同時(shí)還涉及征地補(bǔ)償。

（3）索道跨越施工技術(shù)分析

主要優(yōu)點(diǎn):所需材料成本低，解決了路徑狹小的問題；土地征用、青苗補(bǔ)償都有所減少，經(jīng)濟(jì)性好；適用于地形崎嶇狹窄無法搭設(shè)跨越架及跨越檔角度過小的地段。

主要缺點(diǎn):由于跨越索道距離通常較長，受繩索力學(xué)性能影響，跨越檔距不能過大。

4 飛機(jī)織網(wǎng)跨越技術(shù)

由于跨越鐵路遷改施工的特殊性，必須保證施工中不能對高速鐵路的正常運(yùn)營造成影響。通過對國內(nèi)外常見的高壓電力線路跨越高速鐵路遷改施工的分析，綜合考慮各種施工技術(shù)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)效性，提出一種經(jīng)改進(jìn)與優(yōu)化的新型施工技術(shù)——飛機(jī)織網(wǎng)跨越技術(shù)。

4.1 飛機(jī)織網(wǎng)跨越施工技術(shù)介紹

利用跨越線路兩側(cè)鐵塔作為承力塔，在兩側(cè)承力塔上分別安裝承力梁，在兩根承力梁之間通過無人機(jī)放線、張力牽引置換方式架設(shè)四根主承力索。采用迪尼瑪繩織安全網(wǎng)，并將安全網(wǎng)架設(shè)于承力索上。利用安全網(wǎng)來保護(hù)被跨越的高速鐵路設(shè)備設(shè)施，以保證遷改施工時(shí)，導(dǎo)地線不接觸高速鐵路設(shè)備設(shè)施，保證高速鐵路正常運(yùn)營。

4.2 飛機(jī)織網(wǎng)跨越高速鐵路遷改技術(shù)比較分析

4.2.1 飛機(jī)織網(wǎng)跨越技術(shù)分析

無人飛機(jī)按飛行方式主要分為多旋翼和固定翼兩類［11］。本施工技術(shù)采用多旋翼無人飛機(jī)展放導(dǎo)引繩，牽張機(jī)置換承力索與導(dǎo)地線，全部施工過程均在高速鐵路安全距離上方，對高速鐵路正常運(yùn)營無影響。

以跨越線路兩側(cè)既有鐵塔作為承力塔，不需要專門組立跨越架，跨越成本低，并且鐵塔所能承受的載荷較大。

在兩基跨越檔鐵塔之間搭設(shè)安全網(wǎng)，可滿足較大跨越檔距情況下的遷改施工，并且施工不受跨越角度的影響，適用范圍廣。

選用迪尼瑪繩作為織網(wǎng)材料，具有以下優(yōu)點(diǎn):

（1）迪尼瑪繩具有較大的塑性變形抗力，可承受較大的沖擊載荷，同時(shí)具有低延展性，使跨越檔間的弧垂得以保證。使用迪尼瑪繩做為承力索在牽引導(dǎo)線時(shí)接觸網(wǎng)與導(dǎo)線的凈空距離滿足鐵路相關(guān)部門的技術(shù)要求，進(jìn)而保證高速鐵路正常運(yùn)營，鐵路設(shè)備設(shè)施不受破壞。

（2）迪尼瑪繩具有高結(jié)晶度和高模量的物理特性，使其不易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，耐腐蝕，有較長的撓曲壽命。帶電作業(yè)人員的安全得以保證，鐵路設(shè)施設(shè)備也不會(huì)受到破壞。

（3）迪尼瑪繩材質(zhì)輕，同等破斷拉力強(qiáng)度條件下，迪尼瑪繩的每米重量只有鋼絲繩的15%。使用迪尼瑪繩有利于降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工效［12］。

（4）迪尼瑪繩良好的耐變曲疲勞性能、耐磨性、耐候性、防紫外線以及抗化學(xué)腐蝕性等特點(diǎn)，有利于在跨越施工中循環(huán)使用。

4.2.2 飛機(jī)織網(wǎng)跨越與傳統(tǒng)施工技術(shù)比較

高壓電力線路跨高速鐵路遷改施工綜合因素對比見表2。

表2 高壓電力線路跨高速鐵路遷改施工綜合因素對_比

鑒于表2對4種上跨高速鐵路電力遷改施工技術(shù)的分析，可見從經(jīng)濟(jì)性、安全性、時(shí)效性、對高速鐵路運(yùn)行的影響等方面分析，飛機(jī)織網(wǎng)跨越施工相較于傳統(tǒng)施工方法具有明顯的優(yōu)勢。

5 結(jié)束語

在架空電力線路跨越高速鐵路遷改施工中，沒有系統(tǒng)的行業(yè)研究，也沒有相應(yīng)的國家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)。高速鐵路的安全問題已經(jīng)引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，鐵路部門也已經(jīng)提出更高的要求，這使得遷改工作施工更加困難，造價(jià)更加不可控。本文旨在提供筆者的施工經(jīng)驗(yàn)與個(gè)人見解，希望鐵路施工單位內(nèi)部也應(yīng)抓緊制定電力線路上跨高速鐵路遷改施工規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步規(guī)范高速鐵路電力線路遷改的施工技術(shù)，為高速鐵路電力線路遷改施工提供技術(shù)支持。