廣州匯雋電力工程設(shè)計(jì)有限公司 張順平

1 電力工程勘察設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 設(shè)計(jì)勘察設(shè)計(jì)周期

電力工程勘察設(shè)計(jì)工作具有較強(qiáng)的復(fù)雜性、系統(tǒng)性與專(zhuān)業(yè)性，因此在工程項(xiàng)目前期，應(yīng)為勘察工作留出足夠時(shí)間，并對(duì)整個(gè)電力工程工期進(jìn)行合理規(guī)劃?？辈煸O(shè)計(jì)實(shí)踐中，特別要做好重點(diǎn)區(qū)域的勘察工作，確保相關(guān)數(shù)據(jù)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，使其達(dá)到預(yù)期的參考價(jià)值。

1.2 設(shè)計(jì)勘察設(shè)計(jì)綱要

勘察設(shè)計(jì)綱要是電力工程勘察設(shè)計(jì)工作中的指導(dǎo)性文件，相關(guān)單位應(yīng)在開(kāi)始工程勘察前完成綱要設(shè)計(jì)，對(duì)具體的勘察內(nèi)容及時(shí)間進(jìn)度加以明確，確保嚴(yán)格按照勘察綱要要求推進(jìn)勘察設(shè)計(jì)工作，避免出現(xiàn)錯(cuò)漏、疏忽等情況。

1.3 應(yīng)用多樣化勘察技術(shù)

為提高電力工程勘察設(shè)計(jì)工作質(zhì)量和效率，應(yīng)加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，確?？辈鞌?shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性。采用傳統(tǒng)勘察手段往往難以達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的地質(zhì)參數(shù)要求，而在波速測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等實(shí)地勘察技術(shù)和試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用下，可準(zhǔn)確獲取巖層性質(zhì)、變形特征等參數(shù)，并進(jìn)行有效分析。例如，在電力工程勘察設(shè)計(jì)中，可通過(guò)多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)分析巖層性能數(shù)據(jù)；通過(guò)回歸分析技術(shù)獲取巖層承載力特征；采取克里格法統(tǒng)計(jì)原理對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析等。

1.4 采用現(xiàn)代化勘察技術(shù)與設(shè)備

近年來(lái)，電力工程勘察技術(shù)與設(shè)備不斷更新?lián)Q代，為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的勘察準(zhǔn)確性要求，相關(guān)單位應(yīng)加大在技術(shù)設(shè)備方面的投入，積極使用新型技術(shù)與設(shè)備，為勘察設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供支持。與此同時(shí)，還需要對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以電力工程地質(zhì)勘察工作為例，一是要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、水文數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)分析，二是要檢查工程地基結(jié)構(gòu)、施工方案等的合理性，以提高電力工程質(zhì)量[1]。

1.5 建立完善的監(jiān)管機(jī)制

電力行業(yè)應(yīng)針對(duì)勘察設(shè)計(jì)工作制定相應(yīng)的監(jiān)管機(jī)制，適當(dāng)提升準(zhǔn)入門(mén)檻，避免資質(zhì)較差、技術(shù)水平較低的單位擾亂市場(chǎng)秩序。而且，在健全監(jiān)管機(jī)制的作用下，可對(duì)電力工程勘察設(shè)計(jì)全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)管，確保滿足勘察綱領(lǐng)要求，避免出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。

2 新技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 3S 技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及各種探測(cè)傳感器的發(fā)展，3S 技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。3S技術(shù)包括遙感技術(shù)（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS），對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行綜合利用可對(duì)勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)展開(kāi)全面分析，達(dá)到優(yōu)化電力線路路徑設(shè)計(jì)、縮短勘測(cè)設(shè)計(jì)工期、減少成本投入等目的。

2.1.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要包括以下兩方面。一是獲取電力線路基本信息，在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)人員可通過(guò)遙感技術(shù)獲取地形地貌、河流分布等基礎(chǔ)地理信息，明確現(xiàn)有電力線路鋪設(shè)情況，為定線定位設(shè)計(jì)提供參考。二是優(yōu)化電力工程線路，相關(guān)人員可通過(guò)信息處理平臺(tái)處理遙感圖像信息，對(duì)經(jīng)濟(jì)因素、安全因素等進(jìn)行綜合對(duì)比，選擇最優(yōu)的電路工程線路。相較于傳統(tǒng)勘測(cè)手法，遙感技術(shù)可以有效克服現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的影響，可高效繪制地圖，直觀全面地獲取圖像信息，為電力工程中地質(zhì)判斷、線路選擇提供參考。

2.1.2 GPS 技術(shù)

陳小華：盈利應(yīng)該是正常經(jīng)營(yíng)，而不是刻意做出來(lái)，而且是不是好公司不該由盈利與否來(lái)評(píng)判。58到家目前人員是第一大投入，廣告很少。58到家逐漸具備隨時(shí)盈利的能力，但是現(xiàn)在不會(huì)把盈利放在主要目標(biāo)。

GPS 技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要包括以下兩方面。一是實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)家控制點(diǎn)的檢測(cè)與應(yīng)用，GPS 測(cè)量可克服通視條件和距離阻礙，最大限度提升國(guó)家控制點(diǎn)檢查的精度和可靠性。點(diǎn)間距離檢核的方法主要有兩種，分別是解算GPS 觀測(cè)值再得到點(diǎn)間弦長(zhǎng)以及通過(guò)國(guó)家控制點(diǎn)坐標(biāo)成果反算GPS 觀測(cè)值。

二是控制投影變形處理，廠區(qū)GPS 控制測(cè)量往往需要與國(guó)家坐標(biāo)高程系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)系，但測(cè)量期間正形投影會(huì)產(chǎn)生一定的投影變形，因此可通過(guò)GPS 控制測(cè)量投影變形，提高測(cè)量工作精度?？偟膩?lái)看，GPS 技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可提供空間參考基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)電力工程空間地理數(shù)據(jù)的采集與更新，起到優(yōu)化電力線路輔助設(shè)計(jì)的作用。

2.1.3 GIS 技術(shù)

利用GIS 技術(shù)可以建立電力線路信息平臺(tái)，為電力線路規(guī)劃與路徑選取提供便利，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、空間圖形數(shù)據(jù)操作以及傳輸快速響應(yīng)的一體化。而且，基于GIS 領(lǐng)域，通過(guò)GIS 操作模式還可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和分發(fā)，相關(guān)人員可對(duì)電力工程勘測(cè)設(shè)計(jì)各項(xiàng)信息進(jìn)行快速查詢(xún)與分析，并實(shí)現(xiàn)專(zhuān)題地圖制圖輸出。

2.2 探地雷達(dá)技術(shù)

探地雷達(dá)技術(shù)用于探測(cè)地下目標(biāo)的一種無(wú)損探測(cè)技術(shù)，具有速度快、分辨率高、操作便捷、成本低等優(yōu)勢(shì)。將該技術(shù)應(yīng)用于電力工程勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域可有效為現(xiàn)有的行業(yè)困難和技術(shù)問(wèn)題提供解決方案。在當(dāng)前的電力工程中，輸電線路選線已經(jīng)不局限于平原、丘陵地區(qū)，若工程現(xiàn)場(chǎng)地形條件比較復(fù)雜且鉆機(jī)難以達(dá)到目標(biāo)塔位，就可以利用探地雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行探測(cè)分析，獲取電力工程數(shù)據(jù)信息并結(jié)合鉆機(jī)加以驗(yàn)證，起到縮減工期、節(jié)約成本的作用，進(jìn)而在電力工程勘察設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要價(jià)值。

探地雷達(dá)技術(shù)為利用高頻電磁波雷達(dá)對(duì)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行深度掃描，獲取地下待測(cè)物質(zhì)及其周邊物質(zhì)相關(guān)信息，判斷其中存在的電磁差異。該技術(shù)原理是地下待測(cè)物質(zhì)可以接收波段脈沖波并進(jìn)行一定的波段反射，探地雷達(dá)對(duì)波段反射進(jìn)行收集、分析，得到地下待測(cè)物質(zhì)的具體數(shù)據(jù)。

在應(yīng)用探地雷達(dá)技術(shù)的過(guò)程中，可通過(guò)由脈沖反射波形成的雷達(dá)圖反映出電磁波傳遞路徑、強(qiáng)弱情況等內(nèi)容，相關(guān)人員可根據(jù)圖像變化調(diào)整處理方法，并依據(jù)雷達(dá)圖波程、波頻信息探測(cè)地下管線位置，為電力工程勘察設(shè)計(jì)提供參考。采用探地雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與地震數(shù)據(jù)處理具有一定相似性，皆為增益處理、帶通濾波等普遍技術(shù)與二維濾波、反褶積等深度處理方法的結(jié)合，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，可進(jìn)一步優(yōu)化探地雷達(dá)技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果。

探地雷達(dá)技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用較為廣泛，以干擾探測(cè)為例，相關(guān)人員需要獲取不同干擾體的地下異常信息，進(jìn)而采取對(duì)應(yīng)的處理措施。

2.2.1 山體干擾

對(duì)某位于山地丘陵地區(qū)的電力工程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，受垂直山體影響，導(dǎo)致山體干擾數(shù)據(jù)剖面圖存在大面積強(qiáng)振幅干擾波形，如圖1所示。

圖1 山體干擾數(shù)據(jù)剖面圖

根據(jù)視速度公式對(duì)其進(jìn)行測(cè)算，公式表示為：

其中，θ 表示的是山體與測(cè)線夾角，測(cè)線夾角為90°；c 表示的是電磁波空氣傳播速度，經(jīng)計(jì)算得到v=0.15m/ns，該計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況一致，因此可確定為山體干擾。值得注意的是，電磁波空氣傳播速度要明顯小于地下介質(zhì)傳播，因此會(huì)表現(xiàn)出更為劇烈的干擾振幅，從而對(duì)地下有效信息的反映及獲取造成一定干擾。

2.2.2 架空線路干擾

在架空線路下設(shè)置測(cè)線，當(dāng)測(cè)線與架空線路垂直時(shí)，可以得到相應(yīng)的架空線路干擾數(shù)據(jù)剖面。該剖面呈現(xiàn)出雙曲線弧形，結(jié)合公式（1）進(jìn)行計(jì)算，可以得到介質(zhì)傳播速度為v=0.3m/ns，同時(shí)表面出現(xiàn)劇烈的振幅，因此可以判斷為是架空線路反射引起的干擾現(xiàn)象。通常情況下，在開(kāi)展電力工程勘察設(shè)計(jì)的過(guò)程中，高等級(jí)架空線路涉及的線路較多，與更多相位數(shù)關(guān)聯(lián)；民用照明涉及的線路較少，關(guān)聯(lián)相位數(shù)也少，在設(shè)置多個(gè)架空線路后，會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的弧形干擾，從而對(duì)有效信息的獲取造成不利影響。

2.2.3 電線桿干擾

當(dāng)測(cè)線與若干電線桿平行時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的干擾問(wèn)題。電線桿干擾數(shù)據(jù)剖面與架空線路干擾數(shù)據(jù)剖面存在一定的相似性，且計(jì)算得到介質(zhì)傳播速度為0.3m/ns，振幅較強(qiáng)，因此可以判斷為是電線桿反射引起的干擾現(xiàn)象。然而在實(shí)際電力工程勘察設(shè)計(jì)中，兩種干擾也存在一定差異。一是架空線路多為多根高壓線且產(chǎn)生多組高壓弧形，相較之下，電線桿弧形數(shù)量與影響范圍有限；二是由于二者采用的材質(zhì)不同，形成的弧形也有一定差異，一般來(lái)說(shuō)電線桿弧形相對(duì)較?。蝗羌芸站€路可引發(fā)多次振蕩。

2.3 面波技術(shù)

面波技術(shù)全稱(chēng)為多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)，作為一種新型物探技術(shù)在電力工程勘察領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)利用頻散特性，可為電力工程地質(zhì)問(wèn)題提供解決方案。近年來(lái)，隨著相關(guān)研究的持續(xù)深入，該技術(shù)被更多應(yīng)用于滑坡、斷裂帶等不良地質(zhì)體的探測(cè)中，為大量電力工程面波勘察工作的開(kāi)展提供技術(shù)支持。

以某高壓輸電線路工程為例，工程現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)山區(qū)、厚角礫層，存在軟弱夾層問(wèn)題，為獲取塔基地層信息，相關(guān)人員通過(guò)多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)輔以坑探手段展開(kāi)地質(zhì)勘察。工程現(xiàn)場(chǎng)使用SWS 型面波儀，其技術(shù)原理是在彈性分界面處產(chǎn)生面波并沿界面?zhèn)鞑?。其表現(xiàn)特性主要包括以下幾方面：一是均勻介質(zhì)條件下，面波傳播速度與振動(dòng)頻率無(wú)關(guān)，且表現(xiàn)出頻散特性。二是面波在多層介質(zhì)中表現(xiàn)出明顯的頻散特性。而且，在面波波長(zhǎng)一致的情況下，可以反映地質(zhì)條件的水平方向變化；在面波波長(zhǎng)不一致的情況下，可以反映地質(zhì)條件的不同深度垂直方向變化。通過(guò)設(shè)置檢波器可對(duì)面波傳播過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，相鄰道長(zhǎng)度下面波傳播速度公式表示為：

其中，VR表示的是面波傳播速度；Δx 表示的是道間距；Δt表示的是相鄰檢波器記錄的面波時(shí)間差；f 表示的是面波頻率；Δφ 表示的是相位差。

3 新技術(shù)在電力工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐與效果分析

3.1 工程概況

本工程項(xiàng)目為電力隧道工程，為提高勘察數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性與可靠性，項(xiàng)目開(kāi)始期間以解決以往工程難題為著力點(diǎn)，加強(qiáng)了對(duì)先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，在3S 技術(shù)等的支持下，為勘察設(shè)計(jì)工作提供支持。本工程施工內(nèi)容以隧道施工為主體，隧道全長(zhǎng)為167m，埋深10±0.3m，地下水位埋深為8.6～9.1m。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察，工程現(xiàn)場(chǎng)淺部地層分布情況見(jiàn)表1。

表1 電力隧道施工淺部地層分布情況

3.2 常見(jiàn)問(wèn)題

我國(guó)電力工程建設(shè)方面起步相對(duì)較晚，電力工程勘察設(shè)計(jì)技術(shù)水平也比較落后。因此，對(duì)于電力隧道工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，往往面臨一定問(wèn)題影響工程勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量。首先是勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量水平較低。一方面工程中可采用的技術(shù)手段相對(duì)落后，難以滿足勘察精準(zhǔn)度與及時(shí)性要求；另一方面，部分勘察設(shè)計(jì)單位為降低預(yù)算未對(duì)勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)核，導(dǎo)致勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量降低。

3.3 解決措施

針對(duì)上述問(wèn)題，本工程計(jì)劃引入先進(jìn)新技術(shù)為電力隧道工程提供支持。通過(guò)GIS 技術(shù)、探地雷達(dá)技術(shù)等獲取地質(zhì)信息。經(jīng)技術(shù)探測(cè)，電力隧道工程現(xiàn)場(chǎng)土層充填物以砂土為主混有少量礫石，含量約為30%。同時(shí)，根據(jù)電力工程規(guī)定及施工方法要求，設(shè)計(jì)人員對(duì)工程地質(zhì)、水文條件、隧道寬度、埋置深度等條件進(jìn)行綜合分析，選擇“馬蹄型”斷面完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并確定相應(yīng)的施工技術(shù)參數(shù)。設(shè)計(jì)工作需要在勘察設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行，在3S 技術(shù)的支持下，大幅提升了電力工程勘察數(shù)據(jù)獲取的精確性與可靠性，滿足了電力隧道工程對(duì)技術(shù)參數(shù)的精確性要求；同時(shí)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用還可以顯著縮短數(shù)據(jù)獲取的周期，保證在短時(shí)間內(nèi)完成地質(zhì)數(shù)據(jù)采集，為電力工程的順利推進(jìn)打下基礎(chǔ)。