220kV输电线路跨越河流方案研究论文_王冠

220kV输电线路跨越河流方案研究论文_王冠

国网吉林省电力有限公司长春供电公司经济技术研究所 吉林省长春市 130012

摘要:我国电力行业发展至今已经取得了非常不错的成就。大跨越是送电线路极其重要的组成部分,跨江方案与工程造价密切相关,跨江点要求选择在地形优越、跨距小以及水文、地质条件较好的地方,并应与一般线路综合考虑,通过技术经济比较确定推荐方案。

关键词:220kV输电线路;跨越河流

引言

电力行业的快速发展带动我国其它行业发展迅速,为我国基础建设奠定了非常坚实的基础。输电线路工程跨越河流,需办理“架空电缆(线)工程建设方案行政许可”,该行政许可主要技术内容是水文设计,其中涉及的最高通航水位直接影响到航道通航安全,也是行政部门审核的关键,因此设计过程中资料收集、设计洪水位计算、航道等级及最高通航水位的确定尤为重要[1]。

1跨越点的选择

某220kV输电线路工程结合一般线路路径,拟定了北方案、中方案、南方案和南子方案共四个跨江方案。1.北方案,北方案位于已有500kV线路跨江点下游约0.8km,河道岸线稳定。跨越点左右岸都有堤防,右岸河滩较宽,高程约59米,与5年一遇洪水位(59.06m)相当,为缩小跨越档距,右岸在河滩中立塔。左岸河堤离水面约200米,河滩狭窄,冲刷严重,在河堤外立塔。此方案采用耐—直—直—耐方式,跨越档距1750米,耐张段长2650米。北方案水文、地质情况好,施工方便,但跨越点地处河流上游,偏离航空线较远,一般线路为避开城镇及其密集的村庄、企业,绕行较远。2.中方案,中方案在北方案下游约4km处,跨越点左岸河滩较窄,河滩高程约55.3m,低于5年一遇洪水位(58.6m)3.3米,低于30年一遇洪水位(59.7m)4.4米。跨越点左岸有堤防,河滩上有子河堤,将跨越塔立于子河堤堤外,右岸为自然高地,高程约68m。此方案采用耐—直—直—耐方式,跨越档距1700米,耐张段长2600米。中方案跨越点跨越档距最小,一般线路短,但跨越点位于规划的河流港区规划范围内,港航管理局不同意此方案,实施可能性小。3.南方案,南方案在中方案下游约2.3km处,距离下游高速公路大桥约0.4km,跨越点避开了河流港区规划范围,河道稳定。跨越处左岸有堤防,河滩较宽,高程约55m,低于5年一遇洪水位(58.37m)3.3米,低于30年一遇洪水位(59.47m)4.47米,河滩离水面宽度约660m,为缩小跨越档距,在河滩中立塔,右岸为自然高地,高程约68.3m。此方案采用耐—直—直—耐方式,跨越档距1800米,耐张段长2700米。4南子方案,南子方案避开了城区规划范围。跨越点右岸为宽广、低洼的河滩,高程约53米,低于5年一遇洪水位(56.65m)3.65米,低于30年一遇洪水位(58m)5米,河滩离主河道水面宽度约2km,需在河滩中立塔6基,跨越处左岸有堤防,在堤防外立塔。南子方案跨越主河道采用耐—直—直—耐方式,跨距1800米,耐张段长2700米。南子方案右岸河滩地势低洼,河道不稳定,有崩塌现象,离规划的水电站较近,电站建成后会淹没上游部分地区,线路安全性差。

2水文设计要点

根据多年来线路工程水文设计的经验,工程跨越通航河流时,申请建设许可的水文设计过程应备齐以下材料:1)遵循的技术标准;2)工程基本资料;3)通航技术指标;4)跨江点设计通航水位计算;5)跨江点最高通航水位;6)跨江点断面夏季导线弧垂最低点高程;7)跨江点断面坐标点及高程测量成果;8)水文计算结论(设计成果);9)计算过程引用的资料。

3跨江点最高通航水位确定

根据计算成果,利用交口水电站坝址上游回水资料推求,尚需要考虑下游水利枢纽工程的回水影响情况。根据《水利枢纽工程》中干流(包括北流河、蒙江)回水计算成果,支流北流河回水在交口水电站坝址尖灭,而线路跨越北流河断面在交口水电站库区,故跨江断面不受水电站库区和水利枢纽回水影响。

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4在工程施工过程中需要注意

(1)注意保护堤身的安全,避免重型机械、车辆对堤身的干扰,如有损毁,应及时向水行政主管部门汇报,并须无条件修复[4]。(2)拟建工程灌注桩基础等建筑物在护堤地范围内,因此建设单位须得到水行政主管部门许可后,方可开工建设。(3)如工程对堤防产生破坏,需委托具有相应水利资质的单位承担工程上、下游各50m范围内的堤防建设,堤防加固设计断面应征求水行政主管部门的意见,与水利规划保持一致,并与主体工程同步实施。

5通航等级确定

根据《内河通航标准》,跨江河段航道规划等级为Ⅴ级。此线路跨越的北流河河段计划按Ⅲ级航道标准复航,应按Ⅲ级航道标准,最高通航水位重现期为20年一遇洪水位进行设计。考虑到Ⅲ级航道标准对应的最高通航水位重现期高于Ⅴ级航道标准,通航更为安全,故直流输电线路工程跨越北流河河段航道通航技术等级最终按Ⅲ级设计[2]。

6跨江点通航水位计算

1)水文站设计洪水:首先根据历年最高洪水位,加入历史调查洪水位,作为特大值处理,用矩法进行统计参数初估,采用P-Ⅲ型曲线适线,确定统计参数值,计算各频率设计洪水位,得出水文站20年一遇设计洪水位为37.57m。2)比降:工程跨越点位于水文站与北流河口之间,北流河口与水文站距离约为39.74km,根据水文水资源局、北流河口至文站20年一遇的设计洪水位,推算出北流河口水文站河段水面线平均比降为0.239‰。3)跨江断面设计洪水位:工程跨江点距离上游水文站11.56km,由水文站20年一遇设计洪水位采用以上比降值推求跨江点20年一遇设计洪水位为34.81m。[3]方法二:根据下游交口水电站正常蓄水位推算跨江点通航水位。该工程跨江断面位于交口水电站库区上游8.7km。根据《内河通航标准》中规定,北流河交口水电站属无调节发电工程,坝址以上最高通航水位应采用电站正常蓄水位。

7方案比较及推荐方案

跨越塔呼高按照最高通航水位+船高+绝缘子串长+安全距离+导线弧垂+测量、设计施工误差+预留浪高—跨越塔地面高来确定。最大弧垂按JLHA1/EST300/136特强钢芯铝合金导线90℃计算。南方案左岸跨越直线塔按以下条件确定高度:跨越直线塔地面标高:55m,最高通航水位:59.3m,通航净空高:15m,绝缘子串长:6m,安全距离:3m,最大弧垂:140.6m,测量、设计、施工误差:3m,预留浪高:2m,故左岸跨越直线塔呼高:174m。右岸地面高程为68.3m,同理计算得右岸跨越直线塔呼高为161m。两岸跨越直线塔高度不一样,设计施工难度大,按两岸跨越塔直线高度相同考虑,跨越塔呼高168m。[4]经由比较发现,中方案最优,投资最小,但航道管理部门不同意,中方案不成立;南子方案跨越处有8基铁塔会被淹没,安全稳定性差,建议不在此跨越;北方案跨江方案较优,但一般线路绕行远,工程总投资比南方案高出463万元。综合比较,推荐南方案。

结语

线路跨江点应与一般线路综合考虑,通过技术经济比较确定推荐方案,提高工程经济性,对工程建设具有重大意义。

参考文献

[1]张东升.送电线路导、地线最大使用应力配合分析[J].供用电,2004,21(4):12~14.

[2]岳广义.新架空线路设计规范的学习与探讨[J].科技信息,2012(19):86.

[3]孙精石.从《内河通航标准》看某些特殊限制性航道宽度的确定[J].水道港口,2006,27(5):300~305.

[4]李青云.长江堤防工程安全评价的理论和方法研究[D].北京:清华大学,2002.

论文作者:王冠

论文发表刊物:《中国电业》2019年10期

论文发表时间:2019/11/5

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