王浩淼 王弋 方平凱

國網通用航空有限公司 北京 102209

摘要：為解決特高壓建設中存在的關鍵施工技術難題，全面提升特高壓電網建設水平，依托浙北～福州和錫盟～山東兩條特高壓交流線路，相繼進行了應用直升機參與特高壓工程施工的科技研究和試點應用。本文回顧了近年來國內直升機在特高壓電網工程中的應用情況，介紹了直升機在輸電線路施工過程中物資運輸、基礎施工、組立鐵塔、張力放線等方面的研究探索和應用實施，并展望了直升機施工技術在應用推廣中的發(fā)展前景。

關鍵詞：直升機施工；特高壓鐵塔；組塔放線；作業(yè)效率

0 引言

我國幅員遼闊，能源儲備與電力負荷分布不均衡。為增強更大范圍內電力資源優(yōu)化配制能力，滿足不同區(qū)域不斷增長的用電需求，大規(guī)模的特高壓電網的建設正迅速發(fā)展。特高壓輸電線路施工過程中，不可避免地要途徑高山、大嶺等嚴苛施工環(huán)境，若采取常規(guī)施工方法，工程難度大、效率低，需研究采取先進施工手段，克服惡劣的自然條件進行特高壓線路的施工。

采用直升機參與特高壓輸電線路施工，具有效率高、適應性強、自然資源破壞少、節(jié)約人工等優(yōu)勢。直升機在電網運行中已逐漸承擔了電力巡線、檢修作業(yè)等任務，在超、特高壓線路的日常運維、重大氣象地質災害發(fā)生時的應急搶險等方面發(fā)揮著重大作用，同時，關于直升機在輸電線路施工方面的科研嘗試和推廣應用都有了顯著進展，對提升電網機械化施工水平有著重大推動作用。

1應用直升機運輸施工物資

輸電線路地形情況大多比較復雜，選擇一種安全、經濟、高效、環(huán)保的運輸技術，對提升工程進度、降低施工成本、保證運輸物件的質量、保護環(huán)境具有重要意義。施工材料及工器具采用何種小運方式是決定施工進度的重要因素。特高壓工程施工材料及工器具單件質量或尺寸均較大，目前主要采用索道、普通車輛或特種運輸車輛的直達運輸方式。針對位于山地等較為惡劣地形的塔位和單基材料量較多、單件尺寸或質量較大的塔位，施工中主要采用索道運輸方式。

而在浙北～福州1000kV特高壓交流工程16標段中，地形主要以高山大嶺為主，部分為山地，線路沿線植被茂密，附近沒有可以利用的車行道路，交通非常困難。如單獨使用索道方式進行施工，不僅周期長進度慢，一些困難地段人員和機械也很難進入。為提高浙北-福州特高壓輸電線路建設速度，采用直升機開展吊運作業(yè)，將塔材送上預定塔位，取得了顯著成果。

2013年12月至2014年3月，在浙北～福州工程福建無人區(qū)，國網通航公司采用KA-32直升機進行了物料運輸技術試點（試驗），累計飛行140余小時，吊運853次，運輸塔材等物料2400余噸，有效緩解了無人區(qū)施工壓力。

圖1-1 Ka-32直升機吊運塔材

從統計數據看，利用直升機開展物資運輸大大加快了輸電線路建設速度。特高壓輸電線路每基鐵塔塔材重量達160～180噸，在無索道的情況下利用騾馬與人力運輸需30天左右的時間才能完成1基塔材運輸；若利用索道運輸也需15天左右的時間，而按照浙福線直升機單日平均運輸塔材92.39噸計算，利用直升機運輸1基特高壓輸電線路鐵塔塔材平均僅需2天，在運輸7L026（A29+1）塔位物資時更創(chuàng)造了單日吊運152.87噸的記錄，A29+1塔位塔材全部運輸僅用時1天零2個小時，非索道及騾馬運輸可比，特別是吊運A25號塔位塔材時，塔位處于坡度超過70度的山脊，飛機吊裝的鋼材準確穩(wěn)定卸載在陡坡的指定位置上。充分證明在高山峻嶺等交通困難地段利用直升機開展運輸物資作業(yè)可大大提高施工進度和施工效率，同時以較少的人力投入完成物資運輸作業(yè)任務。

2應用直升機參與基礎施工

特高壓工程基礎混凝土方量較大，施工階段要求塔位設置混凝土攪拌點。建設混凝土攪拌站，實施集中攪拌，能夠進一步提高施工質量、效率，減少施工現場占地面積。根據各塔位的地形、道路條件，施工中一般選擇地泵、翻斗車運送混凝土至塔位基礎的方式。

但遇到高山大嶺地勢時，道路崎嶇，車輛難以進入，交通運輸極為困難。隨之而來的是修筑施工道路經濟和環(huán)境成本過高。直升機吊運混凝土已有較完善的工藝流程，國家電網公司通過研究設計，開發(fā)適配直升機作業(yè)的混凝土吊罐并制定標準，2007年11月4日在1000kV晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗示范工程中首次采用直升機吊運混凝土施工，在線路工程現場N26塔位順利吊運澆筑混凝土。采用直升機參與線路基礎施工，減少了樹木砍伐量，避免對環(huán)境的過度破壞，同時采用多個混凝土罐交替使用，縮短吊運時間，節(jié)約了大量人力和時間。

3應用直升機吊裝組塔施工

在國內交直流特高壓輸電工程建設中，內懸浮外拉線抱桿分解組塔實用性較強，效率較高，是應用最廣泛，技術最成熟的施工工藝。但同時要求地面、高空作業(yè)配合人員眾多，施工效率提升較為困難。對于地形條件較好、交通便利、適合吊車等大型機具出入的塔位，可采用吊車分段組立鐵塔，減少施工人員數量，工作效率較高，有利于提高施工進度。

若受地形限制，塔位情況無法實施抱桿組塔作業(yè)，且進出場道路限制大噸位吊車出入，直升機吊裝組塔有著重要的應用價值。

1000kV錫盟-山東特高壓交流工程中，由S64-F型直升機進行三基鐵塔的吊裝試點，自5月20日開始正式吊裝作業(yè)，至5月27日11時45分，完成3基鐵塔吊裝任務，累計飛行13小時49分鐘，完成55吊次，吊重總計336.23t。平均每吊重6.1t、用時15分鐘（含加油等）；日最大吊次15吊次、吊重約100t；單次最大吊重9.33t。相較之下，傳統施工方式完成1基特高壓鐵塔的組立至少需15天。

圖2 S-64F型直升機吊裝組塔

此次項目的成功實施，驗證了直升機在特高壓工程中吊裝組塔的可行性，充分展現了直升機吊裝與人工輔助組塔的安全性與高效性，可以有效解決傳統作業(yè)方式帶來的人員安全、環(huán)境影響等一系列問題。同時確定了直升機吊裝組塔施工工藝，為后續(xù)大規(guī)模運用奠定了扎實基礎。

4應用直升機進行張力放線

線檔跨越電力線、峽谷、森林、經濟作物區(qū)、江河、公路、鐵路等放線區(qū)段，人工展放導引繩或比較困難，或容易影響跨越物的安全運營情況，并容易導致地表植被的破壞。國內輸電線路工程張力放線施工中，展放導引繩使用的工具主要有動力傘、飛艇、無人機等，動力傘運輸方便，操作簡單，但要求起降場地較大，無人機承載能力較低，遙控飛艇結構簡單，造價低廉，缺點是體積龐大，抗風能力差。目前遙控飛艇為展放初級導引繩的主要方式。

用各種飛行器逐級從鐵塔頂面橫擔上鋪放初級導引繩后，再通過人工高空作業(yè)使其過渡到五輪放線滑車里。這種施工方法俗稱“鋪放法”，缺陷是多次往復倒繩，過程繁瑣，且周期長（一般雙回路線需要7～8天）。而采用直升機展放鋼引繩的工藝可大大縮短架線施工周期。此項技術我國已有初步的技術儲備，上世紀80年代中期，我國曾在三峽無人區(qū)采用S-61直升機展放?10鋼繩近40km（兩根），鋼繩進入導桿式單輪滑車21個。與直升機相配套的高速張力機以及滑車均為自主研發(fā)。國內還有多家送變電公司與飛行公司合作成功鋪放迪尼瑪繩的成功經驗。應用直升機在空中展放鋼導引繩，并使之準確進入五輪放線滑車中的鋼輪轂內，十分具有發(fā)展和完善的必要。2014-2015年，依托于浙北～福州、錫盟～山東兩條特高壓交流線路工程，國網公司研究了直升機牽放鋼導引繩直接進五輪滑車中輪技術和過酒杯塔中相的方法，并研發(fā)了相關配套工器具。經過多次模擬試驗，驗證了直升機展放鋼導引繩的可行性，并通過了各設備的功能檢測。待正式工程應用后，又將使直升機在電力線路施工應用中向前邁出一大步。

總結與展望

直升機在輸電工程中的推廣應用破解了極端施工條件下的作業(yè)難題。應用直升機施工可以有效解決高大山嶺極端施工條件下，塔材運輸、施工機械設備、施工作業(yè)人員運輸等問題；

直升機施工可大大減少對自然環(huán)境的破壞。傳統施工模式下，特高壓鋼管塔塔材運輸需要修建輕、重型索道，施工人員進出塔位需要修建道路，塔位及周邊區(qū)域需要預留出較大空間地面組片、埋設地錨、打拉線等，在山區(qū)組塔放線作業(yè)，需要砍伐很多樹木，不僅增加了大量成本，而且樹木的大量砍伐將對自然環(huán)境造成較大影響。應用直升機吊裝組塔可以有效解決以上環(huán)保問題，滿足環(huán)保要求。

直升機施工效率高，可以加快施工進度，提高社會經濟效益。特別是大規(guī)?；瘧弥鄙龣C吊裝組塔，可有效縮短塔材運輸、吊裝組立的工期；應用直升機展放鋼導引繩，減少導引繩的多級牽引工序，也可有效縮短放線區(qū)段的施工時間?？梢钥闯?，在特高壓線路工程組塔放線關鍵工序中，應用直升機施工可以使整個特高壓工程較傳統施工計劃提前竣工，帶來巨大的社會經濟效益。

直升機施工有相對較高的安全裕度。一是輕型直升機具有現場應急救援功能，二是直升機現場作業(yè)時間較傳統施工作業(yè)時間大大減少，在安全風險系數相同的情況下，現場作業(yè)時間越短，發(fā)生安全風險事故的可能性越低。

直升機在整個作業(yè)過程中還可以進行空中巡視，檢查基建施工安全、質量、環(huán)保措施落實情況，輔助線路工程的質量驗收。

應用直升機參與電力施工，在國外已經是較為成熟的技術，得益于其成熟的運作模式、充足的適用機型、多年累積的施工經驗。而國內機型和機源較少、電力施工飛行經驗不足，導致目前國內應用水平與國際尚存較大差距。通過幾次項目實踐，彌補了國內直升機施工技術上的空白，積累了寶貴經驗，對提升國家電網公司輸電線路機械化施工水平、解決特高壓建設過程中遇到的高山大嶺等困難地段施工難題具有現實意義。隨著國內低空空域政策的逐步放開、特高壓線路工程的機械化需求日益提高，直升機在特高壓輸電線路工程中的應用將有更廣闊的前景。

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作者簡介：

王浩淼（1989-），男，碩士研究生，國網通用航空有限公司直升機應用項目組，主要從事輸電線路直升機施工應用工作。