您的位置:首頁>旅遊>正文

50層樓高的輸電塔怎樣建在鬆軟的灘塗上

東海島曾經是中國第五大島, 廣東第一大島, 它臨近南太平洋, 岸長沙軟, 號稱“中國第一長灘”, 其旅遊價值可媲美義大利的“黃金海灘”。

島上10米等深線內的淺海灘塗面積有50多萬畝之多, 孕育了多種多樣的動植物, 是一個極具物種多樣性的生態天堂。

可是, 在這浪漫的海灘上修建500千伏輸電線路, 可不是件“浪漫”的事情。

濱海泥沙淤積, 8米長的松木樁都不能探底, 該如何保證大跨越的塔基不下沉?灘塗潮漲潮落, 數千噸建材要怎麼運輸才能運抵塔基處?9公里長灘塗地帶, 輸電線路如何穿越?中國現存面積最大紅樹林也位於這裡, 又該如何避免走線時的破壞?

(一)36根樁深入, 保證灘塗大跨越塔基不下沉

輸電鐵塔組立的第一步就是挖基坑、打基礎, 其重要性可是等同於建樓房前先打好地基。

在正常地面上施工, 只需要按照相應電壓等級和杆塔型號,

根據建設標準施工作業即可。 大致流程就是, 挖好基坑, 在坑中紮設鋼筋, 澆築混凝土完成基礎, 之後就將鐵塔的一隻腳緊固在基礎的地腳螺栓上, 剩下的就是鐵塔地上部分的組立工作了。

地腳螺栓就是下圖中四根“冒頭的小棍子”, 四處基礎都是這樣。 一般一處基礎就是一根樁, 而大跨越塔用的是9根樁。

(正常地面上挖好的基坑和澆築完成的基礎)

但是, 這次的工程有所不同, 為了避免對東海島當地的航道和紅樹林造成破壞, 線路工程選擇了“大跨越”方式, 即架線跨越1200多米寬的大門涵水道。

由於跨越距離太遠, 用於架設線路的兩座鐵塔也需要很高—— 160多米, 差不多有50層樓那麼高, 塔材重量超過530噸。 自然, 鐵塔的基礎就要打得更深, 做的更寬, 問題是這可是在40多米深的灘塗地帶。

灘塗是海濱沿線潮漲潮落的“中間地帶”, 常年經受海水沖刷, 地質鬆軟, 多為淤泥與海沙。 這麼鬆鬆垮垮的地方, 要建的鐵塔可謂四面環水, 它們的基礎則需要通過圍堰的方法建成。

首先將表面區域圍堰,

將表層海水隔絕, 圍堰就相當於陸地上的畫線挖基坑。 因為人工圍堰形成的工地只有2500平米, 為了便於找到拉力支點, 以調整塔身的傾斜角度, 工程建設人員提前在工地周圍的海裡埋下8個地錨。

基坑挖好後, 還需要在鬆軟的土層中確保基礎的正常承力, 那就不能簡單用一根樁的基礎解決了。 普通鐵塔每條“腿”只有一根樁, 而大跨越的鐵塔4個塔基分別內含9根樁, 為了保證塔基不下沉, 每根樁都打到地下30多米, 相當於十幾層樓那麼高, 用的混凝土量相當於陸地上大跨越鐵塔的4-5倍。

(灘塗上的輸電塔)

(二)階梯式碼頭聯動, 隨機應變解決運輸難題

敲定了基礎的問題, 那麼該如何把混凝土、塔材等運輸過去呢?

建設者最初的設想是在塘埂上直接修建一條便道通到施工點, 然而他們用一根8米長的松木打樁, 一錘子下去, 松木直接沉了下去, 而且還有颱風在旁“虎視眈眈”, 分分鐘把路摧毀。 而單純利用船隻運輸更不現實, 漲潮時塔基處水位可達四五米, 但退潮時離水域甚至有十余米遠, 隨時有擱淺的危險。

既然這樣,那就水陸結合試試,實踐證明這個折中是非常切實可行的。

建設者先在岸邊修建一個大碼頭,然後在灘塗上每一處施工點修建9個小型碼頭。根據潮汐變化,碼頭被創造性地建成階梯狀,高度彼此相差1 米依次排開,這樣無論海面怎樣變化,船隻都可以在不同水位實現泊岸。

可是有時候運輸船一次要載重數百噸,吃水達5米多,只有在接近最高水位時行船,才能最大限度避免擱淺。

好了,那每天最佳運輸時間豈不是只有五六個小時了?不,還要短,因防腐蝕需要,塔基採用的是C40混凝土,這種材料的初凝時間在2個小時左右,從碼頭上船、攪拌到上岸、施工,每個環節的時間必須嚴格控制、精確計算,否則就是分分鐘報廢的節奏,聽著都感覺很刺激。

同時,航道的疏浚也是一個不小的難題。大船運輸材料,要求航道具備足夠的寬度和深度,15公里的航道都要進行疏浚清淤,據瞭解,此次清淤總共清理了3.5米深、30米寬的航道,挖出來的淤泥如果堆在一起,幾乎可以填滿一整座廣東省博物館。

(下班途中海水退潮,交通船淺,員工們從灘塗中爬上岸 楊慧平/攝)

(三)全鋼材架構防13級強風,全鋁型絞線更耐腐蝕

海濱地區從來都是強風、鹽霧氾濫的“重災區”,這些美麗壯觀卻不太友好的自然條件也成了500千伏東海島輸電線路的大麻煩。

據歷年的統計資料,颱風登陸粵西的概率為45.2%,而登陸珠三角地區、粵東的概率分別為29.8%、25%。1951年至1990年,40年間影響和登陸湛江市的颱風及低壓共144 個,年平均3.6 個,最多年份達到8 個。

而且,粵西和雷州半島具有明顯的南北走向特點,這種地形走向更容易“捕捉”來自西太平洋的西行颱風。

為此,設計者們建議,採用全聯合鋼構架,設計風速為廣東省最高,即在離地10米情況下,可經受平均最大風速達39米/秒的強風考驗,至少能抵禦13級颱風。同時,部分鐵塔採用“雁翅塔”造型,其導線絕緣子的特殊設計能夠增加穩定性、減少風偏。

杆塔規劃上,選用鋼管塔,應用高強度鋼管及角鐵。項目鋼管塔採用的是鍛造高頸法蘭,其頸部較高,對法蘭(一種軸與軸連接的零件)的剛度、承載能力有所提高,但是焊接工作量、焊條耗量高,經不起高溫高壓及反復彎曲,製造工藝要求較高。

這一設計理念不僅代表著中國鋼管塔設計製造的新發展方向,也從側面印證了中國製造工藝水準的突飛猛進。

(一般法蘭和高頸法蘭)

(雁翅形杆塔示意圖)

在線材上,針對大跨越段和一般線路段,設計者們做了兩套方案:非大跨越段的導線選用一種鋁合金芯成型鋁鉸線,導電性能好,比鋼芯鋁絞線載流面大了很多,且耐腐蝕能力很強;而大跨越段導線內含近40條鋼芯,拉力和承載力都非常強。

鋁合金芯鋁絞線,採用的是全鋁材質,相比鋼芯鋁絞線減少了渦流和磁滯損耗,電阻損耗也小。從外形上看,新型導線塊頭更大,“外套”形線也呈梯形,相比傳統的圓形設計更加緊密。

(某鋁合金芯鋁絞線)

(四)大跨越繞道邊緣,保護中國現存面積最大的紅樹林

作為中國現存紅樹林面積最大的一個自然保護區,廣東湛江紅樹林國家級自然保護區位於中國大陸最南端,呈帶狀散式分佈在廣東省西南部的雷州半島沿海灘塗上。這片紅樹林在保持水土和保護生物多樣性方面有著極為重要的作用,同時兼具抗禦颱風、減緩潮水流速、保護堤岸、吸收轉化污染物、淨化海水等生態功能。

(紅樹林保護區為沿海岸線的綠色區域)

而這片最濃郁的“綠色區域”正是500 千伏東海島輸電線路必經之處。

儘管可以通過精心設計最小程度地影響紅樹林區域生態環境,但是為了不影響保護區水文環境的穩定,設計者們還是以大決心將線路走向進行了重新設計。

輸電線路由原定的橫穿林區策略,改為先由北向南跨越海陸分界線再前折向東北。整個線路設計中,採用大跨越方式避開紅樹林核心保護區,之後全程沿著保護區實驗區邊緣行進。

調整後,輸電線路經金興村東側進入濱海灘塗,依次跨越毛包洋、狗骨洋,向東跨越大門涵水道,經北溪南側的養殖場進入東海島。

另外值得一提的是,跨海工程中採用的雁翅塔,前面我們已經見識過它的優美設計,每層橫擔宛如大雁的翅膀,造型優雅中又充滿了靈動,與紅樹林水草豐美、燕雀齊鳴的生態美景相得益彰。

隨時有擱淺的危險。

既然這樣,那就水陸結合試試,實踐證明這個折中是非常切實可行的。

建設者先在岸邊修建一個大碼頭,然後在灘塗上每一處施工點修建9個小型碼頭。根據潮汐變化,碼頭被創造性地建成階梯狀,高度彼此相差1 米依次排開,這樣無論海面怎樣變化,船隻都可以在不同水位實現泊岸。

可是有時候運輸船一次要載重數百噸,吃水達5米多,只有在接近最高水位時行船,才能最大限度避免擱淺。

好了,那每天最佳運輸時間豈不是只有五六個小時了?不,還要短,因防腐蝕需要,塔基採用的是C40混凝土,這種材料的初凝時間在2個小時左右,從碼頭上船、攪拌到上岸、施工,每個環節的時間必須嚴格控制、精確計算,否則就是分分鐘報廢的節奏,聽著都感覺很刺激。

同時,航道的疏浚也是一個不小的難題。大船運輸材料,要求航道具備足夠的寬度和深度,15公里的航道都要進行疏浚清淤,據瞭解,此次清淤總共清理了3.5米深、30米寬的航道,挖出來的淤泥如果堆在一起,幾乎可以填滿一整座廣東省博物館。

(下班途中海水退潮,交通船淺,員工們從灘塗中爬上岸 楊慧平/攝)

(三)全鋼材架構防13級強風,全鋁型絞線更耐腐蝕

海濱地區從來都是強風、鹽霧氾濫的“重災區”,這些美麗壯觀卻不太友好的自然條件也成了500千伏東海島輸電線路的大麻煩。

據歷年的統計資料,颱風登陸粵西的概率為45.2%,而登陸珠三角地區、粵東的概率分別為29.8%、25%。1951年至1990年,40年間影響和登陸湛江市的颱風及低壓共144 個,年平均3.6 個,最多年份達到8 個。

而且,粵西和雷州半島具有明顯的南北走向特點,這種地形走向更容易“捕捉”來自西太平洋的西行颱風。

為此,設計者們建議,採用全聯合鋼構架,設計風速為廣東省最高,即在離地10米情況下,可經受平均最大風速達39米/秒的強風考驗,至少能抵禦13級颱風。同時,部分鐵塔採用“雁翅塔”造型,其導線絕緣子的特殊設計能夠增加穩定性、減少風偏。

杆塔規劃上,選用鋼管塔,應用高強度鋼管及角鐵。項目鋼管塔採用的是鍛造高頸法蘭,其頸部較高,對法蘭(一種軸與軸連接的零件)的剛度、承載能力有所提高,但是焊接工作量、焊條耗量高,經不起高溫高壓及反復彎曲,製造工藝要求較高。

這一設計理念不僅代表著中國鋼管塔設計製造的新發展方向,也從側面印證了中國製造工藝水準的突飛猛進。

(一般法蘭和高頸法蘭)

(雁翅形杆塔示意圖)

在線材上,針對大跨越段和一般線路段,設計者們做了兩套方案:非大跨越段的導線選用一種鋁合金芯成型鋁鉸線,導電性能好,比鋼芯鋁絞線載流面大了很多,且耐腐蝕能力很強;而大跨越段導線內含近40條鋼芯,拉力和承載力都非常強。

鋁合金芯鋁絞線,採用的是全鋁材質,相比鋼芯鋁絞線減少了渦流和磁滯損耗,電阻損耗也小。從外形上看,新型導線塊頭更大,“外套”形線也呈梯形,相比傳統的圓形設計更加緊密。

(某鋁合金芯鋁絞線)

(四)大跨越繞道邊緣,保護中國現存面積最大的紅樹林

作為中國現存紅樹林面積最大的一個自然保護區,廣東湛江紅樹林國家級自然保護區位於中國大陸最南端,呈帶狀散式分佈在廣東省西南部的雷州半島沿海灘塗上。這片紅樹林在保持水土和保護生物多樣性方面有著極為重要的作用,同時兼具抗禦颱風、減緩潮水流速、保護堤岸、吸收轉化污染物、淨化海水等生態功能。

(紅樹林保護區為沿海岸線的綠色區域)

而這片最濃郁的“綠色區域”正是500 千伏東海島輸電線路必經之處。

儘管可以通過精心設計最小程度地影響紅樹林區域生態環境,但是為了不影響保護區水文環境的穩定,設計者們還是以大決心將線路走向進行了重新設計。

輸電線路由原定的橫穿林區策略,改為先由北向南跨越海陸分界線再前折向東北。整個線路設計中,採用大跨越方式避開紅樹林核心保護區,之後全程沿著保護區實驗區邊緣行進。

調整後,輸電線路經金興村東側進入濱海灘塗,依次跨越毛包洋、狗骨洋,向東跨越大門涵水道,經北溪南側的養殖場進入東海島。

另外值得一提的是,跨海工程中採用的雁翅塔,前面我們已經見識過它的優美設計,每層橫擔宛如大雁的翅膀,造型優雅中又充滿了靈動,與紅樹林水草豐美、燕雀齊鳴的生態美景相得益彰。

Next Article
喜欢就按个赞吧!!!
点击关闭提示