高原電力輸電線路飛艇放線施工工法

1、<p>　　高原電力輸電線路飛艇放線施工工法</p><p>　　中鐵十二局集團電氣化工程有限公司</p><p>　　溫海軍 杜全營 張建民 牛江中 甘大兵</p><p><b>　　1.前 言</b></p><p>　　回龍橋～汶川～茂縣220kV雙回線路新建工程，起于四川省阿壩州回龍橋，止于四川省阿

2、壩州茂縣500kV變電站，沿途經(jīng)過5.12汶川大地震震中汶川縣，地形為峻嶺及高山大嶺，相對高差200～1200米，溝壑縱橫，施工條件艱苦。</p><p>　　該工程放線時，若采用傳統(tǒng)人工牽引，須砍伐架線通道。地震后，該地區(qū)對環(huán)保要求極高，相關(guān)部門也不允許大量砍伐放線通道，中鐵十二局集團電氣化工程有限公司結(jié)合本工程實際情況，決定采用飛艇牽引一級繩并配合牽張機牽引的張力放線方式，經(jīng)過施工實踐，總結(jié)出本工法。本工法關(guān)

3、鍵技術(shù)達國內(nèi)領(lǐng)先水平。</p><p><b>　　2.工法特點</b></p><p>　　2.1 使用飛艇牽引一級繩，可以大大減少架線通道林木的砍伐，對保護植被及生態(tài)環(huán)境起到良好的作用。</p><p>　　2.2 使用飛艇牽引一級繩，并利用牽張機逐級牽引，使用機械設(shè)備，提高了施工效率。</p><p>　　2.3采

4、用飛艇牽引一級繩，不受地形條件的限制，適用于人工牽引非常困難的峻嶺及高山大嶺地區(qū)，減少了人力投入，保證了施工安全及質(zhì)量。</p><p>　　2.4采用飛艇牽引一級繩，減少了跨越房屋、電力線路、通訊線路的工作量，降低了施工成本。</p><p><b>　　3.適用范圍</b></p><p>　　本工法適用于海拔4000米以下各種地形條件，尤

5、其適用于植被茂密、峻嶺及高山大嶺地區(qū)，對跨越物較多的地區(qū)比較適用。</p><p><b>　　4.工藝原理</b></p><p>　　飛艇主要由艇體、動力裝置、尾翼和吊艙組成。艇體的氣囊內(nèi)充比空氣輕的氦氣—浮升氣體，利用它受到的空氣浮力，飛艇才能浮在空中。動力裝置用來推進飛艇。尾翼用來穩(wěn)定、控制和改變飛行方向。</p><p>　　5.飛艇

6、放線工藝流程及操作要點</p><p>　　5.1 飛艇放線工藝流程圖5.1。</p><p><b>　　5.2 操作要點</b></p><p>　　5.2.1制定飛行方案</p><p>　　制定飛行方案包括選場、現(xiàn)場考察及演練、確定方案等步驟。起降場地要求場地平整，周圍無高大建筑或樹木等障礙；上空氣流平穩(wěn)，操作者

7、視野開闊，遙控信號無屏蔽干擾。氣象情況禁止飛行的情況包括霧雨、雪天氣，陣風(fēng) 4、5 級以上，能見度小于 500 米的天氣，低溫天氣（-10 度）。</p><p>　　5.2.2飛艇組裝流程</p><p>　　添加油料------艇囊充氦氣------尾翼安裝------吊艙安裝------尾翼連接------轉(zhuǎn)涵（啟動裝置）測試------轉(zhuǎn)向和升降測試------啟動發(fā)動機-----

8、-試飛------降落</p><p>　　飛艇的主要組成部分有：</p><p>　?、贇饽遥豪锩娉錆M了氦氣以提供升力，另外里面還有輔助氣囊。現(xiàn)代飛艇上氣囊由滌綸、聚脂纖維、邁拉等人造材料織成，可有效的防止氦氣的泄漏，并具有很長的使用時間；</p><p>　?、诘跖摚何挥陲w艇下方的艙室，包括駕駛艙、發(fā)動機和人員艙（人員艙只針對有人駕駛的飛艇）；</p>

9、;<p>　　③推進裝置：為飛艇的起飛、降落和空中懸停提供動力；</p><p>　　④尾翼、方向舵和升降舵：為飛艇提供機動能力。</p><p><b>　　1飛行前檢查：</b></p><p>　　飛行前由專業(yè)人員進行檢查：⑴飛艇油料要保證充足。⑵檢查艇囊是否漏氣、發(fā)動機是否正常運行。⑶檢查飛艇升降調(diào)節(jié)板及轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)板是否能正

10、常運行。</p><p><b>　　2飛行操作程序</b></p><p>　　在施工過程中，采用的是接力遙控的方式來操作飛艇，即由幾個人各執(zhí)一臺遙控設(shè)備沿線路分段遙控操作飛艇。事先設(shè)定好各遙控設(shè)備的參數(shù)且完全一致，在接力時，前一個操作手應(yīng)將其各操作柄的開關(guān)位置和位移通知下一個操作手，然后方能交接。飛艇組裝調(diào)試完畢并試飛后，起降場地勤手應(yīng)依次引導(dǎo)沿線各操作手發(fā)出各項

11、遙控操作指令，并對照飛艇對應(yīng)部件的動作，檢查遙控設(shè)備發(fā)出的各操作指令是否準(zhǔn)確有效。</p><p>　　5.2.3 搖控飛艇牽引引繩施工過程</p><p><b>　　1一級繩牽引</b></p><p>　　遙控飛艇施工由于受飛艇自身牽引力小的限制，遙控飛艇只能展放一級牽引繩，即采用牽放形式，將引繩繩盤置于地面，一級引繩通過塔頂專用放線滑車

12、后由飛艇牽引繩頭，完成飛艇對其的牽引工作（圖5.2.3）。 </p><p>　　假設(shè)飛艇放線段長度為8500米，塔號為N1-N21，一級引繩牽引具體方案如下：</p><p>　　飛艇于N1塔帶繩起飛，向N2塔飛行，由N2塔高空人員引導(dǎo)飛艇飛行，飛越鐵塔后在飛艇減速、懸停等動作的配合下，確保引繩落于N2塔頂橫但上，再有N2塔頂高空人員負(fù)責(zé)把一級引繩放置在塔頂朝天滑車內(nèi)，以減少飛艇牽引時引

13、繩的摩擦力。</p><p>　　當(dāng)N2塔高空人員拿到引繩后，由N3塔飛艇操作手控制飛艇飛過N3塔，確保引繩落于N3塔頂；當(dāng)N3塔高空人員拿引繩后，飛艇繼續(xù)向N4塔飛行，由N4塔高空人員引導(dǎo)飛艇飛行，確保引繩落于N4塔頂。</p><p>　　多次重復(fù)上述動作，直至放完整個放線段的一級引繩。實際施工中飛艇可能一次飛行無法完成整個放線段的展放，可將一個放線段分為幾個小段，每個小段飛艇飛行一次

14、，最后將幾段一級引繩連通即完成整個放線段的一級引繩展放。</p><p>　　因220kV雙回路鐵塔橫擔(dān)較寬，為保證塔上高空作業(yè)人員能夠拿到飛艇所帶的一級引繩，飛艇飛行過程中必須確保塔上有兩名高空作業(yè)人員，該人員拿到一級引繩后在原地向飛艇飛行方向?qū)Ф梢患壱K。</p><p>　　在放線工藝流程中，飛艇展放一級引繩后，逐步順序牽引較高破斷力的引繩，直到牽通導(dǎo)引繩。每一級引繩的選用，都直接關(guān)

15、系著放線安全和工作效率，總的原則是引繩級別越少越好，但往往質(zhì)量輕破斷力高的引繩價格也是極其昂貴的，目前使用的迪尼瑪就達到了22元/米。因此引繩的選用根據(jù)施工需要和價格承受能力等多方面的因素考慮。同時，對每一級引繩的破斷力要經(jīng)過嚴(yán)格的計算和檢測，在施工過程中一旦某一級引繩斷裂，那么，包括飛艇展放的一級引繩在內(nèi)的前期工作都將變成徒勞，損失是不言而喻的。各種引繩的重量、破斷力不同，在放線過程中使用的順序亦不同。所謂引繩的級別，不是用來區(qū)分不同

16、規(guī)格或不同種類的引繩，而是用來表明引繩在某次放線施工中使用的順序。簡單地說，直接由飛艇展放的引繩稱之為一級引繩；由一級引繩牽引的引繩稱之為二級引繩，以此類推可有三級引繩等。同一種引繩按其被展放的順序不同，可以作為一級引繩使用，也可以作為二級引繩、三級引繩使用等。作為一級引繩，因其要由飛艇進行展放，所以其每次展放的全部重量不能超過飛艇的最大負(fù)載，一般采用直徑最小、質(zhì)量最輕、破斷強度也相應(yīng)較低的繩子。</p><p>

17、;　　當(dāng)一級引繩放通并升空后，采用人工渡線，把一級繩過渡為二級繩，再利用小型高速牽張設(shè)備順序牽引三級引繩，直到能夠牽引導(dǎo)引繩的那一級，再通過一牽三或一牽五的方法牽通三根或五根引繩，便可逐根牽導(dǎo)引繩了。作為一級引繩，標(biāo)準(zhǔn)主要是質(zhì)輕，以滿足飛艇攜帶飛行的條件。</p><p>　　飛艇牽引過程中，一定要提前調(diào)查好飛行路線，尤其是對跨越帶電線路的調(diào)查，跨越電力線路處有專職監(jiān)護人員，通過對講機報告飛艇的飛行狀態(tài)給操作手，

18、要確保飛艇飛越電力線路時的安全距離，防止因距離不夠而被高壓電擊穿氣囊，造成放線失敗。</p><p><b>　　2 引繩過渡過程</b></p><p>　　假設(shè)飛艇展放的一級引繩位于線路左側(cè)，由渡線組采用人工導(dǎo)渡的方式將線路一級引繩過渡成為二級引繩，在牽引過程中，每個鐵塔頂部要有高空人員進行配合，高空人員要確保一級引繩在滑車槽內(nèi)順利通過，對于仰角過大的塔位，采用壓

19、線措施；牽引人員要控制牽引速度，不宜過快，采用低速及勻速牽引，以防止因速度過快引起跳槽而卡住一級引繩或用力突然過猛而崩斷一級繩。牽引完畢后，打開左側(cè)地線滑車門將二級引繩放入滑車槽內(nèi)，再采用機械牽引的方式將二級引繩過渡成為三級引繩。</p><p>　　然后，對三級引繩進行第一次的一拖二牽引，即一根三級引繩牽引兩根三級引繩。受牽引的2根三級引繩一根通過左側(cè)地線滑車，一根通過右側(cè)地線滑車（使用分繩過程，后面敘述）。待

20、完成第一次一拖二后，便進行第二次一拖二的牽引工作， 即是由一根所渡通的左側(cè)（地線）三級引繩牽引一根四級繩和一根三級繩。受牽引的四級引繩通過左側(cè)地線滑車，牽通后即可利用牽引地線；受牽引的三級引繩通過左上相五輪滑車中輪，牽通后即可利用進行第三次一拖二，三級引繩牽引一根四級繩和一根三級繩。</p><p>　　第三次一拖二的受牽三級引繩通過左中相導(dǎo)線滑車，牽通后即可利用進行第四次一拖二。第三次一拖二的受牽四級引繩通過左

21、上相導(dǎo)線滑車，牽通后即可進行牽引導(dǎo)引繩。</p><p>　　第四次一拖二就是利用左中相的一根三級引繩牽引兩根四級引繩，分別通過左中相及左下相，牽通后即可進行導(dǎo)引繩牽引施工。</p><p>　　同樣道理右側(cè)線路通過上述方法完成線路四級引繩的牽通施工。完成全部8相的四級引繩牽通需要7次一牽二施工。</p><p>　　在破斷力允許的情況下，也可利用五輪滑車采用一次一

22、牽五、一次一牽四完成8相四級引繩的牽引施工。</p><p><b>　　3 分繩施工過程</b></p><p>　　分繩施工就是通過一根引繩牽引多根引繩，將每根引繩牽引過塔并完成分繩就位。此方法的思路是“一牽多”引繩在牽放過程中每過一基鐵塔就進行分繩，即“過一基分一基”，整個區(qū)段牽通，分繩也完成。具體方法是：</p><p>　　使用一根引

23、繩通過“一牽多”走板連接多根引繩，走板過塔一定距離（本工法為30米）在鐵塔張力側(cè)錨線，張牽機配合回抽主牽引繩使需要穿滑車的引繩不受力，將走板回抽到塔上，拆開引繩與走板的連接，將受牽引的引繩繩頭穿過防線滑車后重新與走板相連后繼續(xù)牽引，塔上解錨，完成分繩過程。</p><p>　　5.2.4 飛艇放線技術(shù)要點</p><p>　　1 飛艇起飛前要做好設(shè)備檢查工作（包括遙控器電壓，油路、油量、電

24、路、電壓等），進行1-2次的起飛檢查工作，確保飛行安全。</p><p>　　2 檢查放線滑輪轉(zhuǎn)動情況。</p><p>　　3 檢查艇載設(shè)備（遙控掛鉤等）工作是否正常。</p><p>　　4 控制好張牽機張牽力度，引繩松緊適度。</p><p>　　5 引繩接頭用旋轉(zhuǎn)接頭，引繩與引線用抗彎接頭。</p><p>　

25、　5.3飛艇放線操作的人員設(shè)置如下：</p><p>　　5.3.1 操縱者：一名或多名。由于操縱員最佳視距為 100-200 米左右，所以可能同時有三至四人進行接力操作。</p><p>　　5.3.2 地勤人員：一至二名。負(fù)責(zé)飛艇日常檢查、維修、飛行準(zhǔn)備等工作。</p><p>　　5.3.3協(xié)助人員：三人以上。負(fù)責(zé)協(xié)助操作者、地勤工作。</p>

26、<p>　　5.3.4指揮：兩人以上。負(fù)責(zé)沿線觀測引繩張力，避免發(fā)生纏繞、事故以及處理突發(fā)事件。</p><p><b>　　6．材料與設(shè)備</b></p><p>　　6.1主要材料及設(shè)備見表6.1-1</p><p>　　表6.1-1 主要材料及設(shè)備表</p><p>　　注：如上按8500米展放施工段配置

27、。</p><p>　　表6.1-2 遙控飛艇參數(shù)</p><p><b>　　7．質(zhì)量控制</b></p><p>　　飛艇放線施工嚴(yán)格執(zhí)行110～500kV架空送電線路施工及驗收規(guī)范。施工中注意不能出現(xiàn)飛艇作業(yè)航線與帶電運行線路平行距離小于25米的情況，杜絕因艇載電子設(shè)備切割帶電線路所產(chǎn)生電力線磁場而造成的干擾。在作業(yè)中使用的對講機頻率應(yīng)提

28、前做飛艇干擾實驗，避免出現(xiàn)對講機頻率與飛艇遙控器發(fā)射頻率相近時的干擾。</p><p><b>　　8．安全措施</b></p><p>　　根據(jù)《中華人民共和國民用航空法》、《中華人民共和國飛行基本規(guī)則》，以及《通用航空飛行管制條例》等法律法規(guī)的規(guī)定，遙控飛艇也屬于接受管制的飛行器之一。因此，在利用飛艇進行放線作業(yè)時，也應(yīng)按照相關(guān)要求及程序，與施工所在地的空管部門取

29、得聯(lián)系并獲得批準(zhǔn)，以合法使用飛艇進行施工作業(yè)。</p><p>　　8.1飛艇作業(yè)安全措施</p><p>　　8.1.1 作業(yè)中發(fā)動機單發(fā)熄火</p><p>　　作業(yè)過程中，如飛艇操作手發(fā)現(xiàn)飛艇速度減慢或者高度下降，則應(yīng)該通過塔上人員確定是否出現(xiàn)發(fā)動機單發(fā)熄火。確認(rèn)單發(fā)熄火后，應(yīng)立即拋繩，操作手根據(jù)當(dāng)時風(fēng)力、風(fēng)向、場地等情況選擇就近著陸或者返航著陸。</p

30、><p>　　8.1.2作業(yè)中發(fā)動機雙發(fā)熄火</p><p>　　作業(yè)工程中，如飛艇出現(xiàn)雙發(fā)熄火的情況，則馬上用對講機通知地面人員。指揮塔上高空回抽飛艇所帶引繩，同時盡量控制飛艇迫降于塔位附近。飛艇迫降后，馬上下塔檢查飛艇損傷情況，同時注意控制迫降場周圍環(huán)境。</p><p>　　8.1.3作業(yè)中遙控器失控</p><p>　　作業(yè)中遙控器如失控

31、現(xiàn)象，飛艇將處于不可控制，導(dǎo)致作業(yè)處于危險狀態(tài)。所以，要從根本杜絕失控現(xiàn)象的出現(xiàn)。在作業(yè)前要對遙控器進行拉距測試，以杜絕不明無線電波造成干擾。在制訂作業(yè)方案時，因注意不能出現(xiàn)飛艇作業(yè)航線與帶電運行線路平行且距離小于25米的情況，杜絕因艇載電子設(shè)備切割帶電線路所產(chǎn)生電力線磁場而造成的干擾。在作業(yè)中使用的對講機頻率應(yīng)提前做飛艇干擾實驗，避免出現(xiàn)對講機頻率與飛艇遙控器發(fā)射頻率相近后的干擾。</p><p>　　8.2

32、渡線作業(yè)安全措施</p><p>　　8.2.1 作業(yè)中牽引繩斷裂</p><p>　　作業(yè)中如出現(xiàn)引繩斷裂的情況，因立即通知張、牽場停機，通過高空人員就近斷繩塔位將引繩錨固在塔上，安排人員到現(xiàn)場進行處理，處理妥當(dāng)后方可繼續(xù)作業(yè)。</p><p>　　8.2.2 作業(yè)中引繩飛出</p><p>　　作業(yè)中如出現(xiàn)引繩飛出的情況，因立即通知張、牽

33、場停機，通過高空人員就近繩頭所在塔位將引繩錨固在塔上，安排人員到現(xiàn)場處理，處理妥當(dāng)后方可繼續(xù)作業(yè)。</p><p>　　8.2.3 作業(yè)中引繩跳槽</p><p>　　作業(yè)中如出現(xiàn)引繩跳槽情況，因立即通知張、牽場停機，高空人員將引繩處置妥當(dāng)后，方可繼續(xù)作業(yè)。同時應(yīng)調(diào)整滑車，防止再次跳槽。</p><p><b>　　8.3 施工安全</b>&l

34、t;/p><p>　　施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照架線作業(yè)指導(dǎo)書進行施工，嚴(yán)格遵守施工安全措施，確保人員及施工安全。施工現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙，嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)胤阑饤l例。</p><p><b>　　9．環(huán)保要求</b></p><p>　　飛艇放線技術(shù)的根本在于保護環(huán)境，因此施工人員進入現(xiàn)場，務(wù)必嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)丨h(huán)保規(guī)定，嚴(yán)禁發(fā)生任何有違反環(huán)保精神的行為。</p>

35、;<p>　　9.1 建立環(huán)境管理體系，制定環(huán)境方針、環(huán)境目標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)，遵守法規(guī)，預(yù)防污染，節(jié)能減廢，實現(xiàn)施工與環(huán)境的和諧，達到環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的要求。</p><p>　　9.2 施工現(xiàn)場設(shè)立專門的廢棄物臨時貯存場地，廢棄物應(yīng)分類存放，對有害物質(zhì)（如燃料、油料、廢舊材料、生活垃圾等）通過措施處理后，運至指定的地點進行掩埋，以防泄露。</p><p>　　9.3 為保護有限的森

36、林資源，避免大量砍伐樹木破壞生態(tài)平衡，工程施工以減少樹木砍伐和對林地的占用，對山區(qū)溝谷中的樹木在滿足引繩凈距情況下可不予砍伐。</p><p>　　9.4 在保證工期前提下，飛艇放線時間盡量安排在農(nóng)作物收獲以后，以減少對農(nóng)作物的損壞；在施工過程中占用的場地，施工完畢后即可進行農(nóng)田復(fù)耕；在林區(qū)及地表以草和灌木為主的地區(qū)，在施工完畢后應(yīng)播撒草種，盡可能進行恢復(fù)地表的植被。</p><p>　　

37、9.5 從施工管理等方面采取有效措施，全面落實環(huán)境保護和水土保持的要求，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的綠色和諧工程。</p><p><b>　　10．效益分析</b></p><p>　　在電網(wǎng)建設(shè)環(huán)境日益復(fù)雜的今天，使用飛艇放線技術(shù)，減少了線路通道中的許多利益協(xié)調(diào)問題，能夠非常明顯地提高工作效率，節(jié)約成本，而且極大的減少了林木砍伐，綜合經(jīng)濟效益大幅度提高。如展放1.

38、6km一個耐張段導(dǎo)線，其中鐵塔5基。按施工人員在40～50人左右，采用人力牽放一級繩大約需要3～4天才能完成；如采用飛艇放線技術(shù)只需要3～4小時就能完成。采用飛艇技術(shù)放線不僅縮短了施工時間，而且也大大減少了青苗賠償和不必要的協(xié)調(diào)問題，直接經(jīng)濟效益達14萬元以上。在施工過程中得到了當(dāng)?shù)乩习傩盏恼J(rèn)可，極大的減少了對農(nóng)作物的破壞和林木的砍伐，經(jīng)濟及社會效益顯著。</p><p><b>　　應(yīng)用實例</

39、b></p><p>　　回龍橋～汶川～茂縣220kV雙回線路新建工程起于阿壩州回龍橋，經(jīng)汶川到達茂縣500kV變電站，線路全長64.744km，工期2010年6月至2010年11月。該工程地處叢山峻嶺及河流之上，施工難度很大，采取傳統(tǒng)的放線方式需要大量的人力和物力，跨越大深溝、岷江河時困難極大，資金投入巨大。采用飛艇放線施工克服了該難題，降低了跨越深溝及河流的施工難度；減少了對放線通道林木的砍伐，保護了生