穿越市区的输电隧道——中国能建中电工程设计的全国首例500千伏GIL输电线路入地工程隧道全线贯通

电力18讯：　　7月12日，中国能建中电工程东北院设计的大连市南雁四回路500千伏输电线路改造工程隧道全线贯通。这是国内首条开工建设的500千伏长距离GIL输电线路，不仅在设计技术方面实现多项创新，也为在城市中心人口密集地区应用该项技术改造输电线路树立了典范。
　　GIL是气体绝缘金属封闭输电线路的简称，具有输送容量大、节能、环保的特点，是受变电站GIS启发而发展起来的一种新型输电技术。GIL尤其适用于电力走廊紧张征地困难地区、或者向城市负荷中心供电等高电压、大容量场合使用。设计中，东北院积极开展技术创新，成功掌握并应用了这项目前世界上最新的输电方案。
　　穿越市区的输电隧道
　　根据大连市星海湾开发建设管理中心的整体规划，星海湾开发区中山路至太原街段区域将建成金融商贸区。南雁四回路97-99号塔位于拟建的金融商贸区内。为减少线路对金融商贸区的影响，需将此部分架空线路进行入地改造，将架空线路改为隧道GIL/电缆线路。
　　市区南部是大连政治、经济中心和重要的军事设施所在地，是大连市的最核心区域，重要负荷比重很大，对电网供电能力和供电可靠性要求很高。本次改造南雁500千伏/220千伏同塔四回路是市区南部电网供电的重要通道线路，是雁水以东地区与主网连接的唯一通道，也是雁水以东地区电力供给的唯一来源。
　　由于入地改造的500千伏线路采用500千伏电缆无法达到输送容量和特殊状态下电网负荷的需求，为保证改造后500千伏线路输电能力与原线路导线保持一致，确保线路改造后系统供电可靠性，东北院决定在500千伏线路入地改造部分采用目前世界上最新的输电方案，即GIL方案。
　　该工程地下隧道部分线路全长1.803公里。下埋隧道先后穿越202有轨电车、中山路、地铁1号线会展中心站、星海金融商务区、马栏河等人口密集、结构复杂地区。设计施工难度极大，设计风险源较多，给东北院设计工作带来大量挑战。
　　精心设计施工工艺
　　由于工程所处区域环境负载，设计过程中，东北院面临诸多难题。如：隧道竖井深（GIL进出口1号、6号竖井深度超过70米）、隧道断面大（单洞双线标准段开挖轮廓尺寸达到7.2米×7.15米，四处直角转弯处断面更是达到12米×17米左右）、设计风险源多（下穿轻轨、中山路、大连地铁1号线、马栏河、居民楼和商铺）等等。
　　针对以上工程特点和难点，在工程的可研、初设、施工图不同阶段，东北院都进行了风险源设计研究和针对性的设计方案优化。如在1号、6号竖井深度达到70米时，设计采用倒挂井壁法的工艺设计，较常规工艺，竖井占地面积减少了25%，既减少了竖井的工程量，降低工程造价，又满足了GIL安装、运行维护的要求。
　　东北院还进行了一系列风险源的专项设计, 对专项监控量测设计、风险工程保护措施、变形预测和变形控制指标分析及安全性评估。为更好满足施工需要，设计探讨了施工精准定向爆破施工的新工艺，据工程实际地质条件，精确控制爆破布孔及药量，即保证了周边设施和地铁运行的安全，也满足了施工进度、施工质量要求。
　　同时，东北院在设计方案中还积极考虑了施工期间地面交通导流的处理方式、施工期间对邻近重要建筑物和地下管线的保护措施或处理加固办法及特殊地质情况的处理方法，在满足设备限界的要求的同时,考虑到了施工误差、测量误差、结构变形和后期沉降等因素的影响，最终确定了结构的设计方案。
　　设计创新亮点纷呈
　　由于GIL的设计在国内电网500千伏长距离输电中首次应用，没有现成经验可供借鉴。东北院广泛收集国内外资料，参照了美国AZZ、法国ALSTOM、德国SIEMENS公司等的生产厂商的信息和资料，并先后6次在国内外进行了GIL的设计和制造考察，充分吸收了国外的经验，并通过设计攻关取得多项创新成果。
　　由于GIL长距离输电设计在国内没有先例，东北院深入研究国外GIL厂商产品设计制造和电缆设计资料，就GIL导体截面的选择、外壳的选择、内部绝缘、伸缩节的选择和配置、节长的选择、隔室的设置、接地设置等多项内容开展专题研究。
　　特别是在竖井和水平隧道GIL转弯要求的设计方面，东北院结合工程实际情况，重点在GIL的固定方式、竖井的布置、通风设计、安装和起吊等方面进行了攻关，完成了GIL竖井顶端单点固定、竖井与水平隧道连接处和水平隧道转弯处的变截面设计、竖井内GIL快速吊装导轨的设计、竖井内通风优化等的特殊设计，解决了工程实际应用的问题。
　　在仪式结束后的参观环节中，建设单位组织相关人员下到距地面40多米的竖井中，参观南雁四回路输电线路改造工程隧道建设现场。在井下，参观人员看到了采用CRD法和双侧壁导洞法施工完成的两个短距离渐变式90度扩挖超大转角，以及复合式衬砌、隧道混凝土结构等。输电线路改造工程隧道全线最深的1号竖井深达71.05米，目前已顺利完成初支结构。
　　大连南雁四回路输电线路改造工程于2016年2月开工，预计2017年底全部建设完成。由于采用的GIL输电方案，工程具有传输容量大，维护成本低，安全可靠等特点。建成后，不仅将加快推进星海湾金融商务区的建设速度，而且城市南部地区电网系统的安全也将有了新的保障。