中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊:4月23日,央視科教頻道《創(chuàng)新進(jìn)行時(shí)》欄目播出專題報(bào)道《極限跨越》,圍繞川渝特高壓工程穿越二郎山、折多山,面臨珍稀動(dòng)植物保護(hù)、高海拔覆冰、陡峭地形等難題,深度展示工程建設(shè)者通過采取多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和生態(tài)保護(hù)措施,在推動(dòng)清潔能源輸送與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與生態(tài)和諧共生。
二郎山是四川高原與盆地氣候的分水嶺,豐富的動(dòng)植物資源造就了天然的生態(tài)寶庫。上午8點(diǎn),川渝特高壓交流工程川9標(biāo)段項(xiàng)目部安全員王鵬和同事就出發(fā)了。今天,他們要對(duì)此前已發(fā)現(xiàn)的珍稀動(dòng)植物資源完成巡查。
在轉(zhuǎn)場(chǎng)的過程中,眼前的一幕就讓他們既吃驚又忍俊不禁。這種獼猴學(xué)名藏酋猴,由于數(shù)量不斷減少,已被列入近危物種。這些家伙可是建設(shè)者們遇到的??停33扇航Y(jié)隊(duì)地下山尋找食物。
大家和動(dòng)物們的“遭遇”成了家常便飯,有些讓他們避之不及,有些則充滿了驚喜。
除了藏酋猴、川金絲猴等多種野生珍稀動(dòng)物,這片區(qū)域還是大熊貓國家公園。雖然大家沒有直接遇到過大熊貓,但他們深知,這種國家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物需要被悉心關(guān)注和保護(hù)。
今天王鵬和同事還有一項(xiàng)任務(wù),確認(rèn)一些特別的植物。這片密林里分布著不少香果樹等國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物。除此之外,還有被稱作“植物活化石”的國家一級(jí)保護(hù)物種珙桐。夏天時(shí),珙桐綻放的白鴿般的花朵,在山林中格外醒目。這種來自1000萬年前新生代的孑遺植物,幸存數(shù)量寥寥可數(shù),同樣是大家的關(guān)注重點(diǎn)。
這里是充滿魅力的生態(tài)秘境,也是動(dòng)植物的天堂。2023年以來,這里恰恰也成為王鵬和許多同事正在投身建設(shè)的一項(xiàng)工程——川渝1000千伏特高壓交流工程的重要節(jié)點(diǎn)。這項(xiàng)工程起于四川甘孜,通過“Y”字形線路將電能送往成都和重慶。它將有效承接來自四川川西高原的水電,乃至西藏、西北等地的清潔電能,它如同川渝兩地之間的能源“大動(dòng)脈”,為正在建設(shè)中的成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈提供強(qiáng)有力的能源保障。
一大早,川渝特高壓交流工程川9標(biāo)段項(xiàng)目總工程師余東正要和同事討論下一步的建設(shè)計(jì)劃。但二郎山一線傳來的山上降雪很大的消息,讓他們不得不放下手頭的工作,立即趕到了現(xiàn)場(chǎng)。
余東:“川渝9標(biāo)段是整個(gè)川渝特高壓交流工程‘卡脖子’的一段,這一段就剛好在二郎山的山頂上。二郎山海拔3000米,是兩個(gè)冷暖氣流交界的地方,導(dǎo)致覆冰現(xiàn)象特別明顯?!?
每年的10月下旬,二郎山的山頂就逐步被冰雪覆蓋,潮濕的雨霧與低溫碰撞,很快就在導(dǎo)線上凝結(jié)成冰,并在短時(shí)間內(nèi)層層包裹,成為線路外面的厚厚冰衣。
余東:“覆冰最嚴(yán)重的時(shí)候,普通的導(dǎo)線,變成了直徑15厘米的冰柱子,懸掛在天上,給鐵塔增加了很大的荷載。”
余東和同事做過專門的測(cè)算,一根直徑34.5毫米,1米長的導(dǎo)線,經(jīng)過一段時(shí)間達(dá)到60毫米厚的覆冰后,重量從原來的2.3千克增加到20.1千克,鐵塔承重增加到之前的8~9倍,常規(guī)的四腿鐵塔已難以承擔(dān)如此沉重的荷載。
余東:“我現(xiàn)在正對(duì)的是川渝工程首創(chuàng)的,60毫米冰區(qū)使用的門型塔,對(duì)于1000千伏特高壓工程來說,都是新的塔型。門型塔八個(gè)腿,主要是為了提高鐵塔的承載力。”
為了破解這一難題,建設(shè)者們創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出了八腿式門型塔。通過給鐵塔“加腿”來提高它們的承載力。同時(shí),縮小塔位與塔位之間的距離,增加塔位數(shù)量,以此分?jǐn)倖蝹€(gè)鐵塔上的重力荷載。然而,更重的鐵塔也意味著更大的建設(shè)規(guī)模。下一步,怎樣才能最大限度地減少對(duì)動(dòng)植物的影響呢?
今天,川渝特高壓交流工程項(xiàng)目特聘專家景文川正在和同事討論三維智能化建設(shè)系統(tǒng)的運(yùn)用。這是他們解決工程建設(shè)與生態(tài)保護(hù)平衡問題的重要一步。
景文川:“三維智能化建設(shè)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是用設(shè)計(jì)的一個(gè)三維地理信息系統(tǒng),建立現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)作業(yè)場(chǎng)景,便于精準(zhǔn)制訂方案?!?
利用無人機(jī)激光數(shù)字掃描,再結(jié)合實(shí)地勘測(cè),景文川和同事逐步繪制出了一個(gè)細(xì)致全面的數(shù)字地圖。并結(jié)合了智能化大數(shù)據(jù)的助力。
景文川:“如果我們要修路,就有一套自動(dòng)的算法,讓它實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的路徑計(jì)算。這個(gè)系統(tǒng)能精準(zhǔn)地解決修路路徑怎么走,精準(zhǔn)地控制開方的量有多少,對(duì)環(huán)保更加有利?!?
運(yùn)輸路線如何開設(shè),物料怎么堆放,都可以借助這套系統(tǒng)進(jìn)行直觀、細(xì)致的數(shù)字化模擬和預(yù)演操作。同時(shí),它還會(huì)通過大數(shù)據(jù)計(jì)算,給出最優(yōu)化的建設(shè)方案,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的最小化。
這套數(shù)字化系統(tǒng)是否可以解決電力建設(shè)與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾呢?一場(chǎng)真正的考驗(yàn)隨即到來。二郎山上,川渝特高壓工程中高度最高的塔位,進(jìn)入了關(guān)鍵的組裝建設(shè)階段。為了跨越多條已建成的線路,同時(shí)最大限度地減少對(duì)生態(tài)的影響,它的高度要達(dá)到194.8米,相當(dāng)于65層樓的高度,重達(dá)454.86噸。它所在的位置恰恰是一個(gè)近40度的陡坡。為了保持鐵塔的穩(wěn)定,最長的腿和最短的腿之間相差了28.5米,相當(dāng)于10層樓的高度。
景文川:“這個(gè)高塔非常重,因?yàn)樗窃谥乇鶇^(qū),它又是一個(gè)獨(dú)立的柱子,以往我們是沒有遇到過。采用什么樣的方案,對(duì)我們來說也是一個(gè)難點(diǎn)?!?
建設(shè)這座體大身沉的鐵塔,重達(dá)數(shù)百噸的建設(shè)材料如何有效運(yùn)輸?同時(shí),索道究竟建造多高,也是擺在大家面前的一道難題。索道過低會(huì)影響植被生態(tài),過高又會(huì)導(dǎo)致建設(shè)投入太大。二郎山的植被復(fù)雜,高低不一,地形極端,陡峭狹窄。那么索道通道及其架設(shè)高度究竟該如何選擇呢?
針對(duì)索道過低會(huì)影響植被生態(tài)的難題,工程人員利用三維數(shù)字系統(tǒng)分析鐵塔周邊地形以及樹木植被特征,避開植被敏感區(qū)的同時(shí),兼顧樹木高度和建設(shè)成本,迅速給出最優(yōu)化的索道科學(xué)規(guī)劃方案,材料運(yùn)輸在不影響生態(tài)的情況下順利展開。然而,鐵塔的組建還面臨著另一個(gè)現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn),如何在云霧繚繞的天氣中確保建設(shè)精度?
余東:“二郎山上云霧繚繞,給我們的組塔增加了很大的困難。另外,鐵塔在一個(gè)很陡峭的斜坡上,在組塔過程中,必須精確地監(jiān)測(cè)和控制吊裝平衡?!?
在吊裝過程中,一雙雙特別的“眼睛”發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。安裝在組塔抱桿上的監(jiān)測(cè)裝備,伴隨著鐵塔一起“長高”,它發(fā)出的紅外線能穿云透霧,實(shí)時(shí)鎖定對(duì)接位置。這些數(shù)據(jù)以及其他監(jiān)測(cè)信號(hào)會(huì)實(shí)時(shí)傳輸回地面控制系統(tǒng),讓地面指揮人員對(duì)組塔細(xì)節(jié)了然于胸,實(shí)現(xiàn)對(duì)上噸重的塔材厘米級(jí)別的精確控制。
依靠三維數(shù)據(jù)系統(tǒng)的助力,機(jī)械與人的配合、安全的保障、林區(qū)生態(tài)保護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)得以精細(xì)管控。鐵塔以每天5至6米的速度“上升”著。經(jīng)過40多天的奮戰(zhàn),這座鐵塔終于矗立在了二郎山上。當(dāng)余東和同事努力推進(jìn)建設(shè),并小心翼翼呵護(hù)著沿線生態(tài)的同時(shí),一項(xiàng)保護(hù)計(jì)劃也在同步緊張進(jìn)行著。
川渝特高壓交流工程川西段負(fù)責(zé)人 張燁:“現(xiàn)在所在的位置是川渝特高壓交流工程珍稀植物珙桐移栽保護(hù)區(qū),整個(gè)保護(hù)區(qū)里面,我們把就近塔位的珙桐,進(jìn)行了移栽保護(hù),目前每棵樹上都有相應(yīng)的標(biāo)識(shí)牌?!?
事實(shí)上,早在建設(shè)啟動(dòng)之前,對(duì)珙桐的移栽和培植工作已經(jīng)開始,可麻煩也隨即出現(xiàn)。
張燁:“在最初的珙桐移栽過程之中,還是遇到了不少的困難。珙桐對(duì)生存環(huán)境要求非常嚴(yán)苛,它在原有的生長環(huán)境是比較穩(wěn)定的,如果我們?cè)谝圃赃^程之中,處理不當(dāng),就有可能造成珍稀植物長勢(shì)不好甚至死亡?!?
為了讓珙桐安穩(wěn)地完成搬家過程,張燁和同事聯(lián)手林業(yè)學(xué)家,一方面為珙桐補(bǔ)充營養(yǎng)液,幫助它們“強(qiáng)身健體”。同時(shí),根據(jù)珙桐們喜歡的土壤和小氣候環(huán)境,讓多株珙桐“集中落戶”,推動(dòng)它們盡快形成適宜的新生存環(huán)境。
折多山海拔4500多米,這里是我國海拔最高的交流特高壓施工區(qū)段。高寒、缺氧使得這里成為川渝特高壓線路所經(jīng)過的又一處生態(tài)脆弱帶。稀薄的空氣還為特高壓線路的建設(shè)帶來了另一個(gè)麻煩。
張燁:“空氣稀薄缺氧,特高壓導(dǎo)線容易出現(xiàn)電暈、放電的情況,同時(shí)整個(gè)高原電磁環(huán)境,也會(huì)隨時(shí)而改變。為了減少對(duì)高原電磁環(huán)境的影響,我們采用了一項(xiàng)全新的導(dǎo)線技術(shù),就是十分裂導(dǎo)線。”
為了更穩(wěn)定地輸送電能,電力學(xué)家針對(duì)不同電壓等級(jí)的輸電線路,研制出了多根導(dǎo)線輸電的分裂導(dǎo)線技術(shù)。針對(duì)川渝特高壓交流工程跨越高海拔地區(qū)的特點(diǎn),電力工程人員首次應(yīng)用了十分裂導(dǎo)線新成果。它是由一根導(dǎo)線分裂成10股細(xì)線,如果把輸電線路比作一條“高速公路”,分裂導(dǎo)線就好比在這條“高速公路”上建設(shè)了多個(gè)“車道”,擴(kuò)寬電流“車道”,增大“車流量”,讓電流傳輸更加安全穩(wěn)定,這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使得它可以克服高原帶來的種種難題。
張燁:“一是降噪,二是降低電磁環(huán)境對(duì)高原生態(tài)地區(qū)的影響?!?
在我國電網(wǎng)建設(shè)史上,這是第一次使用十分裂導(dǎo)線。隨著工程的緊張推進(jìn),十分裂導(dǎo)線的架設(shè)進(jìn)入了關(guān)鍵階段。為了確保安全,大家選擇在晴朗無風(fēng)的天氣條件下,開始安裝導(dǎo)線間隔棒。它們將支撐起這條全新的電力通道。
高海拔和嚴(yán)重的缺氧為建設(shè)帶來了不小的困難。為了確保每一位建設(shè)者的健康,保障部門建立了覆蓋全線的醫(yī)療保障體系。
嚴(yán)酷的自然環(huán)境同樣考驗(yàn)著高原上的其他生命。根據(jù)此前生態(tài)學(xué)家的考察,這里的地表草皮形成往往需要數(shù)十年的時(shí)間。而一旦遭受破壞,惡劣的環(huán)境將使得草皮恢復(fù)極其困難。隨著建設(shè)的推進(jìn),一項(xiàng)保護(hù)計(jì)劃已緊鑼密鼓地同步實(shí)施。
張燁:“高原草甸如何進(jìn)行表土剝離,實(shí)施完以后如何對(duì)它進(jìn)行及時(shí)回鋪保護(hù),都有專門的設(shè)計(jì),是按照一個(gè)塔位一個(gè)設(shè)計(jì)圖來進(jìn)行的?!?
根據(jù)不同鐵塔周邊草皮的特征,電力工程師們制訂并實(shí)施了恢復(fù)方案。