揭秘世界屋脊上的巨型“羊头”建筑群｜科普央企那些事儿

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前三期的系列科普——#科普央企那些事儿#小新带大家了解了——

1.钢轨如何实现跨国旅行？

2.煤炭如何做到由“黑”变“白”？

3.风如何变成可用的清洁电？

今天小新继续为大家带来该系列的第四期——《揭秘世界屋脊上的巨型“羊头”建筑群丨科普央企那些事儿》，揭秘青藏高原上的巨大“羊头”型建筑群以及它背后的故事。

平时，你都见过哪些电力铁塔？

虽然高矮各异

但好像长得大同小异的

一点都不惊喜……

看别人家——

▲俄罗斯加里宁格勒州，当地一座38米高的电力塔被设计成了世界杯吉祥物扎比瓦卡的造型。

▲美国塞拉布雷逊的米老鼠输电杆塔。

▲阿根廷布宜诺斯艾利斯的机器人塔。

在国内，我们什么时候才能有这么有意思的铁塔呢？

别说，咱还真有，而且是在有着世界屋脊之称的西藏！

▲西藏岗巴羊景观塔

在喜马拉雅山脉中段的日喀则市吉隆县境内，阿里联网工程8基连片“岗巴羊头”造型输电铁塔巍峨屹立。

这些就是央企建设者

为西藏阿里联网工程

量身定制的“限量版”

羊头型景观输电铁塔

阿里地区，位于青藏高原北部，平均海拔4500米，是世界平均海拔最高的地区。长期以来，阿里地区电网仍处于孤网运行的状态，当地用电需求和用电稳定无法得到充分保障。

阿里与藏中联网工程建成后，将彻底解决阿里地区的用电困难问题，为阿里地区的经济发展注入强大动力。该工程起于西藏中部的日喀则市，止于阿里地区的噶尔县，工程塔位平均海拔4572米，最高塔位5357米，被称为“云端上的电网”。

阿里联网部分线路

根据常规的输电铁塔经验和习惯，铁塔外形设计主要基于受力、运输、组装等因素考虑，较少考虑美学因素。阿里联网工程穿越高寒荒漠、高原草甸、高寒灌丛等不同生态系统，途经江萨国家湿地公园、珠穆朗玛峰国家级自然保护区、玛旁雍错湿地国家级自然保护区、冈仁波齐国家森林公园，自然生态环境原始、独特，生态绿色施工与环境保护任务重。

如何让一座座钢筋铁塔

与西藏当地独特的

自然景观和谐交融

国家电网、中国能建等

央企的建设者们

费尽了心思，开足了脑洞

为了提升铁塔与西藏人文、自然景观的适配度，设计团队细致地研究分析了线路可研路径和沿线景观敏感点，并派专人前往阿里地区现场调研，还与四川大学合作，开展美学优化概念设计，利用西藏文化中的代表性形象对铁塔进行艺术化加工。

▲中国能建设计团队邀请四川大学建筑与环境学院副院长、藏文化研究专家、建筑美学专家李沄璋教授为设计团队讲授艺术与美学相关知识。

越是深入其中，困难越是显现。景观输电塔作为一个富有创造性的工程作品，鲜少案例参考，设计团队只能“摸着石头过河”，一步步探索。

没有调查，没有发言权

设计团队在半个月的时间

对阿里联网工程的环境敏感点

一一进行了实地探查

景观输电塔的研发工作

由此才正式开始

▲实地探查现场众人在休息间隙合影留念。

设计景观输电塔，艺术、美观的景观属性当然是考虑的重点，但是输电塔的功能性与安全性必须摆在首位。

凭借多年送电结构设计经验，中国能建西南院设计团队对此游刃有余，“对采集回来的元素，我们首先需要在大脑中对其进行抽象化的‘解剖’，考虑各点位是否可以悬挂导线，是否能够保证足够的电气间隙，结构传力途径是否科学等等。” 然后利用素描插画将各元素解构出来，标示出主要受力点，连接形成主要承载体系，再结合输电铁塔结构特点进行拓展，形成初步方案。

最终，牦牛、岗巴羊、白绒山羊、转经筒、胜利幢、吉祥八宝等西藏代表性自然人文意象，成为了设计团队细细筛选过后的第一批候选者。

牦牛塔

岗巴羊头塔

白绒山羊塔

手摇转经筒塔

日月相轮塔

法轮塔

吉祥结塔

岗巴羊，西藏绵羊的一种，产于喜马拉雅山中段北麓的岗巴县，曾作为历代班禅的贡品，在西藏有很高的知名度；白绒山羊，产自阿里地区日土县，其生产的羊绒制品在国际上享有“纤维宝石”和“软黄金”盛誉。

这两种羊都是西藏地区具有代表性的动物，羊头在藏语中读“鲁古”，与藏语中“年初”的读音相似，寓意着藏历新年的第一天吉祥如意，有一个好的开始。加之羊角和输电铁塔具有天然的相似性，岗巴羊头塔和白绒山羊塔的设计方案脱颖而出，成为了阿里联网工程最终采用的景观塔设计方案。

来看看景观塔是怎么创作出来的

▲岗巴羊景观塔创作过程。

▲白绒山羊景观塔创作过程。

景观塔需要满足艺术美学上的要求

其外形结构体系

已经与常规铁塔有了较大的不同

需针对性地

对铁塔构件布置形式进行设计

确保构件的布置及节点设计

能够满足结构的受力要求

为了分析结构变化对受力体系的影响，中国能建设计团队建立了数值分析模型来对景观塔进行详细的分析计算，并根据计算结果对结构外形和布置进行调整。在一遍遍反复计算和调整中，最终找到一个既满足景观外形又满足结构受力的平衡点。

除了外形美观、结构安全，中国能建设计团队还要考虑铁塔生产加工、现场施工等多方需求。

为此，中国能建西南院多次组织院内专家对关键节点构造设计进行讨论研究，确保每一个节点的设计方案既能满足受力要求，又尽量避免对特殊的生产和安装设备的需求，最大程度上减小加工和安装的难度，确保现场的顺利实施。

与此同时，设计团体重点解决了“塔基地质稳定和绝缘安全”两方面问题，满足了工程“本质安全性、建设可行性和运检便捷性”的要求。

随后，景观塔依次接受了安装、断线、覆冰、大风等主要设计荷载的验证，荷载数持续攀升、层层加压，试验塔顺利通过真型试验，标志着景观塔设计的正式完成。

▲真型塔试验。

景观塔的设计只是阿里联网工程这一超级项目中，央企建设者完成的诸多挑战之一，此后还有更多难题需要他们一一攻克。

阿里联网工程是世界上海拔最高、运距最远的超高压输变电工程——平均塔位4572米，最高5357米，最长运距超过5400公里。

▲阿里电力联网工程第二次跨越雅鲁藏布江放线完成。

工程施工难度大——3次跨越雅鲁藏布江，翻越5000米以上的孔唐拉姆山、马攸木拉山，沼泽地，部分区段为长距离无人少人区，人迹罕至；工程沿线气候条件恶劣，含氧量仅为内地50～60%，平均气温0～5℃，最低气温达零下45℃，昼夜温差达25℃以上；人员、机械降效严重，年有效工期仅有8个月，且建设人员随时有潜在引发肺水肿、脑水肿等高原疾病的风险，高原生理健康保障任务艰巨。

▲建设者背着氧气施工。

2020年5月2日，在海拔5357米的西藏日喀则拉孜县与定日县交界处的嘉措拉山，阿里联网工程4R053号500千伏输电铁塔成功组立，刷新了我国在世界超高压电网建设领域的新纪录（藏中电力联网工程最高海拔5259米）。

在海拔5357米的施工塔位，施工现场最大风力可达10级以上，施工最低温度零下20多度。一节4米长、200公斤的抱杆，4个人抬着在平原可以走20多米。可在这里，施工人员每挪三步脸就憋得通红，必须停下来大口喘气，歇上好一会儿。

▲在“世界屋脊的屋脊”建工程，铁汉也会落泪。

该塔位从基础开挖到组塔完成历时50多天，塔材等现场物资采取马帮运输方式。山脊陡而险，路面都是尖石子，加上马蹄粘雪不断打滑，其他塔位半个小时就能运输一趟，运到这基铁塔塔位却需要一个半小时。

当时，经过5天的努力，国家电网的10余名运输队员与风雪、严寒、缺氧搏斗，来回100余趟，才将所有塔材运输到嘉措拉山山顶。

而在该塔位周边还有连续66基输电铁塔均处于海拔5000米以上。

▲阿里联网工程海拔最高500千伏输电铁塔组立完成。

除了高海拔的挑战，还有120基位于沼泽地的铁塔必须冬季施工。

沼泽地塔位分布在阿里联网工程220千伏线路4个标段，起于西藏日喀则市萨嘎县拉藏乡，止于阿里地区噶尔县门土乡，绵延500千米。

沼泽地塔位普遍地下水位高，尤其雨季沼泽地地表水位最深可达1米，机械、人员难以进入施工区域，强行施工成本大且对环境破坏严重，为确保工程按期投运，减少对当地环境破坏，只能在冬季沼泽地上冻后施工。

▲西藏阿里噶尔县、海拔4700米沼泽地组立铁塔。

2019年10月20日阿里联网工程正式进入全冬季施工阶段。

国家电网施工人员冒着高原极度缺氧、狂风暴雪，零下30℃的低温严寒，踏上征程、挺进阿里，攻坚沼泽地基础施工。

为了更好的挖掘基坑，他们在风雪里为基坑盖上棉被、烤火炉，自己身体反而早已冻僵麻木；零下27℃的低温，5台发电机冻坏了4台……在他们的努力下，工程终于在冻土解冻之前完成了基础开挖、组塔工作。

6月29日，阿里联网工程线路工程包12最后一基沼泽地铁塔放线完成。制约阿里联网工程建设的关键点彻底打通，为工程全线贯通、建成投运奠定坚实基础。

为了有效保护西藏高海拔地区脆弱的生态环境，减少土石方量和混凝土量，保护自然植被，减少水土流失，国家电网在沼泽地施工过程中，创新开展了高海拔沼泽地螺旋锚基础关键技术攻关并成功应用，形成了覆盖地质评价、基础选型、设计和施工应用全过程的成套技术。

这是西藏电网建设中首次采用螺旋锚基础进行施工，为今后高海拔地区沼泽地条件下，电力基础工程建设和技术创新作出了积极有益的探索实践。

为加强环保措施落实，国家电网工程技术部梳理了环保水保措施实施、环保问题整改和植被恢复三个阶段13项措施。项目部对参建人员开展生态环保知识培训，明确设置围栏限制施工范围、施工前进行草皮表土分离等措施，强化生态保护，首次全线采用网格式护坡，播种耐寒耐旱草籽为高原增添绿色。

施工结束后，国家电网的施工人员要将高陡边坡、地锚坑等回填平整，对堵塞冲沟区域进行清理，还原自然生态。

▲7月25日，阿里电力联网工程（包2标段）贯通，当地藏族同胞送来酥油茶、献上哈达表示感谢。

7月26日，继青藏电力联网、川藏电力联网、藏中电力联网工程3条电力天路之后，国家电网有限公司建设的第4个突破生命禁区、挑战生存极限的高海拔电网工程——阿里电力联网工程全线贯通。

贯通后的阿里联网工程是国内首个大规模应用美学景观塔建设理念的超高压输电项目。工程沿线共有景观型输电铁塔143基，其中500千伏输电线路区段共有35基造型为“岗巴羊头”的景观铁塔；220千伏输电线路区段共有108基造型为“日土白绒山羊头”造型的景观铁塔。

岗巴羊头塔和白绒山羊塔

不只是钢与线的结合

更是央企建设者智慧的结晶

科学+美学

有了视觉构想

再力学求证

设计师并不完全是工程师

也是“艺术家”

这就是央企建设者秉持的工程美学

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责任编辑丨邓 通

执行主编丨龚 政

内容来源丨国家电网、中国能建

原标题：《揭秘世界屋脊上的巨型“羊头”建筑群｜科普央企那些事儿》

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