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環島鐵路電氣化最後拼圖 幕後電力工程大揭秘

698期

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採訪、文字—王舜薇、紅藍創意團隊 攝影—鄭元慶、陳伯義 協助—交通部鐵道局、交通部臺灣鐵路管理局、台電輸變電工程處南區施工處 審查—台電月刊編輯小組

臺灣環島鐵路電氣化的最後一塊拼圖—南迴線,終於在109年12月23日全線加入電氣化通車行列!台電配合此國家重大交通建設,為臺鐵內獅變電站(台電命名鐵枋C/S)及大武變電站(台電命名鐵武C/S)新建69kV及161kV輸電線路與相關供電設施,力拼完工與儘速併聯供電,為環島鐵路電氣化最堅實的後盾。

109年末,寒流來襲,冷風呼嘯,臺東台九線旁的太平洋如常地潮起潮落,而離海不遠的南迴線鐵道,正有一群人不畏寒流地埋首工作,為環島鐵路全線電氣化全力以赴。

在加津林溪出海口右岸的鐵武C/S及加津開閉所(簡稱加津S/Y)的工地現場,工人忙進忙出,緊鑼密鼓進行最後的工程。如果你剛好帶了望遠鏡,還會發現幾個人影,在山坡上的鐵塔頂端,進行驚險的高空緊線作業。

民國68年,西部鐵路縱貫線完成全線電氣化通車,是許多人耳熟能詳的「十大建設」之一。109年12月23日,交通部鐵道局(簡稱鐵道局)先以越區供電的方式,完成鐵路電氣化通車,在臺東車站舉行盛大的通車典禮。除了死忠的鐵道迷之外,一般人可能要到這時才驚覺,原來鐵路電氣化的進程,東部整整晚了西部41年。

臺灣鐵路管理局指出,南迴線完成電氣化後,從高雄到臺東行車時間最多節省27分鐘,最快的普悠瑪列車,僅2小時即可抵達,比起公路運輸,更具時間優勢,車種調度也更具彈性,並減少了廢氣排放。

台電攜手鐵道局 完成大武及內獅供電設施

鐵路電氣化,是指火車動力來源從蒸氣、柴油等轉換到電力。鐵道局於99年開始推動「臺鐵南迴鐵路臺東潮州段電氣化工程建設計畫」,將屏東線的潮州站至枋寮站、以及南迴線的枋寮站至臺東站間電氣化,路線總長約123.4公里。

其中,屏東潮州至枋寮段在103年完成電氣化通車,南迴線則在105年5月10日由行政院核定後,展開相關作業。

鐵道局伍勝園副局長解釋,鐵道建設採取循序漸進,需求、運量和財政,都是工程先後次序的考量因素,鐵道電氣化工程也必須一步步推進,「要先把北迴、花東線電氣化,才能做南迴,不像公路建設,可以一段段做。」而隨著環保意識抬頭,減少柴油車輛的使用成為趨勢,環島鐵路完成「電氣動力一元化」,也增加車輛運行的調度選擇。

因應南迴鐵路電氣化,鐵道局新設了臺東大武鄉的鐵武 C/S及屏東枋山鄉的鐵枋C/S,並更新號誌系統、改善車站等硬體設施,進行路線之邊坡、隧道、橋梁補強工程。

這當中所需的電力何處來?當然是靠台電新建鐵塔與輸電線路,從既有的輸電網引接而來,同時新建加津S/Y,確保系統穩定度。108年,鐵道局和交通部陸續與台電協商南迴線2座新設變電站的供電時程,其中台電已於109年4月30日完成鐵枋C/S供電,並承諾同年12月底完成鐵武C/S的供電。

考量地景 變更塔址與線路設計

台電輸變電工程處南區施工處(簡稱南施處)挑起這項工程的重責大任,當談起最具挑戰的部分,南施處人員異口同聲地說:「很趕、很緊迫!」

台電在位於內獅火車站旁的鐵枋C/S,以既設的69kV枋山~枋寮線引接,設置4座鐵塔,供應潮州至大武間的鐵路電氣化用電;至於較晚完工的鐵武C/S,則由既設的161kV台東~大武~知本線切開引接,沿著大武鄉加津林溪南側山區新建7座鐵塔與1.6公里長的架空輸電線路,引接至加津S/Y,再由加津S/Y以地下電纜線路引接到鐵武C/S,可供應大武到臺東之間的鐵路電氣化用電。

此外,由於161kV輸電線架空通過原住民保留地,依法必須經過環境影響評估審查,且用地取得必須與土地所有權人協商,並與當地部落溝通。

時任南施處處長的張耀宗(現任台中供電區營運處處長)在107年11月上任,剛好正值本案環評最膠著的時候。「因為第一次初審沒過,大家都很緊張,當時環評委員認為鐵塔對部落造成景觀衝擊,希望台電修改設計。」

環評委員的考量是,台電預計架設於加津林山稜線上的1至6號鐵塔,將會對相隔一條加津林溪的加津林部落居民造成視覺衝擊。「雖然這樣一來,塔基、土地都要重新規劃、且需與地主重新協商,成本增加不少,但我們盡量依照委員意見修改。」張耀宗說。

通過環評考驗 提前完工送電

事實上,早從102年起,南施處地權部門就展開與地主的交涉作業,密集拜訪多數地主所在的加津林部落,協商購地價格,包括正式與非正式的拜訪和說明會,就召開了30多次。「其實台電在此案的開發行為很小,最主要是配合臺鐵變電站的位置架設鐵塔,一定會經過原住民保留地,就必須遵守相關程序。」張耀宗解釋。

重新規劃鐵塔位置,必須一併考量線路設計,除了1號塔是引接既有線路的「分歧塔」、6號塔需連接緊鄰變電站的7號塔,而7號塔亦為連接架空線、地下電纜至鐵武C/S的「連接站」,因此這3座鐵塔都不能移動,其餘第2至5號鐵塔的塔基位置,最終都因環評意見而大幅移動,並將鐵塔高度減少3至25公尺。

南施處設計部門努力把鐵塔「變矮」之餘,也以3D軟體模擬部落民眾視角,藉由林木的隱蔽效果,盡量降低視覺衝擊,還得避開土石流潛勢區、活動斷層等災害潛勢區域,規劃最適當的新塔址與路線。

前置作業的用地取得費時也費心,環評流程更是走了3年10個月,後期還得面對施工的時間壓力。108年6月通過環評審查、11月進場施工,原先預計110年5月完工加入系統供電,但為了配合臺鐵通車規劃時程,台電力拼在109年底完工,比原訂18個月的工期提前了5個月,務求及早讓南迴鐵路完成電氣化通車。

關鍵1.6公尺 特殊地質施工難度高

為了達成目標,南施處張文旗副處長啟動專案會議管控進度,盤點所有資源,並啟動施工前說明會,跟地方鄉親和部落說明工程情況,爭取支持。「施工會影響居民作息,必須要感謝鄉親配合協助,也要感謝南施處團隊與承攬包商一同作戰。」

張文旗指出,大武鄉距離高雄、臺東都有相當長的距離,從高雄開車前往單程至少兩小時,地處偏遠、派工不易,人力、機具調度困難很大,加上必須在山區施工,受天候影響大,在有限工期下,考驗工程團隊的協調能力。

南施處第六工務段竺文彥經理表示,除了7號鐵塔位在變電站旁的平地上,其餘6座都位於陡峭的山坡,附近僅有狹窄產業道路或土路,大型吊車進行吊裝作業時都得克服萬難;至於6號塔基位置則沒有任何道路可及,只能用索道運輸方式搬運材料與機具,過程繁瑣且時程長。7座鐵塔因應不同坡度,採用了口字連樑深基礎、單基礎與沉箱式基礎等3種基樁形式。

影響施工速度的還有地質。負責土木的南施處陳保陵副處長拿出一顆取自現場的石頭,「它讓我們的工程遇到瓶頸,我做土木這麼久,從來沒有碰過這麼硬的石頭!」7號塔基樁為沉箱式基礎,連結架空線路和地下電纜,施作時需以機具開挖,逐節下沉固定。「但當時鑽了十多分鐘,僅下沉一厘米!」

陳保陵笑說,最後關鍵1.6公尺,等了30多天,一直無法下沉到位。「結果是中元普渡隔天,一清早就接到現場人員通報『到位了』,且下沉深度剛剛好。」是否有「好兄弟的力量」在冥冥中助一臂之力,讓身為資深工程人的陳保陵大呼「不可思議!」還特別撿了工地的一塊石頭回來做紀念。

新設加津開閉所 保護系統穩定供電

這項工程案還有一項特點,就是在輸電線路與鐵武C/S之間,設置加津S/Y。南施處張喜翔副處長解釋,一般會直接從台電變電所拉專線給特高壓用戶供電,但是鐵武C/S距離既有的台電變電所太遠,為了供電可靠性,台電以台東~大武系統線直接引接。

設置開閉所,如同多一個保險開關,保護系統穩定,避免鐵路電氣設施發生故障或跳電時引起電力系統衝擊,導致整個供電系統發生問題。「就像是水管多設開關,台電擁有控制權,多一個通道,可在突發狀況時保持線路暢通。」

加津S/Y與鐵武C/S為共構,一牆之隔作為責任分界,南施處在新線路併網之前,須經過嚴格測試與竣工檢查,確保供電穩定安全,才會移交給維運單位花東供電區營運處,並以遠端無人監控運作。

從用地協調、環評修正、與部落溝通到克服施工困難,南施處一路抓緊時間過關斬將,在109年12月31日完成輸電線路及開閉所裝建且全數測試並加入系統供電,協助環島鐵路進入全線電氣化的新紀元,功成身退後,又馬不停蹄進行下一件輸變電工程。

「在鐵路電氣化過程中,台電可以說扮演『靈魂中的靈魂!』」鐵道局伍勝園副局長盛讚。鐵道局東部施工處許健宏副處長歷經北迴線、花東線、南迴線電氣化工程,有許多與台電溝通協調和介面整合的互動經驗,回首一路以來的經歷,他說:「要能夠完成這些工程,都有賴台電如期如質送電,很感謝台電對於鐵路電氣化的貢獻!」

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