特高壓輸電線路工程架空索道運輸施工方案設計

         前言

         特高壓輸電線路工程輸電距離長、區(qū)域跨度大，而且隨著土地資源的日趨緊張，輸電線路工程設計路徑越來越多的需要經過運輸條件惡劣的山區(qū)地形，給工程施工物料運輸帶來了極大的困難。采用架空索道進行物料運輸，是解決特高壓輸電線路工程山區(qū)地形施工物料運輸的有效途徑之一。特高壓輸電線路工程具有單基基礎混凝土方量大、鐵塔塔材單件重量較重、施工周期長等特點，對架空索道運輸的安全管理、運輸效率提出了更高的要求。因地制宜地設計科學合理的施工方案，是安全、高效完成架空索道運輸施工的關鍵。

          1施工方案設計的一般原則

          1.1安全可靠

          架空索道運輸施工方案的設計，必須將安全性和可靠性放在首位。設計的允許使用荷載應能滿足最重單件運輸的需要，一般以鋼管塔材更大單件重量為控制條件。

         1.2運輸效率

         山區(qū)施工時，施工場地有限，不能大量存放物料，一般是邊運輸邊施工，所以必須保證運輸效率，確保物料運輸能夠滿足連續(xù)性施工要求，從而確保施工進度。

          1.3因地制宜

         輸電線路工程路徑長、區(qū)域跨度大，各個塔位的地形條件、運輸距離、高差以及施工環(huán)境等往往相差較大，設計參數（如基礎混凝土量、塔材更大單件重量等）也不盡相同，不能以一個通用施工方案應用于所有塔位，必須因地制宜進行設計，考慮各個塔位的特性。

         1.4運輸成本

         索道運輸貫穿于施工全過程，包括基礎原材料、鐵塔材料、架線材料和相應施工階段的工機具，運輸總量大，持續(xù)時間長，需要耗費較大的施工成本。所以，必須進行科學合理的施工方案設計，將運輸成本控制在預期目標之內，并積極探索降低成本的措施。

        1.5環(huán)境保護

         施工過程中應盡量避免或減少樹木砍伐和植被破壞，防止水土流失。正確選擇架空索道路徑，優(yōu)化施工方案，是減少樹木砍伐、植被破壞的重要技術措施。

        2施工方案設計流程

         架空索道運輸施工方案設計流程如下圖所示。

         3實施步驟

        3.1路徑選擇

         架空索道路徑的選擇十分關鍵，相關人員在對塔位現場進行充分勘察之后，確定更優(yōu)的索道架設路徑。應選擇樹木砍伐量少、中間無障礙物、運輸距離短、高差小的通道作為索道路徑。

         3.2現場勘察及數據實測

         勘察現場障礙物、場地面積、地錨擬埋設處土質等情況，并對索道路徑兩端及中間支點的水平跨距、高差進行實測。測量儀器可用經緯儀或手持型GPS。數據測量必須準確，應由專門的測量人員負責。測量完畢做好相關記錄，作為施工方案設計的依據。

       3.3確定架設形式

        根據選定的索道路徑、現場勘查結果及實測數據，確定索道的架設形式。索道架設形式按照主承載索數量分為單索和多索索道，一般設計荷載20kN及以下可以選用單索形式，設計荷載大于20kN小于40kN的采用雙承載索形式，設計荷載大于40kN的應特殊設計；按照運行小車行走方式分為循環(huán)式和往復式索道，為保證運輸效率，應架設循環(huán)式索道；按中間有無支點分為單跨索道和多跨索道，路徑中間無凸起點時，可以架設單跨索道，否則中間需要設置支點架設多跨索道；按照運輸系統的獨立性分為單級和多級索道，主要受地形限制，當地形條件允許時，盡可能架設單級索道，即一條索道只負責一基塔位的運輸，避免施工時相互制約，影響運輸效率和施工進度。

         3.4受力計算

           根據現場實測數據及設計圖紙?zhí)峁┑母髥渭亓?，先初步選定繩索規(guī)格和繩索的中點初始撓度，準確計算索道系統各部件受力極限。如各部受力滿足安全要求，則計算合格，以計算結果作為設備選型和施工的依據，如受力不滿足安全要求，則調整繩索規(guī)格及中點初始撓度后重新計算，直到滿足要求。中點初始撓度值一般為0.05-0.08，應換算成繩索的初張力，以便現場施工時進行控制。受力計算主要包括主承載索、地錨、鞍座、牽引索、返空索、轉向滑車、運行小車、抱索器等部件的更大工作荷載。

        3.5設備選型

       （1）根據現場實際情況和受力計算的結果，選擇滿足安全要求的索道設備，包括動力設備（牽引機）、地錨、支架、工作索（包括型號、規(guī)格和長度）、鞍座、運行小車、轉向滑車、拉線、卸扣等。設備選型除滿足安全性要求外，還應考慮部件的重量、搬運和安裝的便捷性、設備的可靠性和可拆卸性。設備選型的輸出結果為索道設備及工器具需求計劃表，體現在施工方案中，作為設備采購和施工的依據。

       （2）由于地錨的選型、埋設深度及馬道角度需結合現場地形、土質情況進行確定，且地錨受力較大，為關鍵部位，所以需要單獨進行施工設計。地錨施工需要確定的參數包括額定荷載、埋深、馬道角度。一般由受力計算結果確定地錨的額定荷載；現場地形確定馬道角度，具備條件情況下馬道角度盡可能小，當大于45°時必須采取加固措施；根據額定荷載、地錨規(guī)格、現場土質及馬道角度計算出需要的埋設深度。應優(yōu)先采用全埋式鋼板地錨，巖石地區(qū)開挖困難的，可以采用錨桿地錨。

        3.6運輸效率及成本估算

       根據運輸距離、設計荷載、運行速度計算索道運輸的效率，并與施工計劃進行對比，確定是否滿足施工要求。根據施工需要的工日及投入的人工數量，計算人工成本，加上設備采購費用及運行維護費用，匯總出該索道運輸總成本，并換算成單位運輸重量的成本，與目標成本相比較，確保施工成本可控。

        3.7形成施工方案

         上述步驟完成以后，整理相關數據，形成架空索道運輸施工方案，履行編審批手續(xù)并經監(jiān)理、建設單位批準后實施。

         4方案設計的其他事項

        4.1分階段實施要求

          一般情況下，特高壓輸電線路工程基礎施工混凝土方量雖然較大，但是可以分散運輸，單件荷載并不大，不超過1t；組塔施工鋼管塔塔材單件較重，最重可達到4.8t，因塔型而異，但施工周期較短，一般不超過40天；架線施工主要運輸滑車、絕緣子及金具，單件重量也不大，一般不超過1t。因此，索道的架設，應分階段實施，索道的地錨、支架、鞍座按照更大運輸單重進行設計及實施，但施工階段僅架設一根主承載索，采用輕便型運行小車運輸基礎材料，可以提高效率，組塔施工階段根據需要增加主承載索，滿足塔材運輸需要。

         4.2地錨埋設隱蔽簽證

         索道地錨的埋設屬于安全隱蔽控制項目，地錨回填之前，應由項目部技術人員與監(jiān)理一起進行檢查驗收，確保合格方可回填，并做好簽證記錄。

        4.3試運行要求

         索道架設完畢，正式投運前必須按照相關規(guī)程進行試運行，以驗證索道架設的質量及實際荷載。

          4.4索道運輸安全保證措施

        索道設備選型合格，即為索道運輸安全提供了重要的保障。此外，還應規(guī)范施工人員的日常操作行為、索道設備的使用過程維護。主要措施有：索道運行時，嚴禁人員穿過或位于繩索及重物的下方；重物的懸掛應牢固可靠；人員之間的通信應暢通，觀察視線滿足要求；每日使用前檢查設備情況，做好保養(yǎng)維護。

         4.5環(huán)境保護及文明施工措施

         施工過程中應采取措施減少或杜絕物料的遺灑，砂石、水泥等材料的運輸應采用專用的運輸桶或運輸罐；材料包裝物應及時回收，集中處理；禁止隨意扔棄各類垃圾；材料堆放應采用塑料布與地面隔開；做好設備維護，禁止“跑、冒、滴、漏”。

         5總結

         架空索道運輸在輸電線路工程施工中的應用尚屬于初始階段，尤其是特高壓輸電線路工程，由于其運輸總量大、材料單件較重、施工周期長、施工條件惡劣等客觀因素，對架空索道運輸的安全可靠性形成了更大的挑戰(zhàn)。本文結合線路工程施工特點和以往施工經驗，闡述了架空貨運索道施工方案的設計原則、步驟及要點，從根源上確保架空貨運索道施工安全，供施工同行參考借鑒。