淺述卡楊公路大型設備迅速過江方式的選擇與應用

左紅軍

(四川二灘建設咨詢有限公司，四川成都 610051)

1 概述

雅礱江中游河段上游自兩河口電站水庫庫尾(水面高程2 860 m)起，下游截止到錦屏一級電站水庫庫尾(水面高程1 880 m)，總體流向自北向南，河段長385 km，占雅礱江總長度的25%。根據設計研究成果，卡拉水電站推薦壩址位于正在修建的錦屏一級水電站上游約75 km處，裝機容量100萬kW;楊房溝水電站推薦壩址位于卡拉水電站上游約33 km處，裝機容量150萬kW。

雅礱江卡拉、楊房溝水電站交通專用公路(以下簡稱卡楊公路)是為了解決卡拉和楊房溝兩座水電站遠離現有的交通網絡、交通條件差而由業主規劃實施的一個交通專用公路工程項目，是根據雅礱江中游各梯級水電站對外交通規劃和卡拉、楊房溝、孟底溝等水電站外來物資運輸需求而提出的，其目的就是通過建設一條快速的對外交通主干線，確保兩座大型電站乃至中游河段各梯級水電站早日開工建設，確保各水電站建設期和運行期的交通順暢。

2 大型設備迅速過江的必要性及存在的困難

2.1 卡楊公路的地理位置及分標情況

卡楊公路起點位于錦屏一級水電站8號公路通往左岸纜機平臺的隧道進口附近，路線沿雅礱江左岸逆江而上展線爬升，在經過卡拉水電站后繼續沿雅礱江左岸至楊房溝水電站，終點位于楊房溝水電站上壩址上游約1.2 km的金波石料場附近。根據審定的設計成果，卡楊公路為三級公路，全線長 91.3 km，其中錦屏一級水電站至卡拉水電站壩址路線長57.4 km，卡拉壩址至楊房溝水電站壩址路線全長33.9 km。卡楊公路土建工程自起點至終點共分11個標段。

2.2 大型設備迅速過江的必要性

卡楊公路全線共設隧道34座，總長46 823 m(主線長)，占路線全長的51.25%，全線共設橋梁20座，總長2 462.68 m，占路線全長的2.7%。全線長度超過3 km的特長隧道有3座。根據后續電站的建設需要，卡楊公路需盡快投入使用;按相關合同要求，卡楊公路項目施工總工期約3年零4個月。因此，如何按期、保質地完成合同目標，對卡楊公路參建各方是一個巨大的挑戰。

鑒于工程所在地現有的交通網絡狀況，決定了卡楊公路工程的施工必須由雅礱江右岸向左岸進行組織。卡楊公路地處高山峽谷地帶，主體工程布設于沒有任何交通網絡的雅礱江左岸，而現有的交通網絡均在雅礱江右岸;要進行卡楊公路工程的施工，就必須利用雅礱江右岸僅有的交通網絡，通過修建施工便橋、便隧、便道等方可抵達卡楊公路主體工作面。

綜上所述，若要迅速、有效地組織工程施工，就必須要求參建各方統籌安排各項工作。為保證工程施工的安全高效，就必須確保所投入的設備能夠安全、及時地渡過雅礱江進行機械化作業。

2.3 大型設備迅速過江存在的困難

卡楊公路沿線地形陡峭，溝谷深切，為典型的高山峽谷地貌。“V”和“U”型谷相間展布，山脊寬緩，岸坡中部坡度一般為40°～50°，近河谷地帶岸坡陡峻，坡度一般為60°～70°，臨江坡高一般大于500 m。雅礱江的地貌特點決定了卡楊公路大型設備迅速過江的方式必須多樣化、非常規化。

3 大型設備過江方案的選擇與應用

卡楊公路11個標段所采用的大型設備過江方案不盡相同，主要采用了貝雷橋、浮船、索吊三種過江方案，其中浮船過江方案被廣泛應用于大部分標段，貝雷橋方案和索橋方案則被少數標段所采用。以上三種方案在卡楊公路的實踐與應用，為確保各標段大型設備的迅速過江取得了積極成效。

3.1 浮船過江方案的應用

浮船過江方案是卡楊公路大多數標段首選的大型設備過江方案，其中土建Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ標均采用該方案。下面以土建Ⅲ標為例簡述該方案。

(1)基本方案。

卡楊公路土建Ⅲ標施工便道全長約29 km，便道起點位于雅礱江右岸的跑馬坪，需跨過雅礱江至左岸沿江而下。該工程于2010年4月初開工，即將面臨雅礱江汛期的到來。另外，由于該工程施工工期較緊，因此，需迅速將大型施工設備運抵雅礱江左岸開始工程施工。經過技術經濟比較，土建Ⅲ標的大型設備迅速過江選擇了浮船過江方案。

設備過江地點選擇在跑馬坪下方江邊河灘位置，該處原為金礦渣場，場地開闊，適合大型設備停放，是設備過江比較理想的位置。該處江面寬度約60 m，水流流速經簡易測算為3～5 m/s，江水流量約600 m3/s。

該方案每條浮船由2節浮箱組成，浮箱均采用8 mm厚的鋼板焊接制作，浮箱長5.5 m、寬2.5 m、高1.5 m;船頭段浮箱高度沿船頭方向逐漸減小，長度范圍為1.5 m，高度由1.5 m減少至0.7 m，形成船頭迎水面。組裝成單條浮船后總長為11 m、總寬為10 m。經計算，理想狀態下連體浮船的最大承載力為93.1 t，連體浮船的自重約16.5 t，浮船的荷載最大可達到 76.6 t。

設備過江時，將設備停放在渡江船上，在過江點上游約20 m位置設置錨樁式過江纜，纜繩采用φ32鋼絲繩，在過江纜上設置2個10 t滑輪，利用縱向牽引繩在平行水流方向牽引住過江船;垂直水流方向在右岸布置2臺5 t卷揚機牽引浮船橫向移動，實現設備過江。自浮船材料運輸及施工準備至設備具備過江條件約需40 d時間。

(2)優 點。

浮船組裝簡單、投入使用周期短、運輸能力強、運輸效率高、靈活方便，能夠重復利用，投資省。

(3)缺 點。

需事先制作;對對外交通困難、施工現場狹窄的工程運抵施工現場困難;受制于江水流量(設計流速不得大于8 m/s，運行流速不得大于6 m/s)、運行安全風險較高。

(4)適用范圍。

適用于過江點較開闊、水流平緩、江面不易太寬的工程。

(5)運行注意事項。

嚴禁在汛期采用該方案;在運行過程中嚴禁超載，應采取有效措施確保浮船不被解體、不被江水沖走。

3.2 貝雷橋過江方案的應用

貝雷橋過江方案是卡楊公路大型設備過江的應用方案之一，主要被土建Ⅳ標和X標所采用。下面以土建Ⅳ標為例簡述該方案。

(1)基本方案。

卡楊公路土建Ⅳ標2號施工便道是Ⅳ、Ⅴ標主體工程施工的唯一通道，其間需由雅礱江右岸跨越至雅礱江左岸。原計劃在松坪子架設跨度為220 m的跨江懸索橋一座實現大型設備過江。但根據施工實際，懸索橋架設期正好處于汛期，且懸索橋施工周期長，施工工期至少在6個月以上，工程投資亦較高。鑒于此情況，2號施工便道施工至K4+950時，為滿足施工進度需要，利用枯水期江面較窄的有利條件，架設了一座貝雷橋，提前實現了大型設備過江。

為滿足汛期通行需要，該貝雷橋采用兩跨設計，共設計了3個橋臺，由55.864 m單層四排貝雷橋加30.48 m單層雙排貝雷橋組成，額定載荷55 t。從2011年2月動工開始，至2011年3月19日即完成了Ⅳ、Ⅴ標大型設備過江。

(2)優 點。

貝雷橋采用鋼結構模塊化設計，構件輕巧，拆裝方便，適應性強，用簡單的工具和人力即能迅速建成，具有優良的互換連接性能;該橋能長能短，能寬能窄，架設速度快，經濟性好。

(3)缺 點。

汛期安全運行風險高、跨度小。

(4)適用范圍。

適用于河床較窄、水流平緩、河流兩側有較寬闊的施工場地。

(5)運行注意事項。

須嚴格控制荷載，在汛期應密切關注江水流量。

3.3 索吊過江方案的應用

卡楊公路大型設備過江實施方案也采用了索吊過江方案。該方案主要在施工便道修建十分困難的土建Ⅳ標應用。

(1)基本方案。

卡楊公路土建Ⅳ標1#施工便道主要解決茶地溝特長隧道、長槍1、2號隧道施工交通及設備、材料運輸問題，需在跑馬坪附近跨越雅礱江到達雅礱江左岸長槍村。該處雅礱江峽谷兩側山坡十分陡峭，跨度大，兩岸高差也大;因其地質條件惡劣，常規道路橋梁方案無法保證施工工期及施工安全。結合現場實際，通過對多種方案進行技術經濟比選后，承包人最終選擇了纜索起重機方案橫跨雅礱江。

該方案是在土建Ⅳ標2#施工便道K1+400處修建一座跨度約460 m、左右岸塔頂高差160.5 m、仰角21°、額定起重量為200 kN的跨江纜索吊進行機械設備、主體工程物資材料運輸等工作。針對地形及實際地質情況等，左岸主索采用鋼筋混凝土抗滑錨樁加預埋拉桿，右岸采用重力式錨錠，鋼索與套筒采用鋅鋁合金灌注。吊裝系統主索采用6根φ46鋼絲繩，起吊索采用φ24的鋼絲繩走8線，用一臺6 t中速卷揚機作起吊動力。牽引索采用φ28鋼絲繩走2線，用一臺16 t中速雙筒卷揚機作循環往復牽引動力。

設計方案為2010年10月展開纜索吊施工，僅僅4個月后，于2011年2月14日就將第一臺斗山DHSOLS－7型挖掘機吊運過江。

(2)優 點。

纜索起重機是兼有垂直運輸和水平運輸的起重設備，它不受氣候和地形條件的限制，具有跨度大、速度快、效率高、總體結構簡單、造價低廉、施工周期短等突出優點。

(3)缺 點。

適用功能相對單一，營運過程中維護、檢修頻繁，安全壓力大，一旦發生設備故障，維修期缺乏其他手段保證工程施工需要。

(4)適用范圍。

纜索起重機在我國各行業已廣泛應用多年，設計、應用等環節積累了豐富的經驗，技術已經較為成熟。在交通不便，地形條件惡劣，跨越深溝谷、大跨度結構吊裝等場所具有非常突出的優越性及適用性。

(5)運行注意事項。

需按設計控制荷載，嚴禁載人，加強變形監測，做好日常檢查、維護，對主要及關鍵部位設備要確保其運行正常。

3.4 索橋過江方案的應用

由于卡楊公路的施工工期十分緊張，而索橋過江方案的施工周期相對較長，因此，卡楊公路未將其作為大型設備迅速過江方案。但由于索橋運行相對安全，因此，卡楊公路大部分標段均在大型設備過江的同時，一并修建了幾座索橋，這幾座索橋為各標段后續工程的施工將起到積極的作用。

4 結語

雅礱江水電站前期工程施工均十分困難。根據工程的具體特點，選擇更合適、更經濟、更有效的施工方案，對確保工程各項目標的實現十分重要。上述大型設備迅速過江方式在卡楊公路的選擇與應用正是這一管理思路的具體體現。在此，感謝卡楊公路的各承包單位和各監理機構。筆者將其具體的施工方案整理歸納成此文，希望為類似工程施工的管理者提供一些有益幫助。