超高壓輸電線路長距離大高差多樁位循環索道運輸施工技術探討

摘要：超高壓輸電線路架空輸電線路工程塔位大高差，多樁位，運輸距離遠，各種施工材料、鐵塔塔材、導線金具無法運輸樁位。經過精確計算，采用長距離大高差多樁位循環索道運輸施工材料技術，針對山區塔位各種工況進行驗算，對于較多塔位長距離索道運輸時技術經濟性較好，建議采用長距離循環索道運輸。

關鍵詞：超高壓輸電線路；長距離；大高差；多樁位；循環索道運輸施工技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM752 文章編號：1009-2374（2016）06-0131-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.065

1 項目背景

超高壓輸電線路施工以高山大嶺為主，施工材料和工具運輸問題十分棘手，尤其體現在工程施工時，循環陰雨天氣、大山大嶺、材料重，人力無法運輸、機械無法到達情況下，只能通過索道運輸減輕體力工作量，提高運輸效率。超高壓輸電線路工程，大量樁位高差大、樁位多、地形差，陰雨季節嚴重耽誤施工工期，幾乎沒有運輸道路可以利用，工程材料、器材運輸十分困難。部分塔位根本無運輸道路，修筑盤山運輸道路要損毀大面積的地表植被及經濟作物，占用大量土地，經核算要實現修路運輸，投資額巨大。針對施工現狀，提出采用循環索道運輸施工方案，在工程的過程中達到減少體力強度，提高施工效率和施工安全及進度。本文根據現場實際施工經驗，詳細闡述了采用循環索道運輸在輸電線路中的應用，根據循環索道運輸索道布置情況，提出承載量參數計算，介紹了雙線循環索道運輸安裝與架設方法，有效解決施工材料的運輸難題。

2 工程概況

糯扎渡電站送電廣東±800kV直流輸電線路工程起于云南省普洱換流站，止于廣東省江門換流站，全線分19個施工標段，廣東省輸變電工程公司負責施工第19標段，起止點：J37（N160）塔～江門換流站構架。線路長為90.461km。施工范圍：N160（含N160塔本體、基礎及跳線安裝）塔大號側導、地線掛孔至江門換流站構架線路側導、地線掛孔。本標段線路途經廣東省云浮市、肇慶市、佛山市、江門市，主要地形為山地及高山，材料運輸非常困難。在施工期間，受持續陰雨天氣，基礎施工材料，鐵塔塔材、導線金具無法運輸至樁位，尤其是N199-N224、N264-N275塔位，該樁位高差大，運輸距離遠，修路無法到達。施工時，我們經過精確計算，采用循環索道運輸施工材料。500kV禎州至現代線路（深圳段）工程（第三標段）本標段起于N216塔，終于500kV現代站出線構架，線路途經龍崗區、羅湖區、福田區、寶安區及南山區管轄區；新建線路全長19.291km，新建鐵塔48基，其中大跨越段4基。500kV雙回路塔41基；混壓四回路塔3基。本標段位于深圳市市區內，可利用的運輸道路較多，但塔位大部分位于公園內的山上，沒有現成的道路可進行運輸施工材料。所以根據現場實際，N250-N262樁位采用索道運輸。本標段只有少數和線路垂直的公路，交通條件非常差。

3 索道架設方案

根據現場地形、運距及運輸工程量等綜合考慮，搭設多跨循環式索道，索道要盡量連續，減少周轉，支架要力求利用山包凸出位置設立支架，索道裝卸點要盡量靠近塔位，減少二次轉運。

第一，長距離、大高差、多樁位、連續循環式索道運輸具有運輸量大、施工效率高、運輸距離遠、適用范圍廣等特點。索道由承載索、返空索、牽引索、始端支架、中間支架、終端支架、驅動裝置等部分組成，現場布置如圖1所示：

1.下地錨；2.始端支架；3.驅動裝置；4.承載索；5.返空索；6.牽引索；7.貨車；8.中間支架；9.終端支架；10.高速滑車；11.上地錨

圖1 多跨單索循環式索道運輸現場布置示意圖

第二，選擇索道線路時，應考慮當地氣候、地理條件和索道要經過的交通要道以及要跨越的其他建筑設施等，針對施工運輸量及地形條件制定相應的施工方案，根據施工方案選擇合適的索道運輸方案。

第三，索道沿線盡量避免和已有或新建的線路、通信線、公路交叉。如果跨越公路、有人通過的溝道時，必須設立明顯的警示牌，必要時要在公路、溝道上方搭設防護架防止貨物墜落傷人。

第四，索道應盡量走直線，如有轉角，角度應盡可能小。轉角角度不得超過6°。單級索道的長度不得超過300m。除跨越山谷等特殊情況外，單跨索道最大跨距不得超過1000m；多跨索道相鄰支架間的最大跨距不得超過600m，高差角不得超過30°。

第五，進行索道運輸施工方案設計時，必須對所有工況進行全面分析，以最不利工況作為計算的依據。

第六，索道跨越或穿越有關設施、區域時的最小垂直凈空尺寸及貨車與內外側障礙物之間的水平凈空尺寸應符合國家有關標準規范的要求。如條件限制而不能滿足要求，在索道運行和停運時，均要人值守。

4 索道架設

第一，進場的機具必須進行外觀檢查。鋼絲繩是否破損、銹蝕及死結等；滑車轉動是否靈活、掛鉤是否變形或裂紋等；索道牽引機運轉是否正常、結構是否完整等；支架是否變形，連接構件是否完好等。嚴禁使用變形、破損、有故障等不合格的機具。

第二，現場施工前，應利用經緯儀對設計的索道運輸路徑進行詳細復測，校核各支架位置是否正確、支架轉角角度是否符合要求等，如有問題及時上報項目施工單位校核，協同解決。

第三，索道均為臨時架設，根據施工現場情況，索道支架采用鋼架結構，搭設型式采用立柱、斜撐和橫梁組成，貨物通過支架時，其邊緣距離支架支腿不得小于200mm。如圖2所示：

圖2 鋼管支架

第四，索道架設包括支架安裝、驅動裝置安裝、工作索地錨安裝、展放牽引繩、安裝牽引繩、安裝承載索、返空索、系統調試、檢查實驗等環節。

第五，現場根據索道運載貨物種類，根據計算的鋼絲繩錨固力選擇8地錨，配Φ24mm×3.3m的鋼絲繩套。

第六，索道承載索架設完畢后，必須對它的張力和松緊度進行檢查，以測定其張進度是否達到要求。采用機械式拉力表和手板葫蘆、鋼絲繩卡具配合，在承載索錨固點將索具受力轉移到拉力表上，可以直觀地讀出鋼絲繩的張力大小。承載索無荷載最大檔的中央弛度比S0≈0.05。在收緊鋼絲繩時，如果弛度不好觀測，可以用拉力表配合緊線。

式中：

S0——弛度比

f0——控制中點處的弛度

l0——該檔檔距

第七，鋼絲繩由于受到制造和搬運條件的限制，為滿足使用要求，必須在現場進行連接。在線路施工中主要采用的是插接法連接。

第八，承力索的驗算與選擇：

承力索有多個負荷作用，間距為S，其最大水平張力按下式計算：

承力索有單個負荷作用，其最大水平張力按下式計算：

式中：

Q——集中荷載

S——吊鉤之間的距離，取250m

β——高差角

K——安全系數，臨時性索道取2.6～2.8

K1——鋼絲線的彈性模量，6.8×10-5

f——承力索在重載下的檔距中點最大馳度，取0.05L

L——檔距，驗算值取800m

牽引索的驗算與選擇：

牽引索承受最大拉力：

P1為集中荷載Q在牽引索方向的分力，此分力出現在高差最大的檔距內：

載重滑車沿承力索滾動時摩擦力：

其中：

式中：

μ——滑車軸摩擦系數，μ=0.02

μ'——滑車與承力索摩擦系數，μ'=0.06

r——滑輪的半徑，r取9

在架空索道中，常用鋼繩卡固定繩頭。使用鋼繩卡時，必須將繩卡的壓板與主索相貼，而用U型螺栓夾住短頭部分（鋼絲繩的折回部分），以免主索受到損傷，如圖3所示：

圖3 鋼絲繩頭卡固

第九，采用索道牽引設備選用汽車后橋式牽引機。具有結構簡單、裝拆、搬運方便、運行速度快汽車后橋式牽引機由發動機、變速箱和傳動裝置組成（如圖4所示）就位時應在牽引機下方墊以枕木，并進行水平校正，將機架四角利用Φ17.5mm鋼絲繩套固定于地錨上，用緊繩器調整牽引機位置，錨固鋼絲繩套與機架中心線夾角不大于30°。

牽引索卷入卷筒時，其導入方向應與卷筒軸垂直，使鋼絲繩順序地纏繞于牽引機卷筒上（見圖5所示）。

圖4 汽車后橋式牽引機實物圖

圖5 牽引機固定示意圖

5 索道檢查及試驗

第一，索道架設或長時間停用后，在運行前應進行相關的檢查、驗收，從而保證索道設備的運行安全。索道檢查及驗收應由安裝單位組織進行，施工單位及工程監理參加，確認無誤后方可投入試運行。

第二，負荷試驗：進行高速50%負荷、中速80%負荷、額定速度100%額定負荷載荷試驗，每次試驗完成后對整個索道線路與結構零部件進行檢查，確認無異常后進行慢速110%超載試驗。每次試驗均為一次循環，每次試驗時，至少進行一次制動試驗。

6 物料運輸

第一，物料的裝卸組織不當將會造成索道運輸停滯，運輸方式不當將會影響索道運輸速度，并造成安全事故等。因此，物料的裝卸及運輸方式與索道的運輸效率及安全運行關系甚大。

第二，物料的盛裝方式要根據物料的特性進行選擇。砂、石、水泥等散骨料一般采用料斗運輸，鐵塔塔材及基礎鋼筋等采用打捆包裝運輸，合成絕緣子采用帶包裝補強后鉤掛運輸，金具材料采用地面組裝后成串或成段運輸。

7 結語

由于長距離大高差多樁位循環索道運輸可以有效減少施工道路修筑、林木砍伐和植被破壞，是一種環保的施工方式，同時能提高工效，節約工期，減輕施工人員的勞動強度，具有良好的社會效益。

采用多支點循環索道運輸方式技術合理、方案環保、安全可靠，極大地提高了運輸工效，取得了很好的經濟、社會效益，在輸電線路惡劣地形的施工中具有很高的推廣價值，值得同行參考。

作者簡介：陳銳鋒（1982-），男，廣東廣州人，廣東省輸變電工程公司高級工程師，研究方向：輸電線路工程現場技術管理。

（責任編輯：蔣建華）