索道在特高壓直流線路工程中的應(yīng)用

張可利　李道玉

摘 要：為了解決酒泉-湖南±800kV特高壓直流輸電線路工程施工材料運(yùn)輸難題，提出采用多跨單索循環(huán)式索道在山區(qū)運(yùn)輸工程材料的方案。結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)介紹本工程的索道架設(shè)及材料運(yùn)輸方案，將為今后相關(guān)工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：特高壓；酒湖線；索道

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.121

1 引言

酒泉-湖南±800kV特高壓直流輸電線路工程甘4標(biāo)段沿線山區(qū)所占的比重很大，施工材料的運(yùn)輸存在相當(dāng)大的難度，傳統(tǒng)的采用人力，畜力運(yùn)輸方式已完全不適應(yīng)，開山劈路困難且 對(duì)地表植被破壞較大，為解決施工材料在山區(qū)等復(fù)雜地形情況下的運(yùn)輸難題，本文提出采用多跨單索循環(huán)式索道運(yùn)輸施工材料方案。

2 索道架設(shè)及運(yùn)輸方案

多跨單索循環(huán)式索道是通過支架、承載索、牽引索、驅(qū)動(dòng)裝置等部分在開辟道路困難情況下，將物料運(yùn)送到指定位置，其原理如圖1所示：

索道型式及工作原理：采用多跨單索循環(huán)式索道運(yùn)輸工藝，原理見上圖所示。其工藝原理為：在運(yùn)輸始端與終端之間設(shè)置始端支架、終端支架和多個(gè)中間支架；承載索、返空索和牽引索（以下統(tǒng)稱“工作索”）承托于各支架的托架（鞍座）上，承載索、返空索按設(shè)計(jì)弧垂收緊，兩端各自錨固在始端地錨和終端地錨上，形成運(yùn)載小車的行走軌道；牽引索形成閉合，兩端通過4個(gè)高速滑車，并盤繞在驅(qū)動(dòng)裝置上；運(yùn)載小車卡接在牽引索上，牽引索牽引帶動(dòng)運(yùn)載小車在承載索、返空索上運(yùn)動(dòng)達(dá)到運(yùn)輸物料的目的。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 工程概況

酒泉-湖南±800kV特高壓直流輸電線路工程4標(biāo)段，該標(biāo)段長152.667kM，新建鐵塔282基，地形分布情況：山地占74.7%，丘陵占5.7%，高山大齡占19.6%，且山地高差大，運(yùn)距遠(yuǎn)，沒有可以利用的小道和山路，開山劈路的話將破壞當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，決定采用多跨雙索循環(huán)式索道。

3.2 索道架設(shè)

本文以N2451-N2456塔位索道架設(shè)為例

（1）索道路徑選擇。裝貨點(diǎn)盡量靠近車輛能到達(dá)的位置；索道沿線盡量避免和線路、通信線、公路交叉。利用山包凸出位置設(shè)立支架盡可能保護(hù)原地貌，不破壞或少破壞植被；索道跨距不小于150m和不大于500m。水平轉(zhuǎn)角不宜超過5°。高差角一般控制在30°以內(nèi)，最大不大于45°，若難于滿足可采取減小運(yùn)輸荷載和增大貨物間距的辦法克服了地形因素。

（2）支架的選擇與安裝。經(jīng)過驗(yàn)算與選擇，結(jié)合本工程實(shí)際情況，對(duì)本工程索道架設(shè)主要受力工器具規(guī)定如下：

多支點(diǎn)索道的主要受力構(gòu)件有：承力索、牽引索、行走滑車、承力繩托鐵、支架、快速轉(zhuǎn)動(dòng)滑車、牽引設(shè)備等。

構(gòu)件設(shè)計(jì)情況：1）承力索：主承載繩選用Φ19.5mm鋼絲繩，返空索選用Φ15.5mm鋼絲繩；2）牽引索：選用Φ13mm鋼絲繩；3）行走滑車和掛鉤：采用吊鉤式雙輪滑車，掛鉤規(guī)格不小于7T；4）快速轉(zhuǎn)動(dòng)滑車：選用規(guī)格不小于7T；5）支架：采用Φ140鋼管（δ=3.75㎜，L=6m）作撐管，18～25#槽鋼作梁，通過法蘭連接，形成支架，并通過拉線緊固。且鋼絲繩在支架處的包絡(luò)角必須小于60°；6）地錨：地錨規(guī)格不小于10T，地錨繩規(guī)格為Φ19.5mm，與之相連的U型環(huán)必須采用10T以上規(guī)格，地錨坑的位置應(yīng)避開不良的地理?xiàng)l件，受力側(cè)前方不應(yīng)有陡坎及松軟地質(zhì)。地錨坑開挖深度應(yīng)滿足方案要求，地錨應(yīng)開挖馬道，馬道寬度應(yīng)以能放置鋼絲繩、拉棒為宜。馬道坡度應(yīng)與受力方向一致，馬道與地面的夾角應(yīng)不大于45°。地錨坑的回填土必須分層夯實(shí)，回填高度應(yīng)高出原地面200mm，同時(shí)要在表面做好防雨水措施。索道使用時(shí)間較長或者處于潮濕地帶時(shí)，應(yīng)對(duì)地錨的鋼絲繩套做好防潮、防腐蝕措施，如圖2所示；7）牽引設(shè)備：選用3噸高速電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，牽引機(jī)最大牽引力可達(dá)到30 kN，最大牽引速度可達(dá)40m/min，自重為0.8噸。

其他說明：單吊鉤（雙滑輪）運(yùn)輸荷載為500～800kg；雙吊鉤可吊運(yùn)800～1000kg，雙吊鉤間保持在5m以上距離；

貨物之間的距離：重量在800～1000kg時(shí)控制在200～230m，貨物重量較輕時(shí)，貨物之間的距離可適當(dāng)縮小。

驗(yàn)算索道承力索弧垂一般取支架間檔距的5%。

（3）錨固系統(tǒng)準(zhǔn)備。工作索地錨宜選用直埋式地錨，其兩端的錨固布置見圖3所示，支架拉線可采用鐵樁或地錨，每個(gè)支架必須設(shè)置不少于4根的拉線。地錨深度根據(jù)受力計(jì)算結(jié)果并視地質(zhì)而定，一般為3—4.5米，主錨坑（錨固承載索）應(yīng)較副錨坑（固定支架、卷揚(yáng)機(jī)等）深2米；地錨坑應(yīng)挖馬道，馬道角度應(yīng)與出線方向大體一致，與地面夾角為30°—45°。地錨坑施工時(shí)，最后應(yīng)在底部受力側(cè)掏挖以便將地錨嵌入其中。

（4）索道架設(shè)。確定整個(gè)運(yùn)輸需要分幾級(jí)轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)的位置，由低向高逐級(jí)架設(shè)。在轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)上確定主地錨坑（錨固承載索）、牽引索轉(zhuǎn)向地錨坑（牽引機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)向半徑要大一些，轉(zhuǎn)向滑車不能少于三個(gè)；轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)側(cè)不能少于兩個(gè)轉(zhuǎn)向滑車）、架體拉線地錨坑位置，用經(jīng)緯儀定出中間支點(diǎn)的位置，確定拉線地錨坑。如果索道路徑內(nèi)有影響貨物通過障礙物（樹木等），需要用經(jīng)緯儀監(jiān)控清理。1）展放導(dǎo)引繩。人力展放或使用飛行器輔助展放兩根導(dǎo)引繩，在終端閉合并使其通過終端的轉(zhuǎn)向滑車，兩個(gè)繩頭留在始端；2）支架安裝。中間支架一般不超過7個(gè)，組立采用人字抱桿輔助起立，人字抱桿規(guī)格視地形條件而定，動(dòng)力宜采用機(jī)動(dòng)絞磨，組立難度小的情況可采用人工組立的方式。支架起立好后至少用四根GJ-35拉線固定，拉線對(duì)地夾角<45°。兩架體根部之間用GJ-35鋼絞線連接（先將導(dǎo)引繩放進(jìn)架體里）；3）安裝工作索。①在各個(gè)支架處將展放好的導(dǎo)引繩提升放置在托架（鞍座）上的托索輪上；②在始端的一個(gè)導(dǎo)引繩頭上連接二級(jí)引繩，用另一個(gè)繩頭牽引，逐級(jí)牽引將導(dǎo)引繩最終更換為牽引索，并將其閉合；③在各個(gè)支架的兩個(gè)托架邊各懸掛一個(gè)滑車，用閉合的牽引索牽引返空索或承載索，每當(dāng)牽引至支架時(shí)就暫停牽引，將返空索或承載索放入滑車后繼續(xù)牽引，直至返空索和承載索展放完畢；④在終端將返空索和承載索錨固在終端地錨上；⑤在始端收緊返空索和承載索錨至設(shè)計(jì)弧垂后將其錨固在始端地錨上；⑥在各支架處將承載索落入托架上的托鐵槽內(nèi)，再次調(diào)正架體，使架體平面和承載索垂直。

（5）索道運(yùn)行。正式運(yùn)行前必須經(jīng)試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中，貨車應(yīng)行走自如，不得出現(xiàn)托索、滑索現(xiàn)象，貨車的卸載裝置應(yīng)啟閉靈活。檢查貨物通過索道沿線是否有拖地情況，根據(jù)情況收緊承載索、清除障礙物（砍樹、降基面），或增加支架；初步確定循環(huán)牽引索的長度，以便選取合適的長度插頭，同時(shí)要用手板葫蘆將轉(zhuǎn)向滑車和地錨連接，以便隨時(shí)調(diào)整循環(huán)牽引索的松緊；在個(gè)別凸起的地方，牽引索有割地情況，需要及時(shí)布置有底座的滑車，以減輕牽引索的磨損。

4 結(jié)論

采用多跨單索循環(huán)式索道運(yùn)輸施工材料，不僅可以減少對(duì)山區(qū)開挖量，降低對(duì)地貌的影響，有利于植被的恢復(fù)，與傳統(tǒng)的施工材料運(yùn)輸方式相比較，明顯縮短了運(yùn)輸工期，保證了施工進(jìn)度及安全質(zhì)量，降低了施工費(fèi)用，能重復(fù)利用，取得較好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益，為今后山區(qū)重型施工材料運(yùn)輸提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳兆慶，楊增輝，祝瑞金.淮南 -上海特高壓輸電工程規(guī)劃和運(yùn)行研究[J].華東電力，2006（08）3：1-35.

作者簡介：張可利（1977-），男，山東嶧城人，本科，助理工程師，酒湖線監(jiān)理4標(biāo)總監(jiān)代表，研究方向：特高壓直流線路工程監(jiān)理。