跨江照明系統在烏東德水電站大壩施工中的應用

葉紅學 袁青 陳小超

摘 要：在水電站大壩建設過程中，夜間照明強度對施工效率及施工安全尤為重要，我單位通過有效利用大壩山區的工程地勢特征，設計安裝了一套大壩凌空跨江照明系統，為烏東德大壩快速施工提供了可靠的保障，可以為類似水電站大壩建設提供借鑒和參考。

關鍵詞：烏東德水電站；跨江照明系統；設計與實施

1 項目概述

烏東德大壩為雙曲拱壩，河床建基面高程723m，壩頂高程988m，最大壩高265m。傳統的大壩施工照明為按部位分散布置，照明系統隨著大壩的升高逐步上移，工作繁瑣而且易留照明死角，不利于夜間大壩的安全高效施工，為解決此問題，我單位在大壩上下游各設計布置了一組大壩凌空照明系統，照明強度不低于50lx，從高空向作業面照射，實現了無盲區的照明效果，大大減少了大壩施工過程中照明系統安裝運行的工作量。

2 項目難點

照明系統的纜索需固定在大壩兩邊峭險峻的山坡馬道上，左岸固定在高程1060平臺，右岸固定在高程1045平臺?，F場山體跨度大、土石堆積體多，整體地質情況較差，造成承載鋼絲繩固定錨墩布置與施工難度大；現場施工面積狹小、施工設備、材料進場難度大；壩體斷面高差大造成承載鋼絲繩系統過江安裝安全風險增大；系統大范圍照度及照射角度的動態調整，加大了燈具結構固定裝置的工藝制作難度；凌空照明系統布置位置需確保纜機安全運行距離等一系列問題成為制約該項目施工正常進展的關鍵。

3 工藝原理

跨江照明系統由兩岸錨墩、承載索及牽引鋼絲繩、卷揚機、燈具固定架、承馬等組成，并利于日常檢修及更換。

烏東德大壩跨度375m，上下游各布置一組跨江照明系統，該整套壩體以上凌空獨立照明系統，每組跨江照明系統按照50m60m的間距布置6組燈具固定架，相鄰燈具固定架之間安裝兩組承馬，大壩山體馬道兩側各布置一臺3t卷揚機，卷揚機與燈具固定架通過承馬與牽引鋼絲繩連接，用于回收或釋放燈具固定架。

每兩組燈架之間，放置2組承馬，其兩側的滑輪在承載鋼絲繩上移動，中間與往復鋼絲繩固定，底部活動支架連接電纜，并為后期灑水降塵的水管鋪設預留對接部位（見圖一）。

照明電纜分為兩段，以中間兩組燈具為界，分別由左、右岸供電，電纜在左右岸分別預留一段長度用于連接電源開關。在每個燈架之間固定一根φ6mm的鋼絲繩，并分別與承馬連接，長度較電纜要短，保證在拖拽電纜時電纜本身不受拉力。

通過左右岸的3t卷揚機控制往復鋼絲繩拖拽活動小車方式，將6個移動小車分別回收至左右岸的檢修平臺上進行燈具更換和維護檢修，安全實用價值高，可操作性強，解決了常規施工中干擾、照明系統重復性敷設問題，確保了凌空照明系統安裝和后續檢修質量。

4 工藝流程

通過工程研究、分析、改進，總結形成一套成熟的施工技術，完善大型拱壩施工跨江照明系統設計與安裝技術研究，其主要施工程序為：

梯道設置→馬道清理 → 測量放樣 → 錨墩澆筑 → 索道架設 → 照明系統安裝→ 承馬安裝 →照射角度調整 → 測試驗收

5 操作要點

5.1 錨墩設計及施工

根據烏東德電站大壩布置及岸坡的實際情況，左右岸高程纜機平臺及其下馬道寬度滿足錨墩施工布置要求，同時滿足人員及材料通行要求。在平臺及馬道上設計承載索的固定端，左右岸之間的直線距離約為375m，初步估算承載索的固定端需要承載拉力為75t，安全系數取2.2，即承載端需要承受165t的拉力，故在左右岸上下游兩邊各設計一個承載165t拉力的錨桿混凝土錨墩。在設計部位按要求打錨桿注漿，做拉拔力檢測試驗，測試合格后進行配筋施工，并將錨桿和纜索地錨等預埋件與配筋連接牢固（焊接或綁扎），形成整體，之后進行錨墩C35混凝土澆筑。達到強度后，將定滑輪與預埋錨栓架錨固并與墊板焊接。

5.2 燈具固定架設計及安裝

根據軟件計算模擬效果，擬采用4盞2000kw的投光燈燈一組時，在距離投光體320m 遠的地方，有效照明范圍為70m×70m，亮度滿足設計要求，可以達到50lx以上；同時考慮到大壩兩邊邊坡照射需求，部分燈架需另外增加2盞2000kw投光燈。

燈架支座采用角鋼焊接而成，考慮到左右岸臨邊處地形，為便于安裝和檢修，燈架分為兩種結構形式，左右岸兩側的2組外形為正方形，長、寬、高分別為1500*1500*400mm，可以放置4盞投光燈；剩余4組外形為長條形，框架長寬高分別為2800*70*40mm，可以放置6盞投光燈。

燈架組合由兩部分組成，上部為活動小車架，采用50mm方管（δ=4）焊接而成，框架內用于放置4或6個鎮流器和1個配電箱；下部為固定燈具的燈架，由50mm方管（δ=4）焊接而成；燈架與活動小車的連接采用四連桿裝置，燈架和活動小車和下部框架一端采用鉸接，另一端采用兩根花籃螺栓連接，花籃螺栓伸縮范圍為0～300mm，用于調節投光燈左右岸方向的照射角度（見圖二）。

5.3 承載索及往復索安裝

每組凌空照明系統需布置兩根承載索及一根往復牽引索，往復牽引索用于回收或釋放燈架，承載索固定在錨墩上的定滑輪上。

承載索安裝要求： 一組錨墩上兩條承載索在安裝固定時，應確保平行對稱，垂度一致，為保證照明系統架設和檢修工作的順利實施，兩根承載索垂度差控制在2cm以內。

5.4 承馬安裝

由于要敷設電纜線，而燈架之間的距離較遠，電纜線懸空距離過長，在風力的作用下不停的擺動，固定處不停的彎折而且會加速磨損，電纜線容易拽斷，存在較大的安全隱患，故在燈架之間安裝承馬，以固定承載電纜線，減少電纜線擺動。

5.5 照射角度調整

隨著壩體的不斷上升，照明高度和部位也相應變化，燈架的照明角度需要不斷的調整，以滿足施工需要，當上下游照射角度需要微調時，可以調整花籃螺栓；當需要調整的照射角度較大時，可以通過調整調節拉桿；當左右岸照射角度需要調整時，可以調整燈具的固定調整螺桿調整；當需要擴大燈架光源的照明范圍時，可以利用投光燈自身的調節功能進行調節。

6 結論

通過開展大型拱壩施工跨江照明設計與安裝技術研究，形成了一套有效的大壩高空照明施工技術，較好的解決了夜間施工照明問題，為大壩的快速施工提供了較好的安全保障。

參考文獻：

[1]GB 501272007，架空索道工程技術規范，2007.

[2]GB 500072011，建筑地基基礎設計規范，2011.

作者簡介：葉紅學（1984），男，湖北恩施人，本科，工程師，研究方向：水電站施工設備運行管理。