双轨运输滑道在高边坡锚索工程中的运用

高淑晴

（四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川 康定 626001）

1 概述

长河坝水电站是大渡河梯级开发中的第10级电站，位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内。开关站位于左坝肩下游，顺河谷全长约140 m，自然斜坡总体坡度45°～50°，地形略有起伏，纵向上（与河谷垂直）处于上部陡坡与下部缓坡之间，上部陡坡平均坡度约60°，下部缓坡坡度约40°。开关站开挖底面高程1 685 m，开挖坡高约50～120 m。

电站开关站边坡最大开挖高程约为1 820 m，边坡最大开挖高度约135 m（计算至1 685 m），共设6级马道，每隔20 m设一级马道，马道宽2 m，由于1 745 m高程马道有车辆通行，故加宽至4.5 m。1 685～1 705 m 高程开挖坡比 1∶0.3，1 705 m 以上高程开挖坡比1∶0.5。

2 材料运输方案的选择

1号道路是唯一通往左岸开关站的施工道路，但是1号道路只能到达开关站1 745 m高程。由于受客观条件限制，从开关站下游冲沟侧修筑了一条施工便道，到达1 820 m高程马道进行上部施工。便道坡陡、急弯多，只能通行履带式施工设备，常规运输车辆无法通行。考虑到锚索施工面支护及其它材料运输量大，运输难度和强度都很高，运输投入大，为了解决EL1 820 m以上锚索、喷浆及锚杆等支护工程材料和设备运输问题，拟采用一套滑道车进行部分材料和钻机等小型设备运输。山体自然坡角约40°，滑道长为70 m，垂直高度约55 m。材料通过5 t卡车可运至EL1 745 m施工道路滑道车旁，材料转运至料斗后，通过滑道车运达EL1 800 m滑道车卸料平台，再通过人工搬运到锚索施工面。

双轨滑道车设计每次提升运输材料可控制在3 t以内，而且提升时间平均约5 min一趟。在没安装滑道车，施工条件艰苦时只能靠人工从1 745 m高程，一袋一袋的往1 820 m高程搬运，甚至一台钻机需要4个工人搬运。由于弯多坡陡，工人体力透支，一天一个工人才可搬运水泥1 t，而且搬运工价相当高。由于材料的供应不足，效率低下造成施工进度缓慢，成本高等结果。所以根据开关站的地形地势，选择双轨滑道车运输方式是必要的。

3 滑道设计

3.1 结构设计

滑车运输系统布置在开关站下游1 745 m高程冲沟处，山体自然坡角约40°，垂直高度约55 m，设计滑道长约为70 m，主要由架管铺设而成。滑道车采用3 mm钢板焊接制作而成，底座用70 mm×70 mm角铁焊接成。滚筒用φ90 mm钻杆制成，轴径φ40 mm。详见图1,（图中单位：m）。

图1 滑道车侧视图 滑道车正视图

卷扬机布置于开关站下游侧冲沟处EL1 800平台 (需开挖平整)，在EL1 800 m平台靠山侧的基岩垂直边坡上打锚杆，以固定导向滑轮，钢丝绳通过导向滑轮提升材料。图2为提升材料立面示意图。

图2 提升材料立面示意图

3.2 系统受力分析计算

3.2.1 滑道车受力分析

滑道车在滑道上运行，其受力钢绳的牵引力F，滑车自重和斗内荷载G，其中G分解成垂直于滑道作用力F2和平行于滑道的力F1，以及与滑车运行方向相反的摩擦力f，界定滑道车负重上行时为危险状态进行受力计算，验证钢绳牵引力，由于卷扬机额定荷载是确定的，对比钢绳的极限荷载，取二者小值，考虑安全系数便可算得滑车运行的安全荷载。

3.2.2 设计工况及荷载标准

界定滑道车负重上行时为危险状态进行受力计算。

1）滑道设计荷载f1=10 kN。

2）滑车自重g1=1 kN。

3）卷扬机额定提升力fe=30 kN。

4）φ15.5 mm 钢绳（截面积 89.49 mm2）极限抗拔力fj=122 kN（五金实用手册2002年版）。

5）摩擦力f，由于滑车在滑道上运行是滚动摩擦，摩擦力小考虑下滑力F1×k，安全系数k取1.5。

3.2.3 设计验算

安全系数ke=fe/F=30/14.03=2.14

计算时，由于φ15.5 mm钢绳极限抗拔力fj=122 kN，大于卷扬机额定提升力fe=30 kN，因此采用大于卷扬机额定提升力fe进行验算，满足要求。

4 滑道施工

在左岸开关站EL1 820以上锚索施工面下游侧，高程约EL1 800 m与便道高程EL1 745 m之间制作、安装一套滑道车，上料平台（EL1 745 m）位于施工道路边，滑道沿山边堆积体延伸至EL1 800平台。 采用3 t卷扬机，布置于开挖边线以外EL1 800平台，通过导向滑轮实现材料（小于1 000 kg）的提升，导向滑轮固定于山边基岩上，并与2根φ25锚杆焊接牢固，锚杆入岩深度大于4 m，施工时先用砂浆满注锚杆孔，再插入锚杆，以保证锚杆的抗拔力。

施工供风布置：锚杆施工时，采用左岸开关站锚索高程的供风系统，就近选择供风主管分支阀门，接φ50橡胶管至工作面。

施工供水布置：用左岸开关站锚索工程供水系统，φ32mm橡胶管接至工作面，砂浆人工拌制；用水时加强管理，防止水漫流。

施工供电布置：用左岸开关站锚索工程供电系统，从锚索施工作业面主配电柜用：10 mm2电缆分出至滑道作业面设置分配电柜，配电柜内漏电保护装置齐备并完好，然后分接到用电部位和用电设备，一机一闸配置。

4.1 滑道基础施工方法

滑道基础为条形浆砌石基础，断面宽×高尺寸为100 m×100 cm，采用M10砂浆砌筑，并在EL1 745 m高程滑道起始部位砌筑一防撞墩。施工程序：

1）测量放线，确定滑道布置位置及高程。

2）将在滑道范围内的山边堆积体坡脚较大石块进行人工解体，块石间填充浆砌石，使其稳定、高程符合要求。

3）山边堆积体中部及上部位置，轨道范围内采用人工清除坡表松渣，用浆砌石砌筑滑道基座，堆积体下部由于地势较低和不平，主要用浆砌石砌筑体找平滑道基座，砌筑体最高部位超过1.5 m。

4）浆砌石施工，控制好砂浆标号和砌筑体砂浆饱满度。

5）滑道基座上每隔1.5 m水平方向埋设外径48 mm、壁厚3.5 mm架管，每根架管长度1.2 m,用砂浆嵌注在滑道基座上。

采用自下而上进行施工的方法，浆砌块石料就近选取，在坡脚施工便道边布置施工场地人工拌制水泥砂浆，然后人工搬运至各工作面。块石料砌筑之前应将块石上的砂土去除，并湿润后再进行砌筑施工。

4.2 滑道施工方法

待基础施工完成一段（约为15 m长）后滑道便可进行施工。施工程序：

1）在滑道基座上纵向等间距铺设外径48 mm、壁厚3.5 mm架管8根架管，架管选用顺直新架管，形成宽1.0 m的滑道。

2）用施工线定位每根钢管，确保每根钢管平行。

3）定位好每根钢管后，每根钢管与嵌埋在滑道基座上的水平横杆接触处用焊机焊牢固，焊条选用422焊条φ3.2 mm。

4）每根钢管对接采用焊接法，相邻焊缝错开1 m，焊缝要圆润饱满，焊缝两侧各帮一根φ12 mm螺纹钢筋，钢筋长度为15 cm。

5）检查滑道与基础面接触情况，并保持滑道平直不弯曲。

6）滑道两侧设置40 cm高的护栏，护栏由高度间隔20 cm两根外径48 mm、壁厚3.5 mm平行滑道的钢管构成。

7）护栏立杆底端打入坡面，中部与嵌埋在滑道基座水平横杆用焊机焊牢固，局部地段立杆嵌埋在浆砌石里。护栏与立杆之间用焊机焊牢固。

施工中应特别注意滑道的线形、不弯曲、不错位，左右滑道保持在同一高程上。

4.3 EL1 800 m卸料平台施工方法

人工在EL1 800 m滑道卸料处清理出一个10 m2左右的平台，平台外围临河方向用M10砂浆砌筑挡墙，靠山侧为垂直面，靠河临空面为贴坡斜面，挡墙长度根据实际情况确定。施工程序：①人工开挖EL1 800 m平台；②块石表面清理、湿润；③砌筑。

4.4 防撞墩的施工方法

滑道底部设置防撞墩，一方面停靠下行到滑道底部的滑道车便于上料，另一方面起到安全预防作用。防撞墩顶部尺寸长为1.5 m,厚0.8 m,临河面呈30°斜面，靠山侧垂直滑道面，迎滑车面护栏间用外径48 mm、壁厚3.5 mm钢管焊接并嵌埋在防撞墩里。防撞墩用M10砂浆砌筑浆砌石。施工程序：① 人工清挖防撞墩基角；② 块石表面清理、湿润；③ 砌筑。

4.5 滑道车制作

滑道车采用3 mm钢板焊接制作而成，底座用70×70 mm角铁焊接成。滚筒用φ90 mm钻杆制成，轴径φ40 mm。

4.6 卷扬机安装方法

卷扬机布置于EL1800平台前面靠河侧的平台上(需开挖平整)，卷扬机机座下浇注15cm混凝土，采用地锚固定，φ48架管搭设2 m×2 m的卷扬机房，顶棚绑扎竹夹板板，上面盖彩钢瓦防雨水，四周绑扎竹夹板以防开挖区爆破飞石损坏。在EL1 800 m平台靠山侧的基岩垂直边坡上打锚杆，锚杆灌注采用砂浆进行锚固，锚杆入岩深度4.5 m，锚筋采用φ25 mm。以固定导向滑轮，钢丝绳通过导向滑轮提升材料。在运行过程中定期派专人对钢丝绳进行检查更换，保证运输车的运行安全。

5 总结

滑道运输车从2006年投入运行至今，共为开关站1 805 m高程以上边坡施工运输水泥、砂、石子、钢绞线钢筋材料2 109.8 t，及施工所需的物件等。运输滑道在长河坝开关站高边坡施工中的成功运用，避免了通过人或马运输效率低、运输量小，成本高等因素。保证了安全也加快了施工进度。