超高压输电线路长距离大高差多桩位循环索道运输施工技术探讨

摘要：超高压输电线路架空输电线路工程塔位大高差，多桩位，运输距离远，各种施工材料、铁塔塔材、导线金具无法运输桩位。经过精确计算，采用长距离大高差多桩位循环索道运输施工材料技术，针对山区塔位各种工况进行验算，对于较多塔位长距离索道运输时技术经济性较好，建议采用长距离循环索道运输。

关键词：超高压输电线路；长距离；大高差；多桩位；循环索道运输施工技术 文献标识码：A

中图分类号：TM752 文章编号：1009-2374（2016）06-0131-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.065

1 项目背景

超高压输电线路施工以高山大岭为主，施工材料和工具运输问题十分棘手，尤其体现在工程施工时，循环阴雨天气、大山大岭、材料重，人力无法运输、机械无法到达情况下，只能通过索道运输减轻体力工作量，提高运输效率。超高压输电线路工程，大量桩位高差大、桩位多、地形差，阴雨季节严重耽误施工工期，几乎没有运输道路可以利用，工程材料、器材运输十分困难。部分塔位根本无运输道路，修筑盘山运输道路要损毁大面积的地表植被及经济作物，占用大量土地，经核算要实现修路运输，投资额巨大。针对施工现状，提出采用循环索道运输施工方案，在工程的过程中达到减少体力强度，提高施工效率和施工安全及进度。本文根据现场实际施工经验，详细阐述了采用循环索道运输在输电线路中的应用，根据循环索道运输索道布置情况，提出承载量参数计算，介绍了双线循环索道运输安装与架设方法，有效解决施工材料的运输难题。

2 工程概况

糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电线路工程起于云南省普洱换流站，止于广东省江门换流站，全线分19个施工标段，广东省输变电工程公司负责施工第19标段，起止点：J37（N160）塔～江门换流站构架。线路长为90.461km。施工范围：N160（含N160塔本体、基础及跳线安装）塔大号侧导、地线挂孔至江门换流站构架线路侧导、地线挂孔。本标段线路途经广东省云浮市、肇庆市、佛山市、江门市，主要地形为山地及高山，材料运输非常困难。在施工期间，受持续阴雨天气，基础施工材料，铁塔塔材、导线金具无法运输至桩位，尤其是N199-N224、N264-N275塔位，该桩位高差大，运输距离远，修路无法到达。施工时，我们经过精确计算，采用循环索道运输施工材料。500kV祯州至现代线路（深圳段）工程（第三标段）本标段起于N216塔，终于500kV现代站出线构架，线路途经龙岗区、罗湖区、福田区、宝安区及南山区管辖区；新建线路全长19.291km，新建铁塔48基，其中大跨越段4基。500kV双回路塔41基；混压四回路塔3基。本标段位于深圳市市区内，可利用的运输道路较多，但塔位大部分位于公园内的山上，没有现成的道路可进行运输施工材料。所以根据现场实际，N250-N262桩位采用索道运输。本标段只有少数和线路垂直的公路，交通条件非常差。

3 索道架设方案

根据现场地形、运距及运输工程量等综合考虑，搭设多跨循环式索道，索道要尽量连续，减少周转，支架要力求利用山包凸出位置设立支架，索道装卸点要尽量靠近塔位，减少二次转运。

第一，长距离、大高差、多桩位、连续循环式索道运输具有运输量大、施工效率高、运输距离远、适用范围广等特点。索道由承载索、返空索、牵引索、始端支架、中间支架、终端支架、驱动装置等部分组成，现场布置如图1所示：

1.下地锚；2.始端支架；3.驱动装置；4.承载索；5.返空索；6.牵引索；7.货车；8.中间支架；9.终端支架；10.高速滑车；11.上地锚

图1 多跨单索循环式索道运输现场布置示意图

第二，选择索道线路时，应考虑当地气候、地理条件和索道要经过的交通要道以及要跨越的其他建筑设施等，针对施工运输量及地形条件制定相应的施工方案，根据施工方案选择合适的索道运输方案。

第三，索道沿线尽量避免和已有或新建的线路、通信线、公路交叉。如果跨越公路、有人通过的沟道时，必须设立明显的警示牌，必要时要在公路、沟道上方搭设防护架防止货物坠落伤人。

第四，索道应尽量走直线，如有转角，角度应尽可能小。转角角度不得超过6°。单级索道的长度不得超过300m。除跨越山谷等特殊情况外，单跨索道最大跨距不得超过1000m；多跨索道相邻支架间的最大跨距不得超过600m，高差角不得超过30°。

第五，进行索道运输施工方案设计时，必须对所有工况进行全面分析，以最不利工况作为计算的依据。

第六，索道跨越或穿越有关设施、区域时的最小垂直净空尺寸及货车与内外侧障碍物之间的水平净空尺寸应符合国家有关标准规范的要求。如条件限制而不能满足要求，在索道运行和停运时，均要人值守。

4 索道架设

第一，进场的机具必须进行外观检查。钢丝绳是否破损、锈蚀及死结等；滑车转动是否灵活、挂钩是否变形或裂纹等；索道牵引机运转是否正常、结构是否完整等；支架是否变形，连接构件是否完好等。严禁使用变形、破损、有故障等不合格的机具。

第二，现场施工前，应利用经纬仪对设计的索道运输路径进行详细复测，校核各支架位置是否正确、支架转角角度是否符合要求等，如有问题及时上报项目施工单位校核，协同解决。

第三，索道均为临时架设，根据施工现场情况，索道支架采用钢架结构，搭设型式采用立柱、斜撑和横梁组成，货物通过支架时，其边缘距离支架支腿不得小于200mm。如图2所示：

图2 钢管支架

第四，索道架设包括支架安装、驱动装置安装、工作索地锚安装、展放牵引绳、安装牵引绳、安装承载索、返空索、系统调试、检查实验等环节。

第五，现场根据索道运载货物种类，根据计算的钢丝绳锚固力选择8地锚，配Φ24mm×3.3m的钢丝绳套。

第六，索道承载索架设完毕后，必须对它的张力和松紧度进行检查，以测定其张进度是否达到要求。采用机械式拉力表和手板葫芦、钢丝绳卡具配合，在承载索锚固点将索具受力转移到拉力表上，可以直观地读出钢丝绳的张力大小。承载索无荷载最大档的中央弛度比S0≈0.05。在收紧钢丝绳时，如果弛度不好观测，可以用拉力表配合紧线。

式中：

S0——弛度比

f0——控制中点处的弛度

l0——该档档距

第七，钢丝绳由于受到制造和搬运条件的限制，为满足使用要求，必须在现场进行连接。在线路施工中主要采用的是插接法连接。

第八，承力索的验算与选择：

承力索有多个负荷作用，间距为S，其最大水平张力按下式计算：

承力索有单个负荷作用，其最大水平张力按下式计算：

式中：

Q——集中荷载

S——吊钩之间的距离，取250m

β——高差角

K——安全系数，临时性索道取2.6～2.8

K1——钢丝线的弹性模量，6.8×10-5

f——承力索在重载下的档距中点最大驰度，取0.05L

L——档距，验算值取800m

牵引索的验算与选择：

牵引索承受最大拉力：

P1为集中荷载Q在牵引索方向的分力，此分力出现在高差最大的档距内：

载重滑车沿承力索滚动时摩擦力：

其中：

式中：

μ——滑车轴摩擦系数，μ=0.02

μ'——滑车与承力索摩擦系数，μ'=0.06

r——滑轮的半径，r取9

在架空索道中，常用钢绳卡固定绳头。使用钢绳卡时，必须将绳卡的压板与主索相贴，而用U型螺栓夹住短头部分（钢丝绳的折回部分），以免主索受到损伤，如图3所示：

图3 钢丝绳头卡固

第九，采用索道牵引设备选用汽车后桥式牵引机。具有结构简单、装拆、搬运方便、运行速度快汽车后桥式牵引机由发动机、变速箱和传动装置组成（如图4所示）就位时应在牵引机下方垫以枕木，并进行水平校正，将机架四角利用Φ17.5mm钢丝绳套固定于地锚上，用紧绳器调整牵引机位置，锚固钢丝绳套与机架中心线夹角不大于30°。

牵引索卷入卷筒时，其导入方向应与卷筒轴垂直，使钢丝绳顺序地缠绕于牵引机卷筒上（见图5所示）。

图4 汽车后桥式牵引机实物图

图5 牵引机固定示意图

5 索道检查及试验

第一，索道架设或长时间停用后，在运行前应进行相关的检查、验收，从而保证索道设备的运行安全。索道检查及验收应由安装单位组织进行，施工单位及工程监理参加，确认无误后方可投入试运行。

第二，负荷试验：进行高速50%负荷、中速80%负荷、额定速度100%额定负荷载荷试验，每次试验完成后对整个索道线路与结构零部件进行检查，确认无异常后进行慢速110%超载试验。每次试验均为一次循环，每次试验时，至少进行一次制动试验。

6 物料运输

第一，物料的装卸组织不当将会造成索道运输停滞，运输方式不当将会影响索道运输速度，并造成安全事故等。因此，物料的装卸及运输方式与索道的运输效率及安全运行关系甚大。

第二，物料的盛装方式要根据物料的特性进行选择。砂、石、水泥等散骨料一般采用料斗运输，铁塔塔材及基础钢筋等采用打捆包装运输，合成绝缘子采用带包装补强后钩挂运输，金具材料采用地面组装后成串或成段运输。

7 结语

由于长距离大高差多桩位循环索道运输可以有效减少施工道路修筑、林木砍伐和植被破坏，是一种环保的施工方式，同时能提高工效，节约工期，减轻施工人员的劳动强度，具有良好的社会效益。

采用多支点循环索道运输方式技术合理、方案环保、安全可靠，极大地提高了运输工效，取得了很好的经济、社会效益，在输电线路恶劣地形的施工中具有很高的推广价值，值得同行参考。

作者简介：陈锐锋（1982-），男，广东广州人，广东省输变电工程公司高级工程师，研究方向：输电线路工程现场技术管理。

（责任编辑：蒋建华）