跨江照明系统在乌东德水电站大坝施工中的应用

叶红学 袁青 陈小超

摘 要：在水电站大坝建设过程中，夜间照明强度对施工效率及施工安全尤为重要，我单位通过有效利用大坝山区的工程地势特征，设计安装了一套大坝凌空跨江照明系统，为乌东德大坝快速施工提供了可靠的保障，可以为类似水电站大坝建设提供借鉴和参考。

关键词：乌东德水电站；跨江照明系统；设计与实施

1 项目概述

乌东德大坝为双曲拱坝，河床建基面高程723m，坝顶高程988m，最大坝高265m。传统的大坝施工照明为按部位分散布置，照明系统随着大坝的升高逐步上移，工作繁琐而且易留照明死角，不利于夜间大坝的安全高效施工，为解决此问题，我单位在大坝上下游各设计布置了一组大坝凌空照明系统，照明强度不低于50lx，从高空向作业面照射，实现了无盲区的照明效果，大大减少了大坝施工过程中照明系统安装运行的工作量。

2 项目难点

照明系统的缆索需固定在大坝两边峭险峻的山坡马道上，左岸固定在高程1060平台，右岸固定在高程1045平台。现场山体跨度大、土石堆积体多，整体地质情况较差，造成承载钢丝绳固定锚墩布置与施工难度大；现场施工面积狭小、施工设备、材料进场难度大；坝体断面高差大造成承载钢丝绳系统过江安装安全风险增大；系统大范围照度及照射角度的动态调整，加大了灯具结构固定装置的工艺制作难度；凌空照明系统布置位置需确保缆机安全运行距离等一系列问题成为制约该项目施工正常进展的关键。

3 工艺原理

跨江照明系统由两岸锚墩、承载索及牵引钢丝绳、卷扬机、灯具固定架、承马等组成，并利于日常检修及更换。

乌东德大坝跨度375m，上下游各布置一组跨江照明系统，该整套坝体以上凌空独立照明系统，每组跨江照明系统按照50m60m的间距布置6组灯具固定架，相邻灯具固定架之间安装两组承马，大坝山体马道两侧各布置一台3t卷扬机，卷扬机与灯具固定架通过承马与牵引钢丝绳连接，用于回收或释放灯具固定架。

每两组灯架之间，放置2组承马，其两侧的滑轮在承载钢丝绳上移动，中间与往复钢丝绳固定，底部活动支架连接电缆，并为后期洒水降尘的水管铺设预留对接部位（见图一）。

照明电缆分为两段，以中间两组灯具为界，分别由左、右岸供电，电缆在左右岸分别预留一段长度用于连接电源开关。在每个灯架之间固定一根φ6mm的钢丝绳，并分别与承马连接，长度较电缆要短，保证在拖拽电缆时电缆本身不受拉力。

通过左右岸的3t卷扬机控制往复钢丝绳拖拽活动小车方式，将6个移动小车分别回收至左右岸的检修平台上进行灯具更换和维护检修，安全实用价值高，可操作性强，解决了常规施工中干扰、照明系统重复性敷设问题，确保了凌空照明系统安装和后续检修质量。

4 工艺流程

通过工程研究、分析、改进，总结形成一套成熟的施工技术，完善大型拱坝施工跨江照明系统设计与安装技术研究，其主要施工程序为：

梯道设置→马道清理 → 测量放样 → 锚墩浇筑 → 索道架设 → 照明系统安装→ 承马安装 →照射角度调整 → 测试验收

5 操作要点

5.1 锚墩设计及施工

根据乌东德电站大坝布置及岸坡的实际情况，左右岸高程缆机平台及其下马道宽度满足锚墩施工布置要求，同时满足人员及材料通行要求。在平台及马道上设计承载索的固定端，左右岸之间的直线距离约为375m，初步估算承载索的固定端需要承载拉力为75t，安全系数取2.2，即承载端需要承受165t的拉力，故在左右岸上下游两边各设计一个承载165t拉力的锚杆混凝土锚墩。在设计部位按要求打锚杆注浆，做拉拔力检测试验，测试合格后进行配筋施工，并将锚杆和缆索地锚等预埋件与配筋连接牢固（焊接或绑扎），形成整体，之后进行锚墩C35混凝土浇筑。达到强度后，将定滑轮与预埋锚栓架锚固并与垫板焊接。

5.2 灯具固定架设计及安装

根据软件计算模拟效果，拟采用4盏2000kw的投光灯灯一组时，在距离投光体320m 远的地方，有效照明范围为70m×70m，亮度满足设计要求，可以达到50lx以上；同时考虑到大坝两边边坡照射需求，部分灯架需另外增加2盏2000kw投光灯。

灯架支座采用角钢焊接而成，考虑到左右岸临边处地形，为便于安装和检修，灯架分为两种结构形式，左右岸两侧的2组外形为正方形，长、宽、高分别为1500*1500*400mm，可以放置4盏投光灯；剩余4组外形为长条形，框架长宽高分别为2800*70*40mm，可以放置6盏投光灯。

灯架组合由两部分组成，上部为活动小车架，采用50mm方管（δ=4）焊接而成，框架内用于放置4或6个镇流器和1个配电箱；下部为固定灯具的灯架，由50mm方管（δ=4）焊接而成；灯架与活动小车的连接采用四连杆装置，灯架和活动小车和下部框架一端采用铰接，另一端采用两根花篮螺栓连接，花篮螺栓伸缩范围为0～300mm，用于调节投光灯左右岸方向的照射角度（见图二）。

5.3 承载索及往复索安装

每组凌空照明系统需布置两根承载索及一根往复牵引索，往复牵引索用于回收或释放灯架，承载索固定在锚墩上的定滑轮上。

承载索安装要求： 一组锚墩上两条承载索在安装固定时，应确保平行对称，垂度一致，为保证照明系统架设和检修工作的顺利实施，两根承载索垂度差控制在2cm以内。

5.4 承马安装

由于要敷设电缆线，而灯架之间的距离较远，电缆线悬空距离过长，在风力的作用下不停的摆动，固定处不停的弯折而且会加速磨损，电缆线容易拽断，存在较大的安全隐患，故在灯架之间安装承马，以固定承载电缆线，减少电缆线摆动。

5.5 照射角度调整

随着坝体的不断上升，照明高度和部位也相应变化，灯架的照明角度需要不断的调整，以满足施工需要，当上下游照射角度需要微调时，可以调整花篮螺栓；当需要调整的照射角度较大时，可以通过调整调节拉杆；当左右岸照射角度需要调整时，可以调整灯具的固定调整螺杆调整；当需要扩大灯架光源的照明范围时，可以利用投光灯自身的调节功能进行调节。

6 结论

通过开展大型拱坝施工跨江照明设计與安装技术研究，形成了一套有效的大坝高空照明施工技术，较好的解决了夜间施工照明问题，为大坝的快速施工提供了较好的安全保障。

参考文献：

[1]GB 501272007，架空索道工程技术规范，2007.

[2]GB 500072011，建筑地基基础设计规范，2011.

作者简介：叶红学（1984），男，湖北恩施人，本科，工程师，研究方向：水电站施工设备运行管理。