特高壓輸電線路工程架空索道運(yùn)輸施工方案設(shè)計(jì)

         前言

         特高壓輸電線路工程輸電距離長、區(qū)域跨度大，而且隨著土地資源的日趨緊張，輸電線路工程設(shè)計(jì)路徑越來越多的需要經(jīng)過運(yùn)輸條件惡劣的山區(qū)地形，給工程施工物料運(yùn)輸帶來了極大的困難。采用架空索道進(jìn)行物料運(yùn)輸，是解決特高壓輸電線路工程山區(qū)地形施工物料運(yùn)輸?shù)挠行緩街?。特高壓輸電線路工程具有單基基礎(chǔ)混凝土方量大、鐵塔塔材單件重量較重、施工周期長等特點(diǎn)，對架空索道運(yùn)輸?shù)陌踩芾?、運(yùn)輸效率提出了更高的要求。因地制宜地設(shè)計(jì)科學(xué)合理的施工方案，是安全、高效完成架空索道運(yùn)輸施工的關(guān)鍵。

          1施工方案設(shè)計(jì)的一般原則

          1.1安全可靠

          架空索道運(yùn)輸施工方案的設(shè)計(jì)，必須將安全性和可靠性放在首位。設(shè)計(jì)的允許使用荷載應(yīng)能滿足最重單件運(yùn)輸?shù)男枰话阋凿摴芩母髥渭亓繛榭刂茥l件。

         1.2運(yùn)輸效率

         山區(qū)施工時，施工場地有限，不能大量存放物料，一般是邊運(yùn)輸邊施工，所以必須保證運(yùn)輸效率，確保物料運(yùn)輸能夠滿足連續(xù)性施工要求，從而確保施工進(jìn)度。

          1.3因地制宜

         輸電線路工程路徑長、區(qū)域跨度大，各個塔位的地形條件、運(yùn)輸距離、高差以及施工環(huán)境等往往相差較大，設(shè)計(jì)參數(shù)（如基礎(chǔ)混凝土量、塔材更大單件重量等）也不盡相同，不能以一個通用施工方案應(yīng)用于所有塔位，必須因地制宜進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮各個塔位的特性。

         1.4運(yùn)輸成本

         索道運(yùn)輸貫穿于施工全過程，包括基礎(chǔ)原材料、鐵塔材料、架線材料和相應(yīng)施工階段的工機(jī)具，運(yùn)輸總量大，持續(xù)時間長，需要耗費(fèi)較大的施工成本。所以，必須進(jìn)行科學(xué)合理的施工方案設(shè)計(jì)，將運(yùn)輸成本控制在預(yù)期目標(biāo)之內(nèi)，并積極探索降低成本的措施。

        1.5環(huán)境保護(hù)

         施工過程中應(yīng)盡量避免或減少樹木砍伐和植被破壞，防止水土流失。正確選擇架空索道路徑，優(yōu)化施工方案，是減少樹木砍伐、植被破壞的重要技術(shù)措施。

        2施工方案設(shè)計(jì)流程

         架空索道運(yùn)輸施工方案設(shè)計(jì)流程如下圖所示。

         3實(shí)施步驟

        3.1路徑選擇

         架空索道路徑的選擇十分關(guān)鍵，相關(guān)人員在對塔位現(xiàn)場進(jìn)行充分勘察之后，確定更優(yōu)的索道架設(shè)路徑。應(yīng)選擇樹木砍伐量少、中間無障礙物、運(yùn)輸距離短、高差小的通道作為索道路徑。

         3.2現(xiàn)場勘察及數(shù)據(jù)實(shí)測

         勘察現(xiàn)場障礙物、場地面積、地錨擬埋設(shè)處土質(zhì)等情況，并對索道路徑兩端及中間支點(diǎn)的水平跨距、高差進(jìn)行實(shí)測。測量儀器可用經(jīng)緯儀或手持型GPS。數(shù)據(jù)測量必須準(zhǔn)確，應(yīng)由專門的測量人員負(fù)責(zé)。測量完畢做好相關(guān)記錄，作為施工方案設(shè)計(jì)的依據(jù)。

       3.3確定架設(shè)形式

        根據(jù)選定的索道路徑、現(xiàn)場勘查結(jié)果及實(shí)測數(shù)據(jù)，確定索道的架設(shè)形式。索道架設(shè)形式按照主承載索數(shù)量分為單索和多索索道，一般設(shè)計(jì)荷載20kN及以下可以選用單索形式，設(shè)計(jì)荷載大于20kN小于40kN的采用雙承載索形式，設(shè)計(jì)荷載大于40kN的應(yīng)特殊設(shè)計(jì)；按照運(yùn)行小車行走方式分為循環(huán)式和往復(fù)式索道，為保證運(yùn)輸效率，應(yīng)架設(shè)循環(huán)式索道；按中間有無支點(diǎn)分為單跨索道和多跨索道，路徑中間無凸起點(diǎn)時，可以架設(shè)單跨索道，否則中間需要設(shè)置支點(diǎn)架設(shè)多跨索道；按照運(yùn)輸系統(tǒng)的獨(dú)立性分為單級和多級索道，主要受地形限制，當(dāng)?shù)匦螚l件允許時，盡可能架設(shè)單級索道，即一條索道只負(fù)責(zé)一基塔位的運(yùn)輸，避免施工時相互制約，影響運(yùn)輸效率和施工進(jìn)度。

         3.4受力計(jì)算

           根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑母髥渭亓?，先初步選定繩索規(guī)格和繩索的中點(diǎn)初始撓度，準(zhǔn)確計(jì)算索道系統(tǒng)各部件受力極限。如各部受力滿足安全要求，則計(jì)算合格，以計(jì)算結(jié)果作為設(shè)備選型和施工的依據(jù)，如受力不滿足安全要求，則調(diào)整繩索規(guī)格及中點(diǎn)初始撓度后重新計(jì)算，直到滿足要求。中點(diǎn)初始撓度值一般為0.05-0.08，應(yīng)換算成繩索的初張力，以便現(xiàn)場施工時進(jìn)行控制。受力計(jì)算主要包括主承載索、地錨、鞍座、牽引索、返空索、轉(zhuǎn)向滑車、運(yùn)行小車、抱索器等部件的更大工作荷載。

        3.5設(shè)備選型

       （1）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和受力計(jì)算的結(jié)果，選擇滿足安全要求的索道設(shè)備，包括動力設(shè)備（牽引機(jī)）、地錨、支架、工作索（包括型號、規(guī)格和長度）、鞍座、運(yùn)行小車、轉(zhuǎn)向滑車、拉線、卸扣等。設(shè)備選型除滿足安全性要求外，還應(yīng)考慮部件的重量、搬運(yùn)和安裝的便捷性、設(shè)備的可靠性和可拆卸性。設(shè)備選型的輸出結(jié)果為索道設(shè)備及工器具需求計(jì)劃表，體現(xiàn)在施工方案中，作為設(shè)備采購和施工的依據(jù)。

       （2）由于地錨的選型、埋設(shè)深度及馬道角度需結(jié)合現(xiàn)場地形、土質(zhì)情況進(jìn)行確定，且地錨受力較大，為關(guān)鍵部位，所以需要單獨(dú)進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。地錨施工需要確定的參數(shù)包括額定荷載、埋深、馬道角度。一般由受力計(jì)算結(jié)果確定地錨的額定荷載；現(xiàn)場地形確定馬道角度，具備條件情況下馬道角度盡可能小，當(dāng)大于45°時必須采取加固措施；根據(jù)額定荷載、地錨規(guī)格、現(xiàn)場土質(zhì)及馬道角度計(jì)算出需要的埋設(shè)深度。應(yīng)優(yōu)先采用全埋式鋼板地錨，巖石地區(qū)開挖困難的，可以采用錨桿地錨。

        3.6運(yùn)輸效率及成本估算

       根據(jù)運(yùn)輸距離、設(shè)計(jì)荷載、運(yùn)行速度計(jì)算索道運(yùn)輸?shù)男?，并與施工計(jì)劃進(jìn)行對比，確定是否滿足施工要求。根據(jù)施工需要的工日及投入的人工數(shù)量，計(jì)算人工成本，加上設(shè)備采購費(fèi)用及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，匯總出該索道運(yùn)輸總成本，并換算成單位運(yùn)輸重量的成本，與目標(biāo)成本相比較，確保施工成本可控。

        3.7形成施工方案

         上述步驟完成以后，整理相關(guān)數(shù)據(jù)，形成架空索道運(yùn)輸施工方案，履行編審批手續(xù)并經(jīng)監(jiān)理、建設(shè)單位批準(zhǔn)后實(shí)施。

         4方案設(shè)計(jì)的其他事項(xiàng)

        4.1分階段實(shí)施要求

          一般情況下，特高壓輸電線路工程基礎(chǔ)施工混凝土方量雖然較大，但是可以分散運(yùn)輸，單件荷載并不大，不超過1t；組塔施工鋼管塔塔材單件較重，最重可達(dá)到4.8t，因塔型而異，但施工周期較短，一般不超過40天；架線施工主要運(yùn)輸滑車、絕緣子及金具，單件重量也不大，一般不超過1t。因此，索道的架設(shè)，應(yīng)分階段實(shí)施，索道的地錨、支架、鞍座按照更大運(yùn)輸單重進(jìn)行設(shè)計(jì)及實(shí)施，但施工階段僅架設(shè)一根主承載索，采用輕便型運(yùn)行小車運(yùn)輸基礎(chǔ)材料，可以提高效率，組塔施工階段根據(jù)需要增加主承載索，滿足塔材運(yùn)輸需要。

         4.2地錨埋設(shè)隱蔽簽證

         索道地錨的埋設(shè)屬于安全隱蔽控制項(xiàng)目，地錨回填之前，應(yīng)由項(xiàng)目部技術(shù)人員與監(jiān)理一起進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保合格方可回填，并做好簽證記錄。

        4.3試運(yùn)行要求

         索道架設(shè)完畢，正式投運(yùn)前必須按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行試運(yùn)行，以驗(yàn)證索道架設(shè)的質(zhì)量及實(shí)際荷載。

          4.4索道運(yùn)輸安全保證措施

        索道設(shè)備選型合格，即為索道運(yùn)輸安全提供了重要的保障。此外，還應(yīng)規(guī)范施工人員的日常操作行為、索道設(shè)備的使用過程維護(hù)。主要措施有：索道運(yùn)行時，嚴(yán)禁人員穿過或位于繩索及重物的下方；重物的懸掛應(yīng)牢固可靠；人員之間的通信應(yīng)暢通，觀察視線滿足要求；每日使用前檢查設(shè)備情況，做好保養(yǎng)維護(hù)。

         4.5環(huán)境保護(hù)及文明施工措施

         施工過程中應(yīng)采取措施減少或杜絕物料的遺灑，砂石、水泥等材料的運(yùn)輸應(yīng)采用專用的運(yùn)輸桶或運(yùn)輸罐；材料包裝物應(yīng)及時回收，集中處理；禁止隨意扔棄各類垃圾；材料堆放應(yīng)采用塑料布與地面隔開；做好設(shè)備維護(hù)，禁止“跑、冒、滴、漏”。

         5總結(jié)

         架空索道運(yùn)輸在輸電線路工程施工中的應(yīng)用尚屬于初始階段，尤其是特高壓輸電線路工程，由于其運(yùn)輸總量大、材料單件較重、施工周期長、施工條件惡劣等客觀因素，對架空索道運(yùn)輸?shù)陌踩煽啃孕纬闪烁蟮奶魬?zhàn)。本文結(jié)合線路工程施工特點(diǎn)和以往施工經(jīng)驗(yàn)，闡述了架空貨運(yùn)索道施工方案的設(shè)計(jì)原則、步驟及要點(diǎn)，從根源上確保架空貨運(yùn)索道施工安全，供施工同行參考借鑒。