安全、高效完成特高压输电线路架空索道运输的方案设计

前言

特高压输电线路工程输电距离长、区域跨度大，而且随着土地资源的日趋紧张，输电线路工程设计路径越来越多的需要经过运输条件恶劣的山区地形，给工程施工物料运输带来了极大的困难。采用架空索道进行物料运输，是解决特高压输电线路工程山区地形施工物料运输的有效途径之一。特高压输电线路工程具有单基基础混凝土方量大、铁塔塔材单件重量较重、施工周期长等特点，对架空索道运输的安全管理、运输效率提出了更高的要求。因地制宜地设计科学合理的施工方案，是安全、高效完成架空索道运输施工的关键。

1施工方案设计的一般原则

1.1安全可靠

架空索道运输施工方案的设计，必须将安全性和可靠性放在首位。设计的允许使用荷载应能满足最重单件运输的需要，一般以钢管塔材最大单件重量为控制条件。

1.2运输效率

山区施工时，施工场地有限，不能大量存放物料，一般是边运输边施工，所以必须保证运输效率，确保物料运输能够满足连续性施工要求，从而确保施工进度。

1.3因地制宜

输电线路工程路径长、区域跨度大，各个塔位的地形条件、运输距离、高差以及施工环境等往往相差较大，设计参数（如基础混凝土量、塔材最大单件重量等）也不尽相同，不能以一个通用施工方案应用于所有塔位，必须因地制宜进行设计，考虑各个塔位的特性。

1.4运输成本

索道运输贯穿于施工全过程，包括基础原材料、铁塔材料、架线材料和相应施工阶段的工机具，运输总量大，持续时间长，需要耗费较大的施工成本。所以，必须进行科学合理的施工方案设计，将运输成本控制在预期目标之内，并积极探索降低成本的措施。

1.5环境保护

施工过程中应尽量避免或减少树木砍伐和植被破坏，防止水土流失。正确选择架空索道路径，优化施工方案，是减少树木砍伐、植被破坏的重要技术措施。

2施工方案设计流程

架空索道运输施工方案设计流程如下图所示。

索道方案设计流程

3实施步骤

3.1路径选择

架空索道路径的选择十分关键，相关人员在对塔位现场进行充分勘察之后，确定最优的索道架设路径。应选择树木砍伐量少、中间无障碍物、运输距离短、高差小的通道作为索道路径。

3.2现场勘察及数据实测

勘察现场障碍物、场地面积、地锚拟埋设处土质等情况，并对索道路径两端及中间支点的水平跨距、高差进行实测。测量仪器可用经纬仪或手持型GPS。数据测量必须准确，应由专门的测量人员负责。测量完毕做好相关记录，作为施工方案设计的依据。

3.3确定架设形式

根据选定的索道路径、现场勘查结果及实测数据，确定索道的架设形式。索道架设形式按照主承载索数量分为单索和多索索道，一般设计荷载20kN及以下可以选用单索形式，设计荷载大于20kN小于40kN的采用双承载索形式，设计荷载大于40kN的应特殊设计;按照运行小车行走方式分为循环式和往复式索道，为保证运输效率，应架设循环式索道;按中间有无支点分为单跨索道和多跨索道，路径中间无凸起点时，可以架设单跨索道，否则中间需要设置支点架设多跨索道;按照运输系统的独立性分为单级和多级索道，主要受地形限制，当地形条件允许时，尽可能架设单级索道，即一条索道只负责一基塔位的运输，避免施工时相互制约，影响运输效率和施工进度。

3.4受力计算

根据现场实测数据及设计图纸提供的最大单件重量，先初步选定绳索规格和绳索的中点初始挠度，准确计算索道系统各部件受力极限。如各部受力满足安全要求，则计算合格，以计算结果作为设备选型和施工的依据，如受力不满足安全要求，则调整绳索规格及中点初始挠度后重新计算，直到满足要求。中点初始挠度值一般为0.05-0.08，应换算成绳索的初张力，以便现场施工时进行控制。受力计算主要包括主承载索、地锚、鞍座、牵引索、返空索、转向滑车、运行小车、抱索器等部件的最大工作荷载。

3.5设备选型

（1）根据现场实际情况和受力计算的结果，选择满足安全要求的索道设备，包括动力设备（牵引机）、地锚、支架、工作索（包括型号、规格和长度）、鞍座、运行小车、转向滑车、拉线、卸扣等。设备选型除满足安全性要求外，还应考虑部件的重量、搬运和安装的便捷性、设备的可靠性和可拆卸性。设备选型的输出结果为索道设备及工器具需求计划表，体现在施工方案中，作为设备采购和施工的依据。

（2）由于地锚的选型、埋设深度及马道角度需结合现场地形、土质情况进行确定，且地锚受力较大，为关键部位，所以需要单独进行施工设计。地锚施工需要确定的参数包括额定荷载、埋深、马道角度。一般由受力计算结果确定地锚的额定荷载;现场地形确定马道角度，具备条件情况下马道角度尽可能小，当大于45°时必须采取加固措施;根据额定荷载、地锚规格、现场土质及马道角度计算出需要的埋设深度。应优先采用全埋式钢板地锚，岩石地区开挖困难的，可以采用锚杆地锚。

3.6运输效率及成本估算

根据运输距离、设计荷载、运行速度计算索道运输的效率，并与施工计划进行对比，确定是否满足施工要求。根据施工需要的工日及投入的人工数量，计算人工成本，加上设备采购费用及运行维护费用，汇总出该索道运输总成本，并换算成单位运输重量的成本，与目标成本相比较，确保施工成本可控。

3.7形成施工方案

上述步骤完成以后，整理相关数据，形成架空索道运输施工方案，履行编审批手续并经监理、建设单位批准后实施。

索道运输

4方案设计的其他事项

4.1分阶段实施要求

一般情况下，特高压输电线路工程基础施工混凝土方量虽然较大，但是可以分散运输，单件荷载并不大，不超过1t;组塔施工钢管塔塔材单件较重，最重可达到4.8t，因塔型而异，但施工周期较短，一般不超过40天;架线施工主要运输滑车、绝缘子及金具，单件重量也不大，一般不超过1t。因此，索道的架设，应分阶段实施，索道的地锚、支架、鞍座按照最大运输单重进行设计及实施，但施工阶段仅架设一根主承载索，采用轻便型运行小车运输基础材料，可以提高效率，组塔施工阶段根据需要增加主承载索，满足塔材运输需要。

4.2地锚埋设隐蔽签证

索道地锚的埋设属于安全隐蔽控制项目，地锚回填之前，应由项目部技术人员与监理一起进行检查验收，确保合格方可回填，并做好签证记录。

4.3试运行要求

索道架设完毕，正式投运前必须按照相关规程进行试运行，以验证索道架设的质量及实际荷载。

4.4索道运输安全保证措施

索道设备选型合格，即为索道运输安全提供了重要的保障。此外，还应规范施工人员的日常操作行为、索道设备的使用过程维护。主要措施有：索道运行时，严禁人员穿过或位于绳索及重物的下方;重物的悬挂应牢固可靠;人员之间的通信应畅通，观察视线满足要求;每日使用前检查设备情况，做好保养维护。

4.5环境保护及文明施工措施

施工过程中应采取措施减少或杜绝物料的遗洒，砂石、水泥等材料的运输应采用专用的运输桶或运输罐;材料包装物应及时回收，集中处理;禁止随意扔弃各类垃圾;材料堆放应采用塑料布与地面隔开;做好设备维护，禁止“跑、冒、滴、漏”。

5总结

架空索道运输在输电线路工程施工中的应用尚属于初始阶段，尤其是特高压输电线路工程，由于其运输总量大、材料单件较重、施工周期长、施工条件恶劣等客观因素，对架空索道运输的安全可靠性形成了更大的挑战。本文结合线路工程施工特点和以往施工经验，阐述了架空货运索道施工方案的设计原则、步骤及要点，从根源上确保架空货运索道施工安全，供施工同行参考借鉴。