单支点索道运输在1000kV特高压工程中的应用

1、单支点索道运输在1000kv特高压工程中的应用【摘要】1000kv晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程线路第1标段沿线地形以高山大岭为主，地表植被茂密，树木密集，且沿线村庄较少，交通运输十分困难。结合现场地形、地貌施工特点和我公司的施工经验，采用单支点索道运输施工技术，很好地解决了工程材料、器材运输的难题，使施工得以顺利进行。【关键词】单支点索道 1000kv特高压 工程 应用1 工程概况1000kv晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程线路第1标段，工程建设地位于山西省长治、晋城两市，沿线地形以高山大岭为主，地表植被茂密，树木密集，且沿线村庄较少，几乎没有运输道路可以利用，工程材料、器

2、材运输十分困难。其中n19等15基塔位距小型山地运输车辆可到达之处最远约有4km，修筑盘山运输道路要损毁大量树木和植被，占用大量土地，经核算要实现修路运输，投资额巨大，且不符合国家环保、土地和林业政策要求。加之上述塔位工程材料、器材的运输量大（累计约6128.5t），若以传统的人力或畜力运输，除需要修筑简易的运输道路外，劳动强度高,施工效率低,运输周期长，另外塔材单件最重达1.2t,采用人力和畜力运输根本无法运输。2 单支点索道运输施工技术的提出对现场进行多次详细的实地调查，并结合我公司在云南、广西、三峡山区施工材料运输常用的 “道轨运输”、“索道运输”和“地面牵引拖车运输”等几种方法。经过周

3、密的可行性分析和技术经济比较后，认为采用单支点架空索道运输具有施工投入小、作业简单、劳动效率高、受天气及外部环境因素影响小等优点，同时避免了因修筑运输道路而占用大量土地，损毁树木和植被，符合绿色环保施工的要求，对于解决山区和林区施工材料和器材的运输难题具有较高的经济技术性能比。故最终采用单支点索道运输施工技术进行1000kv晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程线路第1标段n19等15基塔位的工程材料和器材运输。3 架空索道架设位置的确定3.1利用海拉瓦技术的断面数据计算功能，在室内对塔位四周可能的各种架设位置进行初选。如图3-1所示。3.2对拟选取的各种架设位置进行现场实地调查，并按照架空

4、索道跨距最小、中间没有明显凸出物、两端地势平坦的原则择优选取；架设位置确定后使用全站仪对其平断面进行精确测量。4 架空索道运输有关技术参数选取4.1索道型式：单支点单索往复式架空索道；4.2跨 距：200400m；4.3高 差 角：高差角一般在45以下，最大不超过60；4.4运载能力：最大运载能力0.6t；4.5运行速度：运行最大速度为2m/s；4.6承 载 索：17.5普通钢丝绳(637股)，安全系数取2.5；4.7支 撑 架：360360角钢抱杆；4.8牵引动力：卷扬机1台（5t）；4.9牵 引 索：9普通钢丝绳(637股，参考重量0.261kg/ m)，安全系数取4.5；4.10计算条件

5、：不考虑覆冰影响、温度变化的影响和风力的作用。计算索道档距离为200400m（按实际测量档距为准）,高差角为45,支撑架高度根据具体地形和高差以及跨越物确定，本工程选择抱杆高度为9m。5 架空索道的组成及现场布置架空索道由承力索、支撑架、牵引、吊运等四个系统构成，详见图5-1。图5-1 架空运输索道平断面布置图6 索道运输的安装与调试6.1架空索道运输系统的安装与调试流程机具运输清理通道埋设地锚支撑架安装承力索架设牵引系统安装提料斗安装(吊装动滑车组安装)系统调试原材料运输。6.2索道运输系统的安装与调试流程分述如下：6.2.1清理通道将架空索道走廊内影响索道安装或运输的地上障碍物清理干净，并

6、对两侧料场及支撑架安置处的地面进行平整。6.2.2 地锚埋设地锚规格和埋设位置符合架空索道平面布置要求，7t地锚钢丝绳套为双套21.53.5m，卸扣为8t级；7t地锚的有效埋设深度满足1.8m，3t地锚的有效埋设深度满足1.5m，马道坡度不大于40。6.2.3 支撑架安装 如图6-1所示，使用360360钢抱杆作支撑架，其脚部安装防沉鞋并设有15链裆钢丝绳，防其不均匀下沉和侧滑；支撑架头部设拉线环，便于在45方向上设置拉线。支撑架组装后应平直，弯曲不超过1%。支撑架在地面组装后，采用5m人字木质抱杆起立。支撑架在正常状态下只承受轴向压力，禁止在支撑架中部加载额外荷载。 图6-1 索道支撑架组装

7、示意图6.2.4承力索架设 如图6-2所示，承力索采用张力牵放方法架设。具体施工方法如下：首先，用动力伞展放4迪尼玛绳，然后用4迪尼玛绳张力展放9牵引索。第二步：将17.5承力索线轴通过5t机动绞磨后和盘在5t卷扬机线轴上的9牵引索连接。第三步：启动5t卷扬机慢慢收回9牵引钢丝绳，并控制绞磨缓缓松出17.5承力索 ，始终保持被展放的17.5承力索呈架空状态。第四步:当承力索头被牵至支撑架并通过承力滑车后，再继续将其牵至地面锚线位置，用17.5卡线器锚固承力索,松出其端头并与已设置好的7t承力索锚固地锚连接。机动绞磨回卷收紧承力索，调整承力索空载弛度较承力索设计空载弛度f0大12m左右，最后将承

8、力索通过6t链条葫芦及8t旋转连接器与7t承力索锚固地锚连接。调整6t链条葫芦，将承力索弛度细调至f0。图6-2 承力索架设施工示意图6.2.5 牵引系统安装牵引系统由5t卷扬机、9牵引钢绳索、7t地锚等组成。5t卷扬机采用电动型式(20kw柴油发电机组供电)；5t卷扬机使用一个7t地锚（独立双套）锚固；卷扬机安装位置平整，牵引索方向垂直于钢绳卷轮；卷扬机的盘绳长度不少于500m。 6.2.6系统调试检查人工将从5t卷扬机引出的9牵引索通过3t转向滑车并与悬挂在行走滑车下方的配重铁连接后，回松卷扬机，配重铁在重力作用下将后9牵引索端头引至下锚固点与提料斗或吊装动滑车组可靠连接，并开始进行系统调

9、试。系统调试重点检查的项目有：系统各部连接是否可靠；空载承力索弛度是否满足要求，两侧地锚是否牢固；支撑架是否有变形弯曲现象；发电机组、卷扬机等电气设备是否可靠接地；卷扬机刹车是否齐全有效；高速行走滑车是否转动灵活，润滑油是否已按要求涂抹；架空索道两侧是否能保证通讯畅通，安全警戒工作是否安排落实到位。7 索道运输施工经过系统调试检查，判定各系统正常后，即可加载正常运输。索道运输时应根据基础、组塔、架线三大工序工程材料和器材的特性，选用不同的运输方式： 7.1砂、石料运输如图7-1所示，基础砂、石采用容积为0.3m3，并设有自卸装置的提料斗进行运输，在卸料点前侧58米的位置设置1根卸料挡杆进行自动

10、卸料。图7-1 架空索道运输砂、石料施工示意图7.2重量不超过0.6t的塔材、机具及器材运输图7-2 单索运输大件示意图如图7-2所示，使用一套索道运输系统。沿承力索方向顺向布置2套行走滑车，装料场用吊装带或高强卸扣通过吊装钢绳套将吊运构件与起吊滑车组下的动滑车连接在一起，同时在构件的起吊侧适当位置附带一根卸料钢绳套；启动卷扬机，收紧牵引索进行运输，当塔材或器材被运输至卸料位置时，通过卸扣将卸料钢绳套与绑扎在支撑架上的钢绳套连接，回松牵引索，缓缓的将构件或器材落至地面。卸料完成后，将卸料钢绳套挂在吊装滑车组下端，收紧牵引索使吊装滑车组悬空，再回松卷扬机，使其在自重力作用下快速返回装料场，进行下

11、一次构件或器材的运输。7.3重量为0.61t的构件或器材运输 如图7-3所示，使用两套并联索道运输系统运输。在两套索道运输系统上分别布置1套行走滑车（其下端连接一套起吊动滑车组），穿过动滑车组的两个9牵引索端头通过牵引支架与从卷扬机引出的11牵引索相连；在装料场用吊装带或高强卸扣通过吊装钢绳套将吊运构件与起吊滑车组下的动滑车连接在一起，同时在构件的两起吊侧适当位置各附带一根卸料钢绳套；启动卷扬机，收紧牵引索进行运输。当塔材或器材被运输至卸料位置时，通过卸扣将卸料钢绳套与绑扎在支撑架上的钢绳套连接，回松牵引索，缓缓的将构件或器材落至地面。卸料完成后，将卸料钢绳套挂在吊装滑车组下端，收紧牵引索使吊

12、装滑车组悬空，再回松卷扬机，使其在自重力作用下快速返回装料场，进行下一次构件或器材的运输。图7-3 双索运输大件示意图8 索道运输安全技术措施8.1 一般要求8.1.1架空运输索道的设计、安装、使用、维护等工作，应严格遵守电力建设安全工作规程及有关技术规定。施工前对全体施工人员进行详细的技术交底。8.1.2索道运输工作应设专人指挥，指挥人员应位于架空运输索道两侧通视地点，且配备无线通讯设备指挥工作。8.1.3运输索道正下方左右各10m的范围为危险区域。危险区域内设置明显醒目的警告标志，并设专人监管，禁止有人逗留。8.1.4运输过程中严格控制索道的运载重量，不允许超过设计运载能力。8.1.5遇有

13、雷雨天气、五级风以上天气时，停止索道运输工作。8.2 牵引系统8.2.1电器设备安装、调试、维修、拆除工作由持证电工负责；所有电器设备（如发电机、卷扬机）、索道和支撑架可靠接地；每个用电设备均配备独立的电源箱；8.2.2卷扬机机手经过技术培训后上岗，并严格执行卷扬机操作规程。8.2.3运输过程中，专人负责检查行走滑车、转向滑车等的工作状态，发现问题及时处理。8.3支撑系统8.3.1承力绳索、行走滑轮、转向滑车等涂黄油进行润滑保养，以保证索道运输时行走滑轮行走通畅。8.3.2支撑架为方形断面、钢结构的抱杆，设计长度为9m，根开5m，可根据实际需要，在保证根开比例不变的情况下，适当减短；如需加长，

14、必须对支撑架的强度重新校验。8.4承力索系统调整承力索道的空载弛度f0，以保证加载重物时，承力索道的承载弛度f1满足对跨越物的间距。调整承力索道弛度使用6t链条葫芦。8.5运输作业8.5.1运输牵引速度以1.52m/s为宜。在运送器材的起步和即将到位阶段必须缓慢牵引。8.5.2卷扬机应设有自动保安装置，自动停机整定值定为1500 kg。8.5.3采用两套索道并联工作时，两条承力索的间距应根据被运物件的长度而确定，且两套索道系统应由一人指挥。9 架空索道运输中常见问题及应对办法架空索道运输中常见的问题主要有：林区架空索道承力索架设、滑车使用寿命短、卷扬机工作效率低等问题，笔者认为对上述问题的解决

15、是索道运输施工成败的关键： 9.1承力索架设本标段索道运输的塔位全部位于集体和国有天然林区，且地势陡峭，如何顺利的完成架空索道承力索架设，是首先需要解决的问题。若采用传统的人力铺放方法，劳动强度大，施工作业危险，且承力索升空困难，需要砍伐通道内的树木。基于这个问题，我们在施工方法的讨论时就重点对其进行了关注，并结合本工程采用索道运输塔位多，索道架设量大的特点，采用了动力伞展放4迪尼玛初级引绳，然后再用4迪尼玛初级引绳张力分级展放9牵引绳和17.5承力索的施工方法。9.2承力索驰度承力索驰度的大小是索道能否正常工作的基础，驰度太大，在运输过程中，因受集中荷载的作用，料斗或被运构件及器材易与被跨越

16、物碰撞；驰度太小，则在集中荷载的作用下，承力索应力巨增，大幅度降低了索道的运载重量。因此，在架设索道时，必须按索道设计运输能力、选用的承力索规格、两支撑点高度和高差、跨越物高度、索道档距精确计算索道架设驰度。9.3行走滑车和转向滑车的磨损控制行走滑车和牵引转向滑车在施工中因始终处于高速运转、承受较大轴向荷栽的工况，磨擦生热极易使滑车疲劳破坏。为避免因滑车的损坏影响运输效率和施工安全，需从三个方面入手解决此问题：第一，转向滑车和行走滑车全部使用高速滚轴式滑车，工作中随时检查其工况，保持其润滑良好。第二，将牵引卷扬机布置在支撑架后侧，减小牵引索对牵引转向滑车的包络角；降低了牵引转向滑车的运转速度和

17、牵引索对其轴向压力，同时避免了将卷扬机布置在装料场转向牵引而出现牵引索长而卷扬机容绳长度不够的问题。第三：每套架空索道配备2套备用行走滑车和牵引转向滑车，以备更换。9.4卷扬机功率在n20塔进行索道运输首件试点施工时，我公司对卷扬机的选型为3t，但从施工效果来看，在最大运载重量下,牵引速度仅能达到0.8m/s，且卷扬机电机发热严重，连续工作性能不可靠，施工效率低，根据本工程施工实践证明，采用5t卷扬机方能保证正常的牵引运输速度和连续作业需要。10 单支点架空索道运输经济效益分析通过对1000kv特高压交流试验示范工程线路第1标段索道运输的有关数据统计, 本标段15基塔位共计约6128.5吨工程材料、器材的索道器材购置、运输和施工费用累计450320.00元,费用明细见表9-1，扣除索道器材折变为固定资产部分84000.00元,实际用于索道运输的施工费用为366320.00元。按平均小运距离1.8公里计算,吨公里的运输费