特高压工程采用重型组合索道运输方法的探索和应用

特高压工程采用重型组合索道运输方法的探索和应用

王韡何成彬

（浙江省送变电工程有限公司浙江省杭州市310016）

摘要：皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程全线路均采用特高压钢管塔设计。目前，国内输电线路以前普遍采用的是角钢铁塔，但普通索道运输能力偏小，无法满足重型构件运输作业需要。本文通过采用重型组合索道运输方法，有效地减少了施工运输上的困难。

关键词：组合索道重型构件运输循环运输

1工程概况

皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程起自拟建的安徽淮南变电站，止于上海沪西变电站，线路总长度为2×656km，铁塔1419基。

本工程15标线路长38.051km，新建基础（杆塔）84基，全线双回路八分裂架设，导线选用8×LGJ-630/45钢芯铝绞线，两侧地线其中一根选用普通型JLB20A-240（铝包钢绞线），另一根选用OPGW-240（光缆）。

2总体方案

2.1工艺原理

重型组合索道采用循环运输方式，即架设二（四）根重车承载索和两根空车返回承载索，货运小车安装在承载索上，确保小车运行过程的平稳，改善承载索的受力情况，小车靠一根封闭的牵引索牵引，空车辅以人工转换，实现小车的循环运输，拆卸安装方便，工作效率高，并具有较广的适用范围。

重型组合索道组成由发料场系统、牵引承载索系统、两端支架及支撑系统、中间支架及支撑系统、动力牵引系统、锚固系统、卸料场系统组成[1]。

山脚下设置发料场，沿线路各山顶、塔位处设置中间支架，在输送沿线路塔位处设置卸料场。发料场、中间支架、卸料场之间成一直线，中间支架不带转角。如图1所示。

3索道架设

索道架设包括支架安装、牵引索架设、返空索架设、承载索架设、承载索张力测试、驱动设备选用、锚固设施布置、行走小车选用、索道弧垂系数控制、系统调试、检查试验等环节。

3.1支架安装

1、索道需要选择设置两处终端场地和多处中间支架场地；钢管支架为成品结构件，每节重量在30kg以内、最大长度不大于2m。可人工运抵现场安装位置后进行组装搭设；为保证钢管支架的稳定，必须对钢管支架设置拉线锚桩等，拉线视具体情况分别采用钢板地锚、铁桩和地钻配合立锚进行锚固。

2、支架均为装配式钢管和角钢支架，以便于运输和设置。

3、在地面将支架腿连接到需要的高度，支架高度在3.0m以下时一般采用人力组立，高度超过3.0m的支架应利用抱杆进行组装[2]。支架腿应安放在平整、坚实的地面上，组装过程中应用拉线临时固定，防止支架倾倒。

4、支架支腿组立好后，进行横梁安装。安装过程中应确保各部件连接牢固、可靠。

5、安装支撑器。索道设计、安装时，统一明确每条索道支撑器的方向，防止支撑器方向混乱，造成行走滑车方向不统一。

6、装、卸场支架锚固方式

如图2，在支架的两侧各打设两根八字形固定拉线，拉线采用φ15钢丝绳并用5t链条葫芦进行调节，锚桩5t级配置。索道支架拉线对地夹角应满足现场布置及安全设计要求。

图2支架锚固方式示意图

7、中间支架锚固方式。在支架的45°方向各打设4根稳定拉线。拉线采用φ13钢丝绳并用3t双钩调节，锚桩2t级配置，索道支架拉线对地夹角应满足现场布置及安全设计要求。

8、在布置各直线支架时，一般允许有3°以内的偏差；

9、如遇中间支架转角度数超过3°时，则需要另行设计带转角的中间支架或另行配置索道运输系统，阶梯运输。

3.2牵引索架设

1、牵引索展放

（1）考虑钢管自重一般在2t-5t，故索道采用破断力为180kN□18防扭钢丝绳作为牵引索，承载索按照4.5倍安全系数考虑。

钢丝绳符合双卷筒牵引系统的要求；

（2）牵引索采取人工方式进行展放；

（3）在两个终端料场之间放通两根□18钢丝绳后，用插接的方法将终端的两个绳头进行连接，形成环状；

2、牵引索架设

（1）在支架上悬挂直线滑车，在终端安装两个转向滑车，将牵引索放入转向滑车内，在起始端用钢丝绳卡头将一端临时锚固于地锚上，另一端缠上绞磨，将牵引索收紧至适当张力后（牵引索的弧垂系数可取承载索弧垂系数的1.5倍），在起始端将牵引索绳头通过转向滑车，并按照要求的圈数将绳头缠绕在驱动装置的滚筒上，最后将两个绳头插接或编接成循环牵引索。

（2）在转向滑车和地锚之间设置可调式装置，以便随时调整牵引索的松紧度。

（3）用机械牵引钢绳时，钢丝绳应用制动器或其他带有张力控制的装置进行张力展放，严禁用人力控制直接放出，防止绳盘失控伤人。经过制动器松绳时，钢丝绳在制动器上缠绕≥5圈，尾绳必须由专人控制，且不能少于2人。

3.3返空索架设

返空索不承载被运输货物重量，供行走小车返回时使用，同时用来展放承载索。返空索选择2根φ15钢丝绳。展放返空索时，可借用牵引索，通过牵引机（绞磨）牵引返空索。

1、在起始端用钢丝绳卡头把返空索绳头和牵引索固定，同时应对固定处的返空索加装配重，防止两绳互相缠绕。

2、在起始端将返空索缠绕在制动器上，用牵引机（绞磨）慢速牵引。

3、当返空索绳头接近中间支架时，派人将钢丝绳卡送过滑轮，并将返空索置入另一个滑车。

4、将返空索拉到终端后，用U型环将返空索与地锚连接，在每基支架上将返空索从滑车中卸出，移入支撑器。

5、在起始端用钢丝绳卡线器和绞磨、葫芦配合，将返空索调紧至设计要求张力，并将绳头锚于地锚上。

3.4承载索架设

承载索是承载被运输货物重量的承力索，当运输4t以下货物时一般选用2根φ22钢丝绳作为承载索，破断力294kN，承载索按照3.0倍安全系数考虑；当运输货物达5t时一般选用选择4根φ19.5钢丝绳作为承载索，破断力192.6kN，承载索按照3.0倍安全系数考虑[3]。

1、返空索安装好后，返空索和牵引索已构成一个简易的索道，可将行走滑车挂在返空索上，在行走滑车上挂上承载索。用制动器控制，把承载索牵引到终端，在各支架上将其归位到支撑器上。

2、在终端将承载索与地锚连接固定。

3、在起始端用钢丝绳卡线器和绞磨、葫芦配合，将承载索调紧至设计要求张力，并将绳头锚于地锚上。

4、承载索一端应设置可调张紧装置。

3.5承载索张力测试

索道承载索架设完毕后，应采用拉力表对其张力进行检测，以测定其张力是否达到设计要求。

张力检测使用拉力表、葫芦和钢丝绳卡具配合，在承载索锚固点将索具受力转移到拉力表上，可以直接读出承载索的张力大小。

3.6索道弧垂系数控制

1、收紧钢丝绳时，要控制承载索、返空索、牵引索无荷载时最大档（控制档）弧垂系数S0。当S0较小时，钢丝绳拉的较紧，张力大，易被拉断，但行走滑车移动时冲击较小，且较容易通过支撑器，在荷载作用点上钢丝绳弯曲小，钢丝绳不易疲劳；当S0较大时，情况恰好相反[4]。因此，S0的数值过大或过小均不合适。根据经验，线路施工用索道推荐取承载索无荷载最大档的弧垂系数S0≈0.05。

返空索的弧垂系数一般取与承载索相同的弧垂系数，而牵引索的弧垂系数可取承载索弧垂系数的1.5倍。在收紧钢丝绳时，如挠度不易观测，可用拉力表配合紧线。

式中：S0——挠度比；

f0——控制中点处的挠度；

l0——该档档距。

2、采用钢丝绳作为承载索和返空索时，由于钢丝绳的伸长，运行时，需要不断收紧钢丝绳，为便于操作，可在承载索和地锚套之间加装长度调节装置。

3、用牵引索展放返空索和承载索时，严禁返空索和承载索直接从线盘上放出，必须加装制动器，防止线盘失控伤人。

4、施工时，须防止钢丝绳扭结，影响钢丝绳的使用寿命。展放钢丝绳时，钢丝绳应用绳盘和摇篮架（坐地式放线盘）配合使用，严禁直接将钢丝绳从绳盘上解圈。

4实际工况

1、重型组合索道一般架设工况

索道通道宽1.4m；承载索间距0.15m；反空索与承载索间距0.8m；

支架横梁长2.3m；底部宽2.3m；整体高2.0m；

索道架设整体长度2.0km~3.0km；可控制桩号5G~6G；

运输吨位1000t~1200t；运费0.03元/m*t。

2、运输工日计算

重型组合索道运输距离为L=2000m，牵引速度40m/min.单次运载量5t，装卸时间40min，每天索道工作12个小时：

一般单件单趟运输时间约：t单趟=L*2/40（m/min）+40min≈2.3h

日运输量约：M日=5t×12/2.3=26t/天

以I77单基塔为例：钢管总重为307t，L=450m，则：约10个有效运输工作日即可完成该钢管塔运输量。

以I78-I80塔为例：索道运输钢管重量G=274.35+183.45+241.7=699.5t，则：约25个有效运输工作日即可完成该段钢管塔运输量。

5结论

输电线路工程中的钢管塔单件设计较长，单个构件最大重量往往超过5t，在山区、水田道路不便的情况下，运输工作显得极为困难。以往山区索道运输方式，由于运输能力偏小，无法满足重型构件运输作业需要。通过采用重型组合索道运输方法可有效减少施工运输上的困难，防止安全事故的发生，做到经济、高效确实可行。

参考文献：

[1]Q/GDW1418─2014架空输电线路施工专用货运索道施工工艺导则[S].北京：国家电网公司，2014.

[2]DL/T5219─2014架空输电线路基础设计技术规程[S].北京：中国计划出版社，2014.

[3]Q/GDW11189─2014架空输电线路施工专用货运索道[S].北京：国家电网公司，2014.

[4]李强.索道运输在输电线路上的应用[J].中国新通信，2015（13）