特高壓鋼管塔塔材索道運輸
0前言
特高壓輸電線路工程輸電距離長、區域跨度大，而且隨著土地資源的日趨緊張，輸電線路工程設計路徑越來越多的需要經過運輸條件惡劣的山區地形，給工程施工物料運輸帶來了極大的困難。采用架空索道進行物料運輸，是解決特高壓輸電線路工程山區地形施工物料運輸的有效途徑之一。特高壓輸電線路工程具有單基基礎混凝土方量大、鐵塔塔材單件重量較重、施工周期長等特點，對架空索道運輸的安全管理、運輸效率提出了更高的要求。因地制宜地設計科學合理的施工方案，是安全、高效完成架空索道運輸施工的關鍵。
1施工方案設計的一般原則
1.1安全可靠
架空索道運輸施工方案的設計，必須將安全性和可靠性放在首位。設計的允許使用荷載應能滿足最重單件運輸的需要，一般以鋼管塔材最大單件重量為控制條件。
1.2運輸效率
山區施工時，施工場地有限，不能大量存放物料，一般是邊運輸邊施工，所以必須保證運輸效率，確保物料運輸能夠滿足連續性施工要求，從而確保施工進度。
1.3因地制宜
輸電線路工程路徑長、區域跨度大，各個塔位的地形條件、運輸距離、高差以及施工環境等往往相差較大，設計參數(如基礎混凝土量、塔材最大單件重量等)也不盡相同，不能以一個通用施工方案應用于所有塔位，必須因地制宜進行設計，考慮各個塔位的特性。
1.4運輸成本
索道運輸貫穿于施工全過程，包括基礎原材料、鐵塔材料、架線材料和相應施工階段的工機具，運輸總量大，持續時間長，需要耗費較大的施工成本。所以，必須進行科學合理的施工方案設計，將運輸成本控制在預期目標之內，并積極探索降低成本的措施。
1.5環境保護
施工過程中應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，優化施工方案，是減少樹木砍伐、植被破壞的重要技術措施。
2施工方案設計流程
架空索道運輸施工方案設計流程如下圖所示。
索道方案設計流程
3實施步驟
3.1路徑選擇
架空索道路徑的選擇十分關鍵，相關人員在對塔位現場進行充分勘察之后，確定最優的索道架設路徑。應選擇樹木砍伐量少、中間無障礙物、運輸距離短、高差小的通道作為索道路徑。
3.2現場勘察及數據實測
勘察現場障礙物、場地面積、地錨擬埋設處土質等情況，并對索道路徑兩端及中間支點的水平跨距、高差進行實測。測量儀器可用經緯儀或手持型GPS。數據測量必須準確，應由專門的測量人員負責。測量完畢做好相關記錄，作為施工方案設計的依據。
3.3確定架設形式
根據選定的索道路徑、現場勘查結果及實測數據，確定索道的架設形式。索道架設形式按照主承載索數量分為單索和多索索道，一般設計荷載20kN及以下可以選用單索形式，設計荷載大于20kN小于40kN的采用雙承載索形式，設計荷載大于40kN的應特殊設計;按照運行小車行走方式分為循環式和往復式索道，為保證運輸效率，應架設循環式索道;按中間有無支點分為單跨索道和多跨索道，路徑中間無凸起點時，可以架設單跨索道，否則中間需要設置支點架設多跨索道;按照運輸系統的獨立性分為單級和多級索道，主要受地形限制，當地形條件允許時，盡可能架設單級索道，即一條索道只負責一基塔位的運輸，避免施工時相互制約，影響運輸效率和施工進度。
3.4受力計算
根據現場實測數據及設計圖紙提供的最大單件重量，先初步選定繩索規格和繩索的中點初始撓度，準確計算索道系統各部件受力極限。如各部受力滿足安全要求，則計算合格，以計算結果作為設備選型和施工的依據，如受力不滿足安全要求，則調整繩索規格及中點初始撓度后重新計算，直到滿足要求。中點初始撓度值一般為0.05-0.08，應換算成繩索的初張力，以便現場施工時進行控制。受力計算主要包括主承載索、地錨、鞍座、牽引索、返空索、轉向滑車、運行小車、抱索器等部件的最大工作荷載。
3.5設備選型
(1)根據現場實際情況和受力計算的結果，選擇滿足安全要求的索道設備，包括動力設備(牽引機)、地錨、支架、工作索(包括型號、規格和長度)、鞍座、運行小車、轉向滑車、拉線、卸扣等。設備選型除滿足安全性要求外，還應考慮部件的重量、搬運和安裝的便捷性、設備的可靠性和可拆卸性。設備選型的輸出結果為索道設備及工器具需求計劃表，體現在施工方案中，作為設備采購和施工的依據。
(2)由于地錨的選型、埋設深度及馬道角度需結合現場地形、土質情況進行確定，且地錨受力較大，為關鍵部位，所以需要單獨進行施工設計。地錨施工需要確定的參數包括額定荷載、埋深、馬道角度。一般由受力計算結果確定地錨的額定荷載;現場地形確定馬道角度，具備條件情況下馬道角度盡可能小，當大于45°時必須采取加固措施;根據額定荷載、地錨規格、現場土質及馬道角度計算出需要的埋設深度。應優先采用全埋式鋼板地錨，巖石地區開挖困難的，可以采用錨桿地錨。
3.6運輸效率及成本估算
根據運輸距離、設計荷載、運行速度計算索道運輸的效率，并與施工計劃進行對比，確定是否滿足施工要求。根據施工需要的工日及投入的人工數量，計算人工成本，加上設備采購費用及運行維護費用，匯總出該索道運輸總成本，并換算成單位運輸重量的成本，與目標成本相比較，確保施工成本可控。
3.7形成施工方案
上述步驟完成以后，整理相關數據，形成架空索道運輸施工方案，履行編審批手續并經監理、建設單位批準后實施。
索道運輸
4方案設計的其他事項
4.1分階段實施要求
一般情況下，特高壓輸電線路工程基礎施工混凝土方量雖然較大，但是可以分散運輸，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，應分階段實施，索道的地錨、支架、鞍座按照最大運輸單重進行設計及實施，但施工階段僅架設一根主承載索，采用輕便型運行小車運輸基礎材料，可以提高效率，組塔施工階段根據需要增加主承載索，滿足塔材運輸需要。
4.2地錨埋設隱蔽簽證
索道地錨的埋設屬于安全隱蔽控制項目，地錨回填之前，應由項目部技術人員與監理一起進行檢查驗收，確保合格方可回填，并做好簽證記錄。
4.3試運行要求
索道架設完畢，正式投運前必須按照相關規程進行試運行，以驗證索道架設的質量及實際荷載。
4.4索道運輸安全保證措施
索道設備選型合格，即為索道運輸安全提供了重要的保障。此外，還應規范施工人員的日常操作行為、索道設備的使用過程維護。主要措施有：索道運行時，嚴禁人員穿過或位于繩索及重物的下方;重物的懸掛應牢固可靠;人員之間的通信應暢通，觀察視線滿足要求;每日使用前檢查設備情況，做好保養維護。
4.5環境保護及文明施工措施
施工過程中應采取措施減少或杜絕物料的遺灑，砂石、水泥等材料的運輸應采用專用的運輸桶或運輸罐;材料包裝物應及時回收，集中處理;禁止隨意扔棄各類垃圾;材料堆放應采用塑料布與地面隔開;做好設備維護，禁止“跑、冒、滴、漏”。
5總結
架空索道運輸在輸電線路工程施工中的應用尚屬于初始階段，尤其是特高壓輸電線路工程，由于其運輸總量大、材料單件較重、施工周期長、施工條件惡劣等客觀因素，對架空索道運輸的安全可靠性形成了更大的挑戰。本文結合線路工程施工特點和以往施工經驗，闡述了架空貨運索道施工方案的設計原則、步驟及要點，從根源上確保架空貨運索道施工安全，供施工同行參考借鑒。
索道運輸砂石