索道在特高压直流线路工程中的应用

张可利　李道玉

摘 要：为了解决酒泉-湖南±800kV特高压直流输电线路工程施工材料运输难题，提出采用多跨单索循环式索道在山区运输工程材料的方案。结合工程实例，详细介绍本工程的索道架设及材料运输方案，将为今后相关工程提供借鉴。

关键词：特高压；酒湖线；索道

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.121

1 引言

酒泉-湖南±800kV特高压直流输电线路工程甘4标段沿线山区所占的比重很大，施工材料的运输存在相当大的难度，传统的采用人力，畜力运输方式已完全不适应，开山劈路困难且 对地表植被破坏较大，为解决施工材料在山区等复杂地形情况下的运输难题，本文提出采用多跨单索循环式索道运输施工材料方案。

2 索道架设及运输方案

多跨单索循环式索道是通过支架、承载索、牵引索、驱动装置等部分在开辟道路困难情况下，将物料运送到指定位置，其原理如图1所示：

索道型式及工作原理：采用多跨单索循环式索道运输工艺，原理见上图所示。其工艺原理为：在运输始端与终端之间设置始端支架、终端支架和多个中间支架；承载索、返空索和牵引索（以下统称“工作索”）承托于各支架的托架（鞍座）上，承载索、返空索按设计弧垂收紧，两端各自锚固在始端地锚和终端地锚上，形成运载小车的行走轨道；牵引索形成闭合，两端通过4个高速滑车，并盘绕在驱动装置上；运载小车卡接在牵引索上，牵引索牵引带动运载小车在承载索、返空索上运动达到运输物料的目的。

3 实例应用

3.1 工程概况

酒泉-湖南±800kV特高压直流输电线路工程4标段，该标段长152.667kM，新建铁塔282基，地形分布情况：山地占74.7%，丘陵占5.7%，高山大龄占19.6%，且山地高差大，运距远，没有可以利用的小道和山路，开山劈路的话将破坏当地脆弱的生态环境结合现场实际情况，决定采用多跨双索循环式索道。

3.2 索道架设

本文以N2451-N2456塔位索道架设为例

（1）索道路径选择。装货点尽量靠近车辆能到达的位置；索道沿线尽量避免和线路、通信线、公路交叉。利用山包凸出位置设立支架尽可能保护原地貌，不破坏或少破坏植被；索道跨距不小于150m和不大于500m。水平转角不宜超过5°。高差角一般控制在30°以内，最大不大于45°，若难于满足可采取减小运输荷载和增大货物间距的办法克服了地形因素。

（2）支架的选择与安装。经过验算与选择，结合本工程实际情况，对本工程索道架设主要受力工器具规定如下：

多支点索道的主要受力构件有：承力索、牵引索、行走滑车、承力绳托铁、支架、快速转动滑车、牵引设备等。

构件设计情况：1）承力索：主承载绳选用Φ19.5mm钢丝绳，返空索选用Φ15.5mm钢丝绳；2）牵引索：选用Φ13mm钢丝绳；3）行走滑车和挂钩：采用吊钩式双轮滑车，挂钩规格不小于7T；4）快速转动滑车：选用规格不小于7T；5）支架：采用Φ140钢管（δ=3.75㎜，L=6m）作撑管，18～25#槽钢作梁，通过法兰连接，形成支架，并通过拉线紧固。且钢丝绳在支架处的包络角必须小于60°；6）地锚：地锚规格不小于10T，地锚绳规格为Φ19.5mm，与之相连的U型环必须采用10T以上规格，地锚坑的位置应避开不良的地理条件，受力侧前方不应有陡坎及松软地质。地锚坑开挖深度应满足方案要求，地锚应开挖马道，马道宽度应以能放置钢丝绳、拉棒为宜。马道坡度应与受力方向一致，马道与地面的夹角应不大于45°。地锚坑的回填土必须分层夯实，回填高度应高出原地面200mm，同时要在表面做好防雨水措施。索道使用时间较长或者处于潮湿地带时，应对地锚的钢丝绳套做好防潮、防腐蚀措施，如图2所示；7）牵引设备：选用3吨高速电动卷扬机，牵引机最大牵引力可达到30 kN，最大牵引速度可达40m/min，自重为0.8吨。

其他说明：单吊钩（双滑轮）运输荷载为500～800kg；双吊钩可吊运800～1000kg，双吊钩间保持在5m以上距离；

货物之间的距离：重量在800～1000kg时控制在200～230m，货物重量较轻时，货物之间的距离可适当缩小。

验算索道承力索弧垂一般取支架间档距的5%。

（3）锚固系统准备。工作索地锚宜选用直埋式地锚，其两端的锚固布置见图3所示，支架拉线可采用铁桩或地锚，每个支架必须设置不少于4根的拉线。地锚深度根据受力计算结果并视地质而定，一般为3—4.5米，主锚坑（锚固承载索）应较副锚坑（固定支架、卷扬机等）深2米；地锚坑应挖马道，马道角度应与出线方向大体一致，与地面夹角为30°—45°。地锚坑施工时，最后应在底部受力侧掏挖以便将地锚嵌入其中。

（4）索道架设。确定整个运输需要分几级转运和转运平台的位置，由低向高逐级架设。在转运平台上确定主地锚坑（锚固承载索）、牵引索转向地锚坑（牵引机侧转向半径要大一些，转向滑车不能少于三个；转运平台侧不能少于两个转向滑车）、架体拉线地锚坑位置，用经纬仪定出中间支点的位置，确定拉线地锚坑。如果索道路径内有影响货物通过障碍物（树木等），需要用经纬仪监控清理。1）展放导引绳。人力展放或使用飞行器辅助展放两根导引绳，在终端闭合并使其通过终端的转向滑车，两个绳头留在始端；2）支架安装。中间支架一般不超过7个，组立采用人字抱杆辅助起立，人字抱杆规格视地形条件而定，动力宜采用机动绞磨，组立难度小的情况可采用人工组立的方式。支架起立好后至少用四根GJ-35拉线固定，拉线对地夹角<45°。两架体根部之间用GJ-35钢绞线连接（先将导引绳放进架体里）；3）安装工作索。①在各个支架处将展放好的导引绳提升放置在托架（鞍座）上的托索轮上；②在始端的一个导引绳头上连接二级引绳，用另一个绳头牵引，逐级牵引将导引绳最终更换为牵引索，并将其闭合；③在各个支架的两个托架边各悬挂一个滑车，用闭合的牵引索牵引返空索或承载索，每当牵引至支架时就暂停牵引，将返空索或承载索放入滑车后继续牵引，直至返空索和承载索展放完毕；④在终端将返空索和承载索锚固在终端地锚上；⑤在始端收紧返空索和承载索锚至设计弧垂后将其锚固在始端地锚上；⑥在各支架处将承载索落入托架上的托铁槽内，再次调正架体，使架体平面和承载索垂直。

（5）索道运行。正式运行前必须经试验，试验过程中，货车应行走自如，不得出现托索、滑索现象，货车的卸载装置应启闭灵活。检查货物通过索道沿线是否有拖地情况，根据情况收紧承载索、清除障碍物（砍树、降基面），或增加支架；初步確定循环牵引索的长度，以便选取合适的长度插头，同时要用手板葫芦将转向滑车和地锚连接，以便随时调整循环牵引索的松紧；在个别凸起的地方，牵引索有割地情况，需要及时布置有底座的滑车，以减轻牵引索的磨损。

4 结论

采用多跨单索循环式索道运输施工材料，不仅可以减少对山区开挖量，降低对地貌的影响，有利于植被的恢复，与传统的施工材料运输方式相比较，明显缩短了运输工期，保证了施工进度及安全质量，降低了施工费用，能重复利用，取得较好的经济、环保和社会效益，为今后山区重型施工材料运输提供借鉴。

参考文献：

[1]陈兆庆，杨增辉，祝瑞金.淮南 -上海特高压输电工程规划和运行研究[J].华东电力，2006（08）3：1-35.

作者简介：张可利（1977-），男，山东峄城人，本科，助理工程师，酒湖线监理4标总监代表，研究方向：特高压直流线路工程监理。