循環(huán)牽引索道運輸在750kV輸電線路工程中的應用

循環(huán)牽引索道運輸在750kV輸電線路工程中的應用

摘要：750kV官亭～蘭州東Ⅱ回輸電線路工程III標段沿線地形以高山大嶺為主，交通運輸十分困難。結合現(xiàn)場地形、地貌施工特點和我公司的施工經驗，針對車輛運輸難以就位的問題，提出索道運輸這一方法并進行論述。采用索道運輸施工技術，很好地解決了工程材料、器材運輸?shù)碾y題，使施工得以順利進行。

關鍵詞：循環(huán)牽引索道750kV輸電線路工程應用

0引言

750kV官亭～蘭州東Ⅱ回輸電線路工程III標段，工程建設地位于甘肅省蘭州市榆中縣及臨洮縣，沿線地形以高山大嶺為主，幾乎沒有運輸?shù)缆房梢岳?，工程材料、器材運輸十分困難。其中N153～N164等14基塔位根本無運輸?shù)缆?，修筑盤山運輸?shù)缆芬獡p毀大面積的地表植被及經濟作物，占用大量土地，經核算要實現(xiàn)修路運輸，投資額巨大，且不符合國家環(huán)保、土地和林業(yè)政策要求。加之上述塔位工程材料、器材的運輸量大，若以傳統(tǒng)的人力或畜力運輸，除需要修筑簡易的運輸?shù)缆吠猓瑒趧訌姸雀?施工效率低,運輸周期長。

1架空索道運輸?shù)奶岢?/p>

對現(xiàn)場進行多次詳細的實地調查，經過周密的可行性分析和技術經濟比較后，認為采用架空索道運輸具有施工投入小、作業(yè)簡單、勞動效率高、受天氣及外部環(huán)境因素影響小等優(yōu)點，同時避免了因修筑運輸?shù)缆范加么罅客恋?，損毀樹木和植被，符合綠色環(huán)保施工的要求，對于解決山區(qū)和林區(qū)施工材料和器材的運輸難題具有較高的經濟技術性能比。故最終采用索道運輸施工技術進行750kV官亭~蘭州東Ⅱ回輸電線路工程Ⅲ標段部分塔位的工程材料和器材運輸。

2架空索道位置的確定

對擬選取的各種架設位置進行沿線的地形現(xiàn)場實地調查，以便根據(jù)具體情況，合理選用架空索道進行運輸。按照架空索道跨距最小、中間沒有明顯凸出物、兩端地勢平坦的原則擇優(yōu)選取。運輸用索道的起點，應考慮盡可能與其他運輸工具相連接，索道的終點應盡可能在線路塔位附近，以求線路材料直接運達，減少索道兩端的二次運輸。索道的選線必須避免跨越電力線路、通訊線及民房。

3索道運輸有關技術參數(shù)選取

索道型式：循環(huán)牽引索道；跨距：200～250m；高差角：高差角一般在30°以下；運載能力：最大運載能力為；運行速度：運行最大速度為/s；承載索：φ鋼絲繩；牽引索：φ鋼絲繩；牽引動力：5噸卷揚機。

4循環(huán)牽引索道的組成及現(xiàn)場布置

本工程采用循環(huán)式架空索道運輸，采用一根承力索，一根牽引索實現(xiàn)循環(huán)運送貨物。首先將所需運輸?shù)牟牧线B接到牽引方向的牽引索上，啟動卷揚機材料運輸?shù)轿缓笮读贤瓿?，?噸行走滑車的卡具松開掛到另一側的牽引索，同時地面施工人員將下一次所需要運輸?shù)牟牧线B接好，再次啟動卷揚機進行下一次材料的運輸，形成了循環(huán)式的材料運輸，運輸效率很高。

基本構成循環(huán)牽引索道包括支架系統(tǒng)，牽引系統(tǒng)，動力系統(tǒng)。

5循環(huán)牽引索道各受力部位計算

支架部分結合本工程地形條件、施工條件、運載荷重條件，選擇使用雙人字形圓木支架結構組成支架。支架的橫梁兩端各安裝一套承力索懸托和一個牽引索懸托機構，使承力索和牽引索的荷重轉移至支架上。支架的選擇和驗算：

承力索和牽引索部分

承力索的驗算與選擇承力索有多個荷載作用，間距為S時，其最大水平張力按公式1計算：

式中：Q——集中荷載，驗算值取500kg；S——行走小車之間距離，取80m；β——高差角，取30°；k——承力索的強度安全系數(shù)；k1——承力索單位長度重量對其破斷拉力之比，1/m，鋼絲繩為×10-6；f——承力索在重載下的檔距中點最大馳度，m，取8；l——檔距，驗算值取250m；T——承力索在多個負載作用下，N，最大水平張力。

以承力索的最大水平張力T，作為承力索的最大使用拉力，按公式2計算選定承力索的截面規(guī)格。

Tb≥k×T=

式中：Tb——承力索破斷拉力，N

承力索Tb＝，選用“6×19鋼絲＋1麻芯”的φ鋼絲繩；通過計算，承力索根據(jù)載重500kg、使用檔距250m、最大高差角30°的使用條件，選擇使用“6×19鋼絲＋1麻芯”、強度為155kg/mm2的φ鋼絲繩。該鋼絲繩的破斷拉力總和不小于234KN。

牽引索的驗算與選擇牽引索承受的最大拉力按公式3計算。

P=P1+P2+P3

式中：P1——集中荷載Q沿牽引索方向向上的分力，此分力按照檔距l(xiāng)＝250m，高差h＝200m，高差角β＝30°，荷重Q＝500kg，按照公式4進行計算。

將數(shù)值代入公式6，則P1＝。

P2——載重滑車沿承力索滾動時摩擦力，此分力按照公式5進行計算。

μ為滑車軸摩擦系數(shù)，μ＝；μ′為滑車與承力索摩擦系數(shù)，μ′＝；r為滑輪的半徑，r＝10。

將數(shù)值代入公式6，則P2＝。

因為牽引索為循環(huán)牽引索，牽引索的回引繩在滑車的反拉力取經驗值P3＝。

總牽引力∑P＝P1+P2+P3=

以牽引索的最大總拉力P，作為牽引索的最大使用拉力，按公式6計算選定承力索的截面規(guī)格。

Ta≥k×T=

式中：Ta——牽引索破斷拉力，N；K——牽引索的強度安全系數(shù)取；

牽引索Ta＝，選用“6×19鋼絲＋1麻芯”的φ鋼絲繩；通過計算，牽引索根據(jù)載重500kg、使用檔距250m、最大高差角30°的使用條件，選擇使用“6×19鋼絲＋1麻芯”、強度為155kg/mm2的φ鋼絲繩。該鋼絲繩的破斷拉力總和不小于。

循環(huán)牽引索道支架的計算支架上每根支柱的總壓力N總是驗算支架受力的依據(jù)。雙人字圓木支架上每根支柱的總壓力壓力N總按照公式7進行計算。

式中：Q——集中荷重的重量荷重按500kg考慮；G——承力索和牽引索重量；G=；W——承力索、牽引索單位長度重量之和；β——索道支點間高差角；T——當載運物位于檔距中點時，承力索的最大水平張力；N——在支柱坐、右側的輔助拉線中，每側作用于支柱的垂直壓力，因采用雙人字圓木支架，不考慮打拉線故取N=0；α——承力索和牽引索后側固定拉線與地平面間的夾角，此處取值為45°；γ——人字形支柱兩支柱間的張角，以30°～40°為宜，此處取值為30°。

將數(shù)值代入公式7，得出支架上每根支柱的總壓力N總＝。

支架圓木規(guī)格的計算及選擇

式中：G——每根支柱中部以上的自重，??；F——支柱中部的截面積；F=×/4=；d0——支柱中部的直徑；d0=/2=；d1——支柱的梢徑，取20cm；d2——支柱的根徑，取30cm；當λ≤75時，Φ=(λ/100)2；當λ＞75時，Φ=3100/λ2；λ——圓木支柱的長細比；λ=l/；l——圓木支柱的長度，取300cm；[σ]壓——木材的容許壓應力，選用楊樹取/cm2；Φ×F=≥=

撐桿選用梢徑為20cm，根徑為35cm，長度為300cm材質為楊樹做為人字形撐桿。經計算滿足要求。

動力部分根據(jù)所受力計算結果，選擇使用5T卷揚機。該牽引機的持續(xù)最大引力為50kN，相應速度為/s；持續(xù)最高牽引速度為/s。

6索道架設

架空索道運輸系統(tǒng)的安裝與調試流程:機具運輸→清理通道→埋設地錨→支撐架安裝→承力索架設→牽引系統(tǒng)安裝→提料斗安裝(吊裝動滑車組安裝)→系統(tǒng)調試→原材料運輸。

索道運輸系統(tǒng)的安裝與調試流程分述

清理通道:將架空索道走廊內影響索道安裝或運輸?shù)牡厣险系K物清理干凈，并對兩側料場及支撐架安置處的地面進行平整。

地錨埋設:地錨規(guī)格和埋設位置符合架空索道平面布置要求，8t地錨鋼絲繩套為雙套Φ×，卸扣為10t級；8t地錨的有效埋設深度滿足，馬道坡度不大于40°。

支撐架安裝：使用梢徑為20cm，根徑為35cm，長度為300cm材質的楊樹作為人字形撐桿架，其根部埋深1米，以防其傾斜；支撐架頭部設拉線環(huán)，便于在45°方向上設置拉線。支撐架在正常狀態(tài)下只承受軸向壓力，禁止在支撐架中部加載額外荷載。

承力索架設:承力索采用張力牽放方法架設。具體施工方法首先，展放φ牽引索。第二步：將φ承力索通過盤在5t卷揚機線軸上的φ牽引索連接。第三步：啟動5t卷揚機慢慢收回φ牽引鋼絲繩，并緩緩松出φ承力索。第四步:當承力索頭被牽至支撐架并通過承力滑車后，再繼續(xù)將其牽至地面錨線位置，用φ卡線器錨固承力索，松出其端頭并與已設置好的8t承力索錨固地錨連接。使用機動絞磨回卷收緊承力索，調整承力索空載弛度較承力索設計空載弛度f0大4～5m左右，最后將承力索通過6t鏈條葫蘆及8t旋轉連接器與8t承力索錨固地錨連接。調整6t鏈條葫蘆，將承力索弛度細調至f0。

牽引系統(tǒng)安裝:牽引系統(tǒng)由5t卷揚機、φ牽引鋼繩索、8t地錨等組成。5t卷揚機采用柴油機型式；5t卷揚機使用一個8t地錨錨固；卷揚機安裝位置平整，牽引索方向垂直于鋼繩卷輪；卷揚機的盤繩長度不少于500m。

系統(tǒng)調試檢查:人工將從5t卷揚機引出的φ牽引索通過5t轉向滑車與懸掛在行走滑車下方的配重鐵連接，回松卷揚機，配重鐵在重力作用下將φ牽引索端頭引至下錨固點與提料斗或吊裝動滑車組可靠連接，并開始進行系統(tǒng)調試。系統(tǒng)調試重點檢查的項目有：系統(tǒng)各部連接是否可靠；空載承力索弛度是否滿足要求，兩側地錨是否牢固；支撐架是否有變形彎曲現(xiàn)象；卷揚機等電氣設備是否可靠接地；卷揚機剎車是否有效等等。

索道試運轉對已架設好的索道進行調試檢查后，首先進行索道試運轉，運載較輕的物資，隨時檢查各部件的狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。最后運送設計要求的最大荷載。

7索道運輸施工

經過系統(tǒng)調試檢查，判定各系統(tǒng)正常后，即可加載正常運輸。索道運輸時應根據(jù)基礎、組塔、架線三大工序工程材料和器材的特性，選用不同的運輸方式：

砂、石料運輸:如圖7-1所示，基礎砂、石采用容積為，并設有自卸裝置的提料斗進行運輸，在卸料點前側5～8米的位置設置1根卸料擋桿進行自動卸料。

重量不超過的塔材如圖7-2所示，使用索道運輸系統(tǒng)，裝料場用吊裝帶或高強卸扣通過吊裝鋼繩套將吊運構件與起吊滑車組下的動滑車連接在一起，同時在構件的起吊側適當位置附帶一根卸料鋼繩套；啟動卷揚機，收緊牽引索進行運輸，當塔材或器材被運輸至卸料位置時，通過卸扣將卸料鋼繩套與綁扎在支撐架上的鋼繩套連接，回松牽引索，緩緩的將構件或器材落至地面完成卸料。

8索道工器具、材料表

9索道運輸安全技術措施

一般要求:架空運輸索道的設計、安裝、使用、維護等工作，應嚴格遵守《電力建設安全工作規(guī)程》及有關技術規(guī)定。施工前對全體施工人員進行詳細的技術交底。索道運輸工作應設專人指揮，指揮人員應位于架空運輸索道兩側通視地點，且配備無線通訊設備指揮工作。運輸索道正下方左右各10m的范圍為危險區(qū)域。危險區(qū)域內設置明顯醒目的警告標志，并設專人監(jiān)管，禁止人畜進入。

牽引系統(tǒng):電器設備安裝、調試、維修、拆除工作由持證電工負責；所有電器設備、索道和支撐架可靠接地；每個用電設備均配備獨立的電源箱；運輸過程中，專人負責檢查行走滑車、轉向滑車等的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

運輸作業(yè):運輸牽引速度以1～/S為宜。在運送器材的起步和即將到位階段必須緩慢牽引。對架空索道所需的材料和工器具認真檢查，確保試用合格品，杜絕以大代小。索道運行確保通訊暢通，每天開工前對使用過的索道進行安全檢查。

10循環(huán)牽引索道運輸經濟效益分析

通過對750kV輸電線路索道運輸?shù)挠嘘P數(shù)據(jù)統(tǒng)計，本標段14基塔位共計約1980噸工程材料、器材需要運輸至塔位。索道器材購置、運輸和施工費用累計元，扣除索道器材折變?yōu)楣潭ㄙY產部分元，實際用于索道運輸?shù)氖┕べM用為元。按平均小運