单支点索道运输施工设计方案.docx
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单支点索道运输施工设计方案
山体公园单支点索道运输施工方案
一、山体公园铁塔工程概况
工程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、器材运输十分困难。
其中铁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120t），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1.8t,采用人力和畜力运输根本无法运输。
二、单支点索道运输施工技术应用
对现场进行多次详细的实地调查，并结合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。
三、架空索道架设位置的确定
对拟选取的各种架设位置进行现场实地调查，并按照架空索道跨距最小、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。
四、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：
200～400m；
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2t；
4.5运行速度：
运行最大速度为2m/s；
4.6承载索：
φ17.5普通钢丝绳（6×37股），安全系数取2.5；
4.7支撑架：
□360㎜×360㎜角钢抱杆；
4.8牵引动力：
卷扬机1台（5t）；
4.9牵引索：
φ9普通钢丝绳（6×37股，参考重量0.261kg/m），安全系数取4.5；
4.10计算条件：
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200～400m（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。
五、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。
8t承力滑车
7t承力索地锚
6t倒链
行走滑车
料斗
牵引索
5t卷扬机
支撑架□360mm×360mm钢抱杆
3t转向高速滑车
15m
7t卷扬机地锚
15m
200～400m
25m
7t承力索地锚
Φ17.5承力索
支撑架
3t支撑架地锚
料斗
五、索道运输的安装与调试
5.1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。
5.2索道运输系统的安装与调试流程分述如下：
5.2.1清理通道
将架空索道走廊影响索道安装或运输的地上障碍物清理干净，并对两侧料场及支撑架安置处的地面进行平整。
5.2.2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Φ21.5×3.5m，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40º。
5.2.3支撑架安装
3t地锚
上拉线共4根，对角布置，规格为Φ13
3t手扳葫芦
3t地锚
3t手扳葫芦
8t承力滑车
3t高速转向滑车
如图6-1所示，使用□360㎜×360㎜钢抱杆作支撑架，其脚部安装防沉鞋并设有φ15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45º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5-1索道支撑架组装示意图
5.2.4承力索架设
如图6-2所示，承力索采用力牵放方法架设。
具体施工方法如下：
首先，用动力伞展放Φ4迪尼玛绳，然后用Φ4迪尼玛绳力展放φ9牵引索。
第二步：
将φ17.5承力索线轴通过5t机动绞磨后和盘在5t卷扬机线轴上的φ9牵引索连接。
第三步：
启动5t卷扬机慢慢收回φ9牵引钢丝绳，并控制绞磨缓缓松出φ17.5承力索，始终保持被展放的φ17.5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φ17.5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1～2m左右，最后将承力索通过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5-2承力索架设施工示意图
5.2.5牵引系统安装
牵引系统由5t卷扬机、φ9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。
5.2.6系统调试检查
人工将从5t卷扬机引出的φ9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φ9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。
六、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：
6.1砂、石料运输
如图6-1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5～8米的位置设置1根卸料挡杆进行自动卸料。
图6-1架空索道运输砂、石料施工示意图
6.2重量不超过0.6t的塔材、机具及器材运输
承力索
牵引方向
5t双轮滑车
5t单轮滑车
5t单轮滑车
5t单轮滑车
3t高强卸扣
牵引索
卸料钢绳套
图6-2单索运输大件示意图
如图6-2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，进行下一次构件或器材的运输。
6.3重量为0.6～1t的构件或器材运输
如图6-3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φ9牵引索端头通过牵引支架与从卷扬机引出的φ11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6-3双索运输大件示意图
七、索道运输安全技术措施
7.1一般要求
7.1.1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。
7.1.2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。
7.1.3运输索道正下方左右各10m的围为危险区域。
危险区域设置明显醒目的警告标志，并设专人监管，禁止有人逗留。
7.1.4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。
7.1.5遇有雷雨天气、五级风以上天气时，停止索道运输工作。
7.2牵引系统
7.2.1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；
7.2.2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》。
7.2.3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。
7.3支撑系统
7.3.1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。
7.3.2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，必须对支撑架的强度重新校验。
7.4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。
7.4.1承载素的选择，因符合下列要求
一、承载索应选用密封式钢丝绳，其公称抗拉强度不宜小于1170MPa。
二、承载索拉紧端的初拉力，应按下式计算：
式中To——承载索拉紧端的初拉力（N）；
No——每年通过承载索的车轮次数；
R——每个车轮作用在承载索上的轮压（N）。
三、每个车轮作用在承载索上的轮压，应按下列公式计算：
下部牵引式货车
水平牵引式货车
式中Q——重车重力（N）；
qo——牵引索每米重力（N/m）；
λ——车距（m）；
tφ——牵引索作用在支架上的附加压力（N），侧型平坦时tφ＝（0.2～0.25）Q；侧型
复杂时tφ＝（0.3～0.35）Q；
i——每辆货车的车轮数。
四、按初拉力预选承载索时，钢丝绳实际破断拉力与初拉力之比，永久性索道应为4～7.4.2；临时性索道应为3.5～3.7。
承载索的计算，应符合下列要求：
一、承载索的抗拉安全系数，永久性索道应为3.0～3.2，临时性索道应为2.6～2.8。
二、承载索的最大与最小工作拉力，应按下列公式计算：
式中Tmax——承载索的最大工作拉力（N）；
Tmin——承载索的最小工作拉力（N）；
W——承载索拉紧重锤的重力（N）；
qc——承载索每米重力（N/m）；
h——承载索拉紧端与锚固端之间的高差（m）；
K——拉紧区段承载索摩擦力的折减系数；
Σ△T——拉紧区段承载索按同向叠加计算的摩擦力总和（N）。
三、拉紧区段承载索按同向叠加计算的摩擦力总和，应按下式计算：
式中C1——拉紧索导向轮的阻力系数，带滑动轴承的导向轮为0.05～0.06；带滚动轴承的导向轮为0.03～0.04；其中导向轮直径较大时取小值，反之取大值；
μ——承载索与鞍座之间的摩擦系数；
q——线路均布载荷（N/m）；
L——拉紧区段的平距（m）；
φ——承载索在拉紧站偏斜鞍座上的水平折角（°）。
Tp——承载索在拉紧区段的平均拉力（N）；
ε——锚固站站口第一跨弦线与拉紧站站承载索中心线之间的总折角（°），凸起侧型为正号凹陷侧型为负号。
拉紧区段的划分，应符合下列要求：
一、应采取提高运行速度、降低承载索与鞍座之间的摩擦系数、减少拉紧系统和偏斜鞍座上的摩擦阻力、提高承载索公称抗拉强度、加大拉紧重锤质量等措施，延长拉紧区段的平距。
二、一个拉紧区段的最大平距，应按下式计算：
式中Lmax——一个拉紧区段的最大平距（m）；
ε——锚固站站口第一跨弦线与拉紧站站承载索中心线之间的总折角（°），凸起侧型为正号，凹陷侧型为负号。
三、对于多拉紧区段索道，应进行多方案比较，合理划分各拉紧区段。
四、在每个拉紧区段，承载索锚固端宜设在高端，承载索拉紧端宜设在低端。
五、当凸起地段支架群的摩擦力总和可以阻止承载索滑动时，宜采用两端拉紧方式。
承载索的连接，应符合下列要求：
一、在一个拉紧区段，宜采用整根的密封式钢丝绳；
二、线路套筒宜采用楔接。
线路套筒与支架的距离，不得小于15m；
三、过渡套筒承载索的末端宜采用楔接。
拉紧索的末端应采用铸接。
7.4.3牵引索的选择，应符合下列要求：
一、牵引索应选用6M7面接触、6X（19）线接触的同向捻钢丝绳，其公称抗拉强度不宜小于1520MPa；
二、牵引索不得采用交互捻钢丝绳；
三、钢丝绳表面丝的直径不得小于1.5mm。
牵引索的抗拉安全系数应为4.5～5.0。
一个传动区段的最大平距或最大高差，应按下列公式计算：
式中Lmax——一个传动区段的最大平距（m）；
Hmax——一个传动区段的最大高差（m）；
qo——牵引索每米重力（N/m）；
ε——牵引索的结构系数，6M7钢丝绳ε为9.5.91，6X（19）钢丝绳ε为9.585；
σB——牵引索的公称抗拉强度（MPa）；
n——牵引索的抗拉安全系数；
C2——牵引索最小拉力与其每米重力的比值；
A——索道小时运输能力（t/h）；
β——空车重力与有效载荷的比值；
v——货车的运行速度（m/s）；
α——传动区段全线的平均倾角（°）；
fo——货车的运行阻力系数，其值应符合本规规定。
在本公式中，动力型索道应采用正号，制动型索道应采用负号。
7.4.4 电气的控制，应符合下列要求：
一、动力型索道起动时，应使驱动装置获得恒定的起动转矩。
负力矩较大的制动型索道，应采取动力制动的起动方式。
二、索道正常起、制动时的加、减速度，应控制在0.1～0.15m/围。
三、正常运行时，牵引索运行速度的变化不得大于5。
四、未设机械变速装置的驱动装置，应有0.3～0.5m/s的检修速度。
五、低速反转运行的时间，不得少于三分钟。
六、索道紧急制动后，在事故开关复位之前驱动装置不应重新起动。
七、多传动区段的索道，各段宜设同步起动与制动的装置。
八、拉紧装置和拉紧重锤轨道的两端，应设行程开关。
当拉紧小车或拉紧重锤到达极限位置时，索道应自动停车。
九、驱动装置的电动机，应设下列保护装置：
1过电流保护；
2过负荷保护；
3失压保护；
4超速保护；
5对制动型索道应有零电流保护。
7.4.5通信的设计，应符合下列要求：
一、装载站、卸载站与非自动中间站之间，应设专用直通；
二、自动转角站、拉紧区段站或某些制高点处的支架，应设专用直通的接线插座；
三、通信线路应靠近索道线路；
四、装载站与卸载站应设外部行政；
五、站房人员与巡线人员，应配备无线电对讲机；
照明的设计，应符合下列要求：
一、各站房应设电气照明。
装、卸载处和主要设备处应设局部照明。
二、站房出口处应设投光灯。
防雷与接地的设计，应符合下列要求：
一、站房应设避雷装置；
二、支架和承载索应接地，接地电阻不得大于30Ω；
三、站设备和配电装置的外壳，应接地或接零。
马帮运输及人力运输方案：
基础砂石、基础钢材运输采用带前加力的顺六轮或拖拉机运输，山区小运输全部采用马帮运输，而基础钢材采用打包套胶、人力运输的方法进行。
基础搅拌机用0.16L的可拆卸式搅拌机，分解后人力搬运的方法进行。
组塔采用成品保护，人力肩抗运输，为防止塔材的磨损，用麻布、胶套或草袋绑扎后进行运输。
7.4.6架线材料的运输：
a瓷瓶采用马帮运输，合成绝缘子串采用人力合抬的方法运输。
b滑车采用拆卸后，人力运输。
（拆除及安装过程必须由厂家协同拆卸，避免破坏滑车承重及转动的灵活性）
c导引绳、牵引绳，采用马帮分捆合成运输。
d运输过程中，要注意步伐协调一致，并防止塔料与周围物体发生碰撞，造成变形及扭曲。
人力运输时，由于下雨、下雪后，道路泥泞光滑，存在较大的运输安全风险，针对此情况下施工，现场必须有超前意识，运输队负责人必须将自己负责围的道路进行摸点，该修路的必须修路，该运石子垫路的地方，必须一次性垫好，并在运输过程中经常修缮，确保施工运输过程中道路的畅通无阻，
7.5运输作业
7.5.1运输牵引速度以1.5～2m/S为宜。
在运送器材的起步和即将到位阶段必须缓慢牵引。
7.5.2卷扬机应设有自动保安装置，自动停机整定值定为1500kg。
7.5.3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。
八、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。
8.1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Φ4迪尼玛初级引绳，然后再用Φ4迪尼玛初级引绳力分级展放Φ9牵引绳和Φ17.5承力索的施工方法。
8.2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。
8.3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。
8.4卷扬机功率
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。
九、人员及设备配置表
9.1.机械设备表
序号
名称
型号
数量
1.
手动葫芦
5t
4套
2.
手动葫芦
3t
6套
3.
卷扬机
5t
1台
4.
卷扬机
2t
1台
5.
强力搅拌机
JW250
1台
6.
升降机
TJ2-1
1台
7.
钢丝绳
20mm
600米
8.
导轮
3t
10个
9.
导轮
5t
10个
9.2人员配置表
序号
名称
数量
1.
电工
2名
2.
起重工
2名
3.
工人
15名
4.
土木工
15名
5.
焊工
5名
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