线路工程索道运输方案.docx
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线路工程索道运输方案
线路
工程索道运输
施
工
方
案
日期：
年月日
审批页
批准：
年月日
审核：
年月日
编写：
年月日
1、适用范围及目的
1.1、适用范围
本作业指导书适用于宜昌小雁溪-秭归220kV线路工程基础材料、角钢塔材及架线材料的运输施工作业。
1.2、目的
重点阐明索道在架设、使用、看护等过程作业程序和注意事项，确保索道作业施工安全、高效。
2、编制依据
2.1、《架空索道工程技术规范》GB50127-2007
2.2、《电力建设安全工作规程》（第2部分：
电力线路）（DL5009.2-2013）；
2.3、《输电线路施工机具设计、试验基本要求》（DL/T875-2004）；
2.4、电力设计院设计施工图纸；
2.5、其它相关的规程、规范及标准。
3、工程概况
宜昌小雁溪-秭归220kV线路工程（以后简称“本工程”），从220kV小雁溪变构架至待建的220kV秭归变构架新建一回输电线路，同时在220kV小雁溪变内将“雁麂Ⅰ”和“秭归”间隔对调，线路全长42.445km，采用单回架设（仅小雁溪变前终端塔为双回路拆掉半边，秭归变前终端塔为双回路单挂线）。
线路分为还建段和新建段，还建段（小雁溪变构架-雁麂Ⅰ回#6塔）线路长度2.366km；新建段（雁麂Ⅰ回#4塔-秭归变构架）线路长度40.079km。
全线分为四个冰区，其中10mm冰区长度26.275km、15mm冰区长度4.927km、20mm冰区长度6.755km、30mm冰区长度4.488km。
全线杆塔总数为113基，耐张塔47基，直线塔66基。
线路建成后须拆除雁麂Ⅰ回#4至#6塔之间的旧线路，长度1.15km。
4、索道运输简介
本标段多部分地处山地，材料小运极为困难，人力、马帮难以承担材料小运任务，拟架设一条多跨单索式循环索道用于基础材料、角钢塔塔材及架线材料的运输。
多跨单索循环式索道，采用一根承载索，一根返空索和一根环状牵引索实现循环运送货物。
在承载索运送货物的同时，利用返空索将返空小车返回装货站。
此索道既可进行单件运输（一档中仅一件被运货物），又可进行多载荷连续运送，运输效率较高。
布置如图1所示：
图1 环境牵引循环索道示意图
5、索道主要部件说明
环状牵引循环索道包括支架部分（含起始支架、中间支架、终端支架）、承载索和返空索部分（含承载索、返空索、两端锚固系统）、环状牵引索部分（含牵引索、牵引索转向系统）、动力部分（牵引机）、行走机构部分、承载索和返空索悬托机构部分共六部分。
5.1、支架部分
按照地形条件、施工条件、运载荷重条件，选择使用双人字圆木支架结构组成支架，支架的横梁部分安装一个承载索悬托机构和一个返空索悬托机构，使承载索和返空索的荷重转移至支架上。
横梁宽度为2.5m，宽度满足满载小车和返空小车相遇时留有约300～500mm间隙，且两小车与支架的人字圆木撑杆留有约300～500mm间隙。
撑杆选用梢径为200mm，根径为250mm，长度为3500mm材质为衫木做为人字形撑杆，撑杆底部1m埋于原状土内，防止倾斜。
5.2、承载索和返空索部分
承载索根据载重1000kg、最大使用档距400m、最大高差角30°的使用条件，选择使用“6×7钢丝＋1麻芯”、强度为1570N/mm2的φ20钢丝绳。
该钢丝绳的破破拉力总和不小于208kN。
返空索选用“6×7钢丝＋1麻芯”、强度为1570N/mm2的φ12.0钢丝绳。
该钢丝绳的破破拉力总和不小于75.1kN。
承载索和返空索在起始支架和终端支架落地后锚固于地面。
锚固处根据地质条件和索缆受力情况采用地钻群或地锚进行锚固，锚端设一并联检测拉力计（此拉力计只在检测拉力时使用，正常工作状态下不受力）和UT线夹，以检测索缆张力和收紧索缆的蠕变伸长。
5.3、环状牵引索部分
牵引索根据受力计算结果，选择使用“6×19钢丝＋1麻芯”、强度为1670N/mm2的φ11钢丝绳。
该钢丝绳的破破拉力总和不小于79.4kN。
在终端支架的后侧，对地夹角小于20°的位置处设置二个荷载30kN的高速转向滑车。
牵引索在两个滑车转角180°。
在起始支架的前侧，对地夹角小于20°的位置处设置一个荷载30kN高速单轮滑车，调整牵引索的方向，使牵引索的进出线方向与牵引机卷筒轴线方向垂直，以便将牵引索绕上牵引机。
牵引索的两端采用钢丝绳插接方式进行连接，绕上牵引机卷筒后两端插接好的牵引绳便构成了一个封闭的环形。
5.4、动力部分
根所受力计算结果，选择使用机动绞磨。
该牵引机的持续最大引力为30kN，相应速度为0.7m/s；持续最高牵引速度为1.6m/s，相应牵引力为10kN。
5.5、行走机构部分
行走机构是在承载索和返空索上行走并与牵引索相连且承受荷重的机构。
行走机构构成的载货系统如图2所示：
图2 行走载货系统示意图
行走载物系统由两个行走架组成，行走架为双行走轮结构，行走轮轮槽压住承载索或返空索行走且顺利通过悬托架。
行走架的中部设牵引绳钳口，钳口通过钳口控制器手柄收紧或放松，以夹住或松出牵引索。
行走架尾部连接载货箱或与吊绳相连，以装载货物或吊住塔材。
5.6、承载索和返空索悬托机构部分
承载索和返空索通过悬托机构与支架相连，悬托机构如图3和图4所示：
图3 下压支撑器 图4 上拔支撑器
下压支撑器通过上销与支架横梁上的耳板相连，承载索或返空索座在鞍座槽内。
牵引索在牵引索上下滚轮间移动。
当行走架接触鞍座后，行走小车便在鞍座槽内行走，同时受牵引的钳口位于牵引索上下滚轮之间，行走架便可顺利通过下压支撑架。
上拔支撑器也通过上销与支架横梁上的耳板相连，承载索或返空索在上拔状态时顶在上滚轮的下面。
当行走小车（或返空小车）接近上拔支撑器时，承载索或返空索被重物压在上拔支撑器的下滚轮上。
当行走架接触上滚轮后，将压盖顶起，行走架的行走轮在上拔支撑架的上下滚轮之间通过。
6、索道架设施工
6.1、施工准备
6.1.1、根据地形调查结果和使用参数进行详细的索道布置设计，确定索道各部分的具体位置和各支架的高度等；
6.1.2、认真准备和仔细检查索道使用的器材、机械和工器具等；
6.1.3、进行场地清理，各种器材、机械和工器具等运至现场。
6.2、架设牵引索
人力展放φ11的牵引索钢丝绳，放牵引索时双环头展放，便于以后利用牵引索展放返空索和承载索。
6.3、正式组立支架
由于支架为分段结构，重量较轻，直接采用人力搬运到支架的组立位置上去。
支架整体在地面组装好后，利用倒落式方法起立支架。
支架组立好后，调整各撑杆底脚，尽量使各撑杆底脚受力良好。
6.4、在终端安装反向滑车
6.5、展放返空索
借用牵引索，通过牵引机把返空索拉上山去。
首先在各支架上挂滑车，然后把返空索线头和牵引索用马鞍夹头固定，牵引机开慢速将返空索拉出线盘，当返空索的接头接近中间支架时，派人协助马鞍夹头通过支撑器，并将返空索置入滑车。
把返空索拉到终端后固定在端锚处，再把返空索从各支架的滑车移入支撑器，再用滑车组和机动绞磨把返空索抽紧并固定在地锚上。
6.6、展放承载索
返空索安装好以后，返空索和牵引索就已构成一个简易索道，就可以把行走车挂在返空索上，再在行走车上挂上承载索，用牵引索把承载索拉上山去，在各支架处把它装入支撑器，然后把承载索抽紧，通过滑轮组锚固到地锚上。
6.7、装卸货场布置
装卸货场平整场地，并设一简易三角抱杆，在三角抱杆上设滑车组起吊行走小车及货物，动力采用30kN机动绞磨。
至此，索道已具备运行条件。
7、索道的运转
7.1、索道试运转
先进行轻载试验，同时检查各部件的运转情况，随时进行处理。
最后运送设计要求的最大载荷，用UT线夹对承载索在使用中的伸长进行补偿调整。
7.2、运转注意事项
7.2.1、牵引机设专人操作，并确保在运转过程中通讯畅通；
7.2.2、为提高效率，在用行走小车运货时，控制行走小车间距使装货场和卸货场同时进行装卸货，当两处都操作完以后，索道才能开始继续运转。
一般塔材、工具的运送也都尽量采用上下同时装卸的方法；
7.2.3、索道运行过程中，严格控制货物的重量和间距。
7.2.4、牵引机由熟练技工操作，操作人员持证上岗；每次运行前，认真检查机械各部位状况，操作人员随时注意牵引绳的状况（磨损、断丝、断股）以保证安全。
牵引机操作人员严密控制牵引力大小，当发现受力过大时，首先停机并通知各处看护人员检查情况，待情况处理后才方可开机运行。
7.2.5、索道严禁载人。
7.2.6、索道运行时，要保证通信联络畅通，信号传递要语言规范、清晰，每个支架处设专人值守。
7.2.7、在货物离卸料台10m时，卸料台发出联络信号，并向牵引机操作人员连续报告货物的所在位置，使索道减速运转，直到最合适位置时，通知停车；
7.2.8、在装卸作业时由两人检查牵引索是否正确卡入行走车的钳口，钳口是否真正紧闭；
7.2.9、由于牵引索钳口松动，牵引索从行走车中脱出，行走车和所载货物将从高处往下滑，可能产生严重后果。
为防止这类事故的发生，在索道上的低处支架外侧安装反向挡止门，见图5所示，可以在上坡送货物时挡住滑下来的货物。
图5 反向挡止装置
7.2.10、当行走车通过时，用手拉绳，将开闭门打开，平行重锤将开闭门自动关闭；万一发生意外时，牺牲开闭门，保护支架和工作人员。
7.2.11、遇有大风天气及视线不清时，索道停止使用；
7.2.12、各易拆卸受力部位加装防盗装置，夜间派人值班，防止人为破坏。
8、各部位受力计算
按照架设索道长度2000m，高差角30°，索道最大档400m进行验算。
8.1、承载索（返空索）的验算与选择
承载索有多个荷载作用，间距为S时，其最大水平张力按公式1计算：
（公式1）
式中：
Q――集中荷载，验算值取1000kg（9800N）；
S――行走小车之间距离，取250m；
β――高差角，取30°；
k――承载索的强度安全系数，不小于2.6-2.8，此处取2.6；
k1――承载索单位长度重量对其破断拉力之比，1/m，双重绕捻钢丝绳为7.9×10-5；
f――承力索在重载下的档距中点最大驰度，m，取30；
l――档距，验算值取,500m；
T――承力索在多个负载作用下，N，最大水平张力。
不同档距情况下承载索的最大水平张力表 表4
档距l（m）
100
200
300
400
重载时最大弧垂（m）
5
10
15
20
最大水平张力（kN）
14.3
30.9
50.4
73.4
空载索的计算与承载索类似，只是Q（集中荷载的验算值取300kg）。
不同档距情况下返空索的最大水平张力表 表5
档距l（m）
100
200
300
400
重载时最大弧垂（m）
5
10
15
20
最大水平张力（kN）
4.29
9.27
15.1
22.03
以承载索（返空索）的最大水平张力T，作为承载索（返空索）的最大使用拉力，按公式2计算选定承载索（返空索）的截面规格。
（公式2）
式中：
Tb――承载索（返空索）破断拉力N，
承载索Tb＝208kN，选用“6×7钢丝＋1麻芯”、强度为1570N/mm2的φ20钢丝绳；
承载索Tb＝75.1kN，选用“6×7钢丝＋1麻芯”、强度为1570N/mm2的φ12.0钢丝绳；
8.2、牵引索的验算与选择
牵引索承受的最大拉力按公式3计算。
（公式3）
式中：
P1――集中荷载Q在牵引索方向的分力，此分力按照档距l＝400m，高差h＝400m，高差角β＝15°，荷重Q＝1000kg（9800N），按照公式4进行计算。
（公式4）
将数值代入公式4，则P1＝5.98kN。
P2――载重滑车沿承载索滚动时摩擦力，此分力按照公式5进行计算。
（公式5）
为滑车轴摩擦系数，
＝0.02；
为滑车与承力索摩擦系数，
＝0.06；r为滑轮的半径，r＝9。
将数值代入公式5，则P2＝0.066kN。
因为牵引索为循环牵引索，牵引索的回引绳在滑车的反拉力取经验值P3＝0.98kN。
总牵引力
＝7.026kN
牵引索的安全系数K取4.5，故选用“6×19钢丝＋1麻芯”、强度为1670N/mm2的φ12钢丝绳。
8.3、牵引设备的选择
牵引设备的牵引力、速度及小型化是选择考虑的关键。
经过比对，现选用由汽车后桥、柴油机、变速箱、刹车器等组成的索道牵引机能满足要求。
8.4、支架的选择和验算
撑杆圆木强度校核：
Φ×F≥（N总+G）/[δ]压
G――每根圆木中部以上的自重，取0.49kN；
F――危险断面截面积
F=π×（d1+d2）2/4＝397.6cm2；
[δ]压――木材允许压应力，衫木取8.64MPa；
N总――双人字圆木支架上每根支柱的总压力
N总＝=37.95kN
T――按最大使用档距400m，最大高差角15°条件下门架所承受绳索负荷
T＝
＝133.9kN
Wc、Wf、Wq――承力索、返空索、牵引索钢丝绳单重，N/m；
h――门架挂点高差
Φ――圆木轴向受压折减系数，当长细比λ≤91时，
Φ＝1/（1+（λ/65）2）＝0.522；λ＝4×l/（d1+d2）＝62.22；
l――圆木支柱长度；
Φ×F＝207.5cm2≥（N总+G）/[δ]压×2＝44.49cm2×2＝88.98cm2
固所选圆木撑杆满足安全及施工要求。
9、索道工器具、材料表
索道按照一处2km长度，1付起始支架、1付终端支架、8个中间支架来计列工器具和材料，具体见下表所示：
索道工器具、材料表 表6
序号
名称
规格/型号
单位
数量
备注
1
起始支架
自制
套
1
2
终端支架
自制
套
1
3
中间支架
自制
套
8
4
机动绞磨
30kN
台
1
5
承载索
φ20
km
3.0
6
返空索
φ13.0
km
3.0
7
牵引索
φ11
km
5.8
8
地锚
30kN
套
6
可用50kN代替
9
地锚
50kN
套
6
10
地锚
100kN
套
4
11
UT线夹
NUT-4、NUT-2
只
各1
12
拉力计
最大拉力150kN、50kN
只
各1
13
机动绞磨
JM－10
台
5
14
三角抱杆
承重20kN，高3m
套
5
15
四轮起重滑车
HGD4－20
只
2
16
磨绳
Φ13.0
m
400
17
马鞍夹头
D=10、12、16、20
只
各20
18
高速转向滑车
SHG－220
只
8
19
高速转向滑车
30kN
只
3
20
料罐
容积为0.3m3
只
24
21
行走机构
自制
付
48
22
下压支撑器
自制
付
20
23
上拔支撑器
自制
付
20
24
通讯电台
套
2
有效范围10km
35
对讲机
只
10
有效范围2km
10、索道施工安全要求
10.1、现场建立健全各种岗位责任制和各种安全检查维修制度，在醒目的位置悬挂“索道运行操作规程”标志牌。
10.2、该索道严禁载人。
索道运行时，索道下方严禁站人；遇到大风或大雨、雨雪天气时，应停止运行。
10.3、索道线路上的设备及其附件要保持完好状态，严禁索道带病运行。
10.4、索道严禁超负荷使用，超负荷使用可能导致承载索断裂，支架倒塌等危害的发生。
应根据每条索道的档距、高差及选用的承载索、牵引索、返空索计算装货的间距、单件重量，并在每条索道旁标识施工铭牌。
10.5、索道开机前，必须确保沿线通信畅通。
运行中，各监护点发出停机指令后，操作人员应立即停机，待问题处理完毕后再重新开机。
10.6、货运小车通过中间支架时牵引机应慢速牵引，待行走滑车顺利通过后再恢复正常速度。
10.7、应定期检查承载索的锚固，拉线是否正常，各种索具是否损坏，索道支架有无变形、开裂等隐患，确认无异常后，方可运行，并做好相关检查记录。
10.8、货运索道的装料和卸料必须在索道停止运行的情况下进行，严禁运行过程中装、卸料。
10.9、当索道跨越居民区、耕地、建筑物及交通道路时，应保证货物通过时被跨越物的最小距离满足规定要求，同时应设置相应的安全防护设施和警告标志。
10.10、货物通过支架时，其边缘距离支架不得小于100mm。
10.11、电气设备、索道和金属支撑架等均应可靠接地。
10.12、风险辨识及预控措施
作业内容
风险辨识
造成危害
预控措施
索道运输
设备不符合要求
人身伤害设备损坏
1.设备必须有合格证，分包单位具有相应资质，搭设前进行全面外观检查，架设后进行试运行验收合格。
无检查无保养
2.定期对钢索、滑车、动力装置、门架、地锚、夹具等设备检查，及时对主要设备维修保养并记录。
超速、超载
3.操作人员必须经培训合格、熟练操作、规范作业。
无专人负责、
4.必须有专人负责、专人监护，吊运下方严禁有人。
5.严禁超速、超载，专人负责材料上下，经常检查更换变形的夹具、钩具，夹具固定必须牢固可靠。
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