淺述卡楊公路大型設(shè)備迅速過江方式的選擇與應(yīng)用

左紅軍

(四川二灘建設(shè)咨詢有限公司，四川成都 610051)

1 概述

雅礱江中游河段上游自兩河口電站水庫庫尾(水面高程2 860 m)起，下游截止到錦屏一級電站水庫庫尾(水面高程1 880 m)，總體流向自北向南，河段長385 km，占雅礱江總長度的25%。根據(jù)設(shè)計研究成果，卡拉水電站推薦壩址位于正在修建的錦屏一級水電站上游約75 km處，裝機容量100萬kW;楊房溝水電站推薦壩址位于卡拉水電站上游約33 km處，裝機容量150萬kW。

雅礱江卡拉、楊房溝水電站交通專用公路(以下簡稱卡楊公路)是為了解決卡拉和楊房溝兩座水電站遠離現(xiàn)有的交通網(wǎng)絡(luò)、交通條件差而由業(yè)主規(guī)劃實施的一個交通專用公路工程項目，是根據(jù)雅礱江中游各梯級水電站對外交通規(guī)劃和卡拉、楊房溝、孟底溝等水電站外來物資運輸需求而提出的，其目的就是通過建設(shè)一條快速的對外交通主干線，確保兩座大型電站乃至中游河段各梯級水電站早日開工建設(shè)，確保各水電站建設(shè)期和運行期的交通順暢。

2 大型設(shè)備迅速過江的必要性及存在的困難

2.1 卡楊公路的地理位置及分標情況

卡楊公路起點位于錦屏一級水電站8號公路通往左岸纜機平臺的隧道進口附近，路線沿雅礱江左岸逆江而上展線爬升，在經(jīng)過卡拉水電站后繼續(xù)沿雅礱江左岸至楊房溝水電站，終點位于楊房溝水電站上壩址上游約1.2 km的金波石料場附近。根據(jù)審定的設(shè)計成果，卡楊公路為三級公路，全線長 91.3 km，其中錦屏一級水電站至卡拉水電站壩址路線長57.4 km，卡拉壩址至楊房溝水電站壩址路線全長33.9 km?？罟吠两üこ套云瘘c至終點共分11個標段。

2.2 大型設(shè)備迅速過江的必要性

卡楊公路全線共設(shè)隧道34座，總長46 823 m(主線長)，占路線全長的51.25%，全線共設(shè)橋梁20座，總長2 462.68 m，占路線全長的2.7%。全線長度超過3 km的特長隧道有3座。根據(jù)后續(xù)電站的建設(shè)需要，卡楊公路需盡快投入使用;按相關(guān)合同要求，卡楊公路項目施工總工期約3年零4個月。因此，如何按期、保質(zhì)地完成合同目標，對卡楊公路參建各方是一個巨大的挑戰(zhàn)。

鑒于工程所在地現(xiàn)有的交通網(wǎng)絡(luò)狀況，決定了卡楊公路工程的施工必須由雅礱江右岸向左岸進行組織?？罟返靥幐呱綅{谷地帶，主體工程布設(shè)于沒有任何交通網(wǎng)絡(luò)的雅礱江左岸，而現(xiàn)有的交通網(wǎng)絡(luò)均在雅礱江右岸;要進行卡楊公路工程的施工，就必須利用雅礱江右岸僅有的交通網(wǎng)絡(luò)，通過修建施工便橋、便隧、便道等方可抵達卡楊公路主體工作面。

綜上所述，若要迅速、有效地組織工程施工，就必須要求參建各方統(tǒng)籌安排各項工作。為保證工程施工的安全高效，就必須確保所投入的設(shè)備能夠安全、及時地渡過雅礱江進行機械化作業(yè)。

2.3 大型設(shè)備迅速過江存在的困難

卡楊公路沿線地形陡峭，溝谷深切，為典型的高山峽谷地貌?！癡”和“U”型谷相間展布，山脊寬緩，岸坡中部坡度一般為40°～50°，近河谷地帶岸坡陡峻，坡度一般為60°～70°，臨江坡高一般大于500 m。雅礱江的地貌特點決定了卡楊公路大型設(shè)備迅速過江的方式必須多樣化、非常規(guī)化。

3 大型設(shè)備過江方案的選擇與應(yīng)用

卡楊公路11個標段所采用的大型設(shè)備過江方案不盡相同，主要采用了貝雷橋、浮船、索吊三種過江方案，其中浮船過江方案被廣泛應(yīng)用于大部分標段，貝雷橋方案和索橋方案則被少數(shù)標段所采用。以上三種方案在卡楊公路的實踐與應(yīng)用，為確保各標段大型設(shè)備的迅速過江取得了積極成效。

3.1 浮船過江方案的應(yīng)用

浮船過江方案是卡楊公路大多數(shù)標段首選的大型設(shè)備過江方案，其中土建Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ標均采用該方案。下面以土建Ⅲ標為例簡述該方案。

(1)基本方案。

卡楊公路土建Ⅲ標施工便道全長約29 km，便道起點位于雅礱江右岸的跑馬坪，需跨過雅礱江至左岸沿江而下。該工程于2010年4月初開工，即將面臨雅礱江汛期的到來。另外，由于該工程施工工期較緊，因此，需迅速將大型施工設(shè)備運抵雅礱江左岸開始工程施工。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，土建Ⅲ標的大型設(shè)備迅速過江選擇了浮船過江方案。

設(shè)備過江地點選擇在跑馬坪下方江邊河灘位置，該處原為金礦渣場，場地開闊，適合大型設(shè)備停放，是設(shè)備過江比較理想的位置。該處江面寬度約60 m，水流流速經(jīng)簡易測算為3～5 m/s，江水流量約600 m3/s。

該方案每條浮船由2節(jié)浮箱組成，浮箱均采用8 mm厚的鋼板焊接制作，浮箱長5.5 m、寬2.5 m、高1.5 m;船頭段浮箱高度沿船頭方向逐漸減小，長度范圍為1.5 m，高度由1.5 m減少至0.7 m，形成船頭迎水面。組裝成單條浮船后總長為11 m、總寬為10 m。經(jīng)計算，理想狀態(tài)下連體浮船的最大承載力為93.1 t，連體浮船的自重約16.5 t，浮船的荷載最大可達到 76.6 t。

設(shè)備過江時，將設(shè)備停放在渡江船上，在過江點上游約20 m位置設(shè)置錨樁式過江纜，纜繩采用φ32鋼絲繩，在過江纜上設(shè)置2個10 t滑輪，利用縱向牽引繩在平行水流方向牽引住過江船;垂直水流方向在右岸布置2臺5 t卷揚機牽引浮船橫向移動，實現(xiàn)設(shè)備過江。自浮船材料運輸及施工準備至設(shè)備具備過江條件約需40 d時間。

(2)優(yōu) 點。

浮船組裝簡單、投入使用周期短、運輸能力強、運輸效率高、靈活方便，能夠重復利用，投資省。

(3)缺 點。

需事先制作;對對外交通困難、施工現(xiàn)場狹窄的工程運抵施工現(xiàn)場困難;受制于江水流量(設(shè)計流速不得大于8 m/s，運行流速不得大于6 m/s)、運行安全風險較高。

(4)適用范圍。

適用于過江點較開闊、水流平緩、江面不易太寬的工程。

(5)運行注意事項。

嚴禁在汛期采用該方案;在運行過程中嚴禁超載，應(yīng)采取有效措施確保浮船不被解體、不被江水沖走。

3.2 貝雷橋過江方案的應(yīng)用

貝雷橋過江方案是卡楊公路大型設(shè)備過江的應(yīng)用方案之一，主要被土建Ⅳ標和X標所采用。下面以土建Ⅳ標為例簡述該方案。

(1)基本方案。

卡楊公路土建Ⅳ標2號施工便道是Ⅳ、Ⅴ標主體工程施工的唯一通道，其間需由雅礱江右岸跨越至雅礱江左岸。原計劃在松坪子架設(shè)跨度為220 m的跨江懸索橋一座實現(xiàn)大型設(shè)備過江。但根據(jù)施工實際，懸索橋架設(shè)期正好處于汛期，且懸索橋施工周期長，施工工期至少在6個月以上，工程投資亦較高。鑒于此情況，2號施工便道施工至K4+950時，為滿足施工進度需要，利用枯水期江面較窄的有利條件，架設(shè)了一座貝雷橋，提前實現(xiàn)了大型設(shè)備過江。

為滿足汛期通行需要，該貝雷橋采用兩跨設(shè)計，共設(shè)計了3個橋臺，由55.864 m單層四排貝雷橋加30.48 m單層雙排貝雷橋組成，額定載荷55 t。從2011年2月動工開始，至2011年3月19日即完成了Ⅳ、Ⅴ標大型設(shè)備過江。

(2)優(yōu) 點。

貝雷橋采用鋼結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計，構(gòu)件輕巧，拆裝方便，適應(yīng)性強，用簡單的工具和人力即能迅速建成，具有優(yōu)良的互換連接性能;該橋能長能短，能寬能窄，架設(shè)速度快，經(jīng)濟性好。

(3)缺 點。

汛期安全運行風險高、跨度小。

(4)適用范圍。

適用于河床較窄、水流平緩、河流兩側(cè)有較寬闊的施工場地。

(5)運行注意事項。

須嚴格控制荷載，在汛期應(yīng)密切關(guān)注江水流量。

3.3 索吊過江方案的應(yīng)用

卡楊公路大型設(shè)備過江實施方案也采用了索吊過江方案。該方案主要在施工便道修建十分困難的土建Ⅳ標應(yīng)用。

(1)基本方案。

卡楊公路土建Ⅳ標1#施工便道主要解決茶地溝特長隧道、長槍1、2號隧道施工交通及設(shè)備、材料運輸問題，需在跑馬坪附近跨越雅礱江到達雅礱江左岸長槍村。該處雅礱江峽谷兩側(cè)山坡十分陡峭，跨度大，兩岸高差也大;因其地質(zhì)條件惡劣，常規(guī)道路橋梁方案無法保證施工工期及施工安全。結(jié)合現(xiàn)場實際，通過對多種方案進行技術(shù)經(jīng)濟比選后，承包人最終選擇了纜索起重機方案橫跨雅礱江。

該方案是在土建Ⅳ標2#施工便道K1+400處修建一座跨度約460 m、左右岸塔頂高差160.5 m、仰角21°、額定起重量為200 kN的跨江纜索吊進行機械設(shè)備、主體工程物資材料運輸?shù)裙ぷ?。針對地形及實際地質(zhì)情況等，左岸主索采用鋼筋混凝土抗滑錨樁加預(yù)埋拉桿，右岸采用重力式錨錠，鋼索與套筒采用鋅鋁合金灌注。吊裝系統(tǒng)主索采用6根φ46鋼絲繩，起吊索采用φ24的鋼絲繩走8線，用一臺6 t中速卷揚機作起吊動力。牽引索采用φ28鋼絲繩走2線，用一臺16 t中速雙筒卷揚機作循環(huán)往復牽引動力。

設(shè)計方案為2010年10月展開纜索吊施工，僅僅4個月后，于2011年2月14日就將第一臺斗山DHSOLS－7型挖掘機吊運過江。

(2)優(yōu) 點。

纜索起重機是兼有垂直運輸和水平運輸?shù)钠鹬卦O(shè)備，它不受氣候和地形條件的限制，具有跨度大、速度快、效率高、總體結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、施工周期短等突出優(yōu)點。

(3)缺 點。

適用功能相對單一，營運過程中維護、檢修頻繁，安全壓力大，一旦發(fā)生設(shè)備故障，維修期缺乏其他手段保證工程施工需要。

(4)適用范圍。

纜索起重機在我國各行業(yè)已廣泛應(yīng)用多年，設(shè)計、應(yīng)用等環(huán)節(jié)積累了豐富的經(jīng)驗，技術(shù)已經(jīng)較為成熟。在交通不便，地形條件惡劣，跨越深溝谷、大跨度結(jié)構(gòu)吊裝等場所具有非常突出的優(yōu)越性及適用性。

(5)運行注意事項。

需按設(shè)計控制荷載，嚴禁載人，加強變形監(jiān)測，做好日常檢查、維護，對主要及關(guān)鍵部位設(shè)備要確保其運行正常。

3.4 索橋過江方案的應(yīng)用

由于卡楊公路的施工工期十分緊張，而索橋過江方案的施工周期相對較長，因此，卡楊公路未將其作為大型設(shè)備迅速過江方案。但由于索橋運行相對安全，因此，卡楊公路大部分標段均在大型設(shè)備過江的同時，一并修建了幾座索橋，這幾座索橋為各標段后續(xù)工程的施工將起到積極的作用。

4 結(jié)語

雅礱江水電站前期工程施工均十分困難。根據(jù)工程的具體特點，選擇更合適、更經(jīng)濟、更有效的施工方案，對確保工程各項目標的實現(xiàn)十分重要。上述大型設(shè)備迅速過江方式在卡楊公路的選擇與應(yīng)用正是這一管理思路的具體體現(xiàn)。在此，感謝卡楊公路的各承包單位和各監(jiān)理機構(gòu)。筆者將其具體的施工方案整理歸納成此文，希望為類似工程施工的管理者提供一些有益幫助。