雙軌運(yùn)輸滑道在高邊坡錨索工程中的運(yùn)用

高淑晴

（四川大唐國(guó)際甘孜水電開發(fā)有限公司，四川 康定 626001）

1 概述

長(zhǎng)河壩水電站是大渡河梯級(jí)開發(fā)中的第10級(jí)電站，位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)。開關(guān)站位于左壩肩下游，順河谷全長(zhǎng)約140 m，自然斜坡總體坡度45°～50°，地形略有起伏，縱向上（與河谷垂直）處于上部陡坡與下部緩坡之間，上部陡坡平均坡度約60°，下部緩坡坡度約40°。開關(guān)站開挖底面高程1 685 m，開挖坡高約50～120 m。

電站開關(guān)站邊坡最大開挖高程約為1 820 m，邊坡最大開挖高度約135 m（計(jì)算至1 685 m），共設(shè)6級(jí)馬道，每隔20 m設(shè)一級(jí)馬道，馬道寬2 m，由于1 745 m高程馬道有車輛通行，故加寬至4.5 m。1 685～1 705 m 高程開挖坡比 1∶0.3，1 705 m 以上高程開挖坡比1∶0.5。

2 材料運(yùn)輸方案的選擇

1號(hào)道路是唯一通往左岸開關(guān)站的施工道路，但是1號(hào)道路只能到達(dá)開關(guān)站1 745 m高程。由于受客觀條件限制，從開關(guān)站下游沖溝側(cè)修筑了一條施工便道，到達(dá)1 820 m高程馬道進(jìn)行上部施工。便道坡陡、急彎多，只能通行履帶式施工設(shè)備，常規(guī)運(yùn)輸車輛無法通行。考慮到錨索施工面支護(hù)及其它材料運(yùn)輸量大，運(yùn)輸難度和強(qiáng)度都很高，運(yùn)輸投入大，為了解決EL1 820 m以上錨索、噴漿及錨桿等支護(hù)工程材料和設(shè)備運(yùn)輸問題，擬采用一套滑道車進(jìn)行部分材料和鉆機(jī)等小型設(shè)備運(yùn)輸。山體自然坡角約40°，滑道長(zhǎng)為70 m，垂直高度約55 m。材料通過5 t卡車可運(yùn)至EL1 745 m施工道路滑道車旁，材料轉(zhuǎn)運(yùn)至料斗后，通過滑道車運(yùn)達(dá)EL1 800 m滑道車卸料平臺(tái)，再通過人工搬運(yùn)到錨索施工面。

雙軌滑道車設(shè)計(jì)每次提升運(yùn)輸材料可控制在3 t以內(nèi)，而且提升時(shí)間平均約5 min一趟。在沒安裝滑道車，施工條件艱苦時(shí)只能靠人工從1 745 m高程，一袋一袋的往1 820 m高程搬運(yùn)，甚至一臺(tái)鉆機(jī)需要4個(gè)工人搬運(yùn)。由于彎多坡陡，工人體力透支，一天一個(gè)工人才可搬運(yùn)水泥1 t，而且搬運(yùn)工價(jià)相當(dāng)高。由于材料的供應(yīng)不足，效率低下造成施工進(jìn)度緩慢，成本高等結(jié)果。所以根據(jù)開關(guān)站的地形地勢(shì)，選擇雙軌滑道車運(yùn)輸方式是必要的。

3 滑道設(shè)計(jì)

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

滑車運(yùn)輸系統(tǒng)布置在開關(guān)站下游1 745 m高程沖溝處，山體自然坡角約40°，垂直高度約55 m，設(shè)計(jì)滑道長(zhǎng)約為70 m，主要由架管鋪設(shè)而成?；儡嚥捎? mm鋼板焊接制作而成，底座用70 mm×70 mm角鐵焊接成。滾筒用φ90 mm鉆桿制成，軸徑φ40 mm。詳見圖1,（圖中單位：m）。

圖1 滑道車側(cè)視圖 滑道車正視圖

卷揚(yáng)機(jī)布置于開關(guān)站下游側(cè)沖溝處EL1 800平臺(tái) (需開挖平整)，在EL1 800 m平臺(tái)靠山側(cè)的基巖垂直邊坡上打錨桿，以固定導(dǎo)向滑輪，鋼絲繩通過導(dǎo)向滑輪提升材料。圖2為提升材料立面示意圖。

圖2 提升材料立面示意圖

3.2 系統(tǒng)受力分析計(jì)算

3.2.1 滑道車受力分析

滑道車在滑道上運(yùn)行，其受力鋼繩的牽引力F，滑車自重和斗內(nèi)荷載G，其中G分解成垂直于滑道作用力F2和平行于滑道的力F1，以及與滑車運(yùn)行方向相反的摩擦力f，界定滑道車負(fù)重上行時(shí)為危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行受力計(jì)算，驗(yàn)證鋼繩牽引力，由于卷揚(yáng)機(jī)額定荷載是確定的，對(duì)比鋼繩的極限荷載，取二者小值，考慮安全系數(shù)便可算得滑車運(yùn)行的安全荷載。

3.2.2 設(shè)計(jì)工況及荷載標(biāo)準(zhǔn)

界定滑道車負(fù)重上行時(shí)為危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行受力計(jì)算。

1）滑道設(shè)計(jì)荷載f1=10 kN。

2）滑車自重g1=1 kN。

3）卷揚(yáng)機(jī)額定提升力fe=30 kN。

4）φ15.5 mm 鋼繩（截面積 89.49 mm2）極限抗拔力fj=122 kN（五金實(shí)用手冊(cè)2002年版）。

5）摩擦力f，由于滑車在滑道上運(yùn)行是滾動(dòng)摩擦，摩擦力小考慮下滑力F1×k，安全系數(shù)k取1.5。

3.2.3 設(shè)計(jì)驗(yàn)算

安全系數(shù)ke=fe/F=30/14.03=2.14

計(jì)算時(shí)，由于φ15.5 mm鋼繩極限抗拔力fj=122 kN，大于卷揚(yáng)機(jī)額定提升力fe=30 kN，因此采用大于卷揚(yáng)機(jī)額定提升力fe進(jìn)行驗(yàn)算，滿足要求。

4 滑道施工

在左岸開關(guān)站EL1 820以上錨索施工面下游側(cè)，高程約EL1 800 m與便道高程EL1 745 m之間制作、安裝一套滑道車，上料平臺(tái)（EL1 745 m）位于施工道路邊，滑道沿山邊堆積體延伸至EL1 800平臺(tái)。 采用3 t卷揚(yáng)機(jī)，布置于開挖邊線以外EL1 800平臺(tái)，通過導(dǎo)向滑輪實(shí)現(xiàn)材料（小于1 000 kg）的提升，導(dǎo)向滑輪固定于山邊基巖上，并與2根φ25錨桿焊接牢固，錨桿入巖深度大于4 m，施工時(shí)先用砂漿滿注錨桿孔，再插入錨桿，以保證錨桿的抗拔力。

施工供風(fēng)布置：錨桿施工時(shí)，采用左岸開關(guān)站錨索高程的供風(fēng)系統(tǒng)，就近選擇供風(fēng)主管分支閥門，接φ50橡膠管至工作面。

施工供水布置：用左岸開關(guān)站錨索工程供水系統(tǒng)，φ32mm橡膠管接至工作面，砂漿人工拌制；用水時(shí)加強(qiáng)管理，防止水漫流。

施工供電布置：用左岸開關(guān)站錨索工程供電系統(tǒng)，從錨索施工作業(yè)面主配電柜用：10 mm2電纜分出至滑道作業(yè)面設(shè)置分配電柜，配電柜內(nèi)漏電保護(hù)裝置齊備并完好，然后分接到用電部位和用電設(shè)備，一機(jī)一閘配置。

4.1 滑道基礎(chǔ)施工方法

滑道基礎(chǔ)為條形漿砌石基礎(chǔ)，斷面寬×高尺寸為100 m×100 cm，采用M10砂漿砌筑，并在EL1 745 m高程滑道起始部位砌筑一防撞墩。施工程序：

1）測(cè)量放線，確定滑道布置位置及高程。

2）將在滑道范圍內(nèi)的山邊堆積體坡腳較大石塊進(jìn)行人工解體，塊石間填充漿砌石，使其穩(wěn)定、高程符合要求。

3）山邊堆積體中部及上部位置，軌道范圍內(nèi)采用人工清除坡表松渣，用漿砌石砌筑滑道基座，堆積體下部由于地勢(shì)較低和不平，主要用漿砌石砌筑體找平滑道基座，砌筑體最高部位超過1.5 m。

4）漿砌石施工，控制好砂漿標(biāo)號(hào)和砌筑體砂漿飽滿度。

5）滑道基座上每隔1.5 m水平方向埋設(shè)外徑48 mm、壁厚3.5 mm架管，每根架管長(zhǎng)度1.2 m,用砂漿嵌注在滑道基座上。

采用自下而上進(jìn)行施工的方法，漿砌塊石料就近選取，在坡腳施工便道邊布置施工場(chǎng)地人工拌制水泥砂漿，然后人工搬運(yùn)至各工作面。塊石料砌筑之前應(yīng)將塊石上的砂土去除，并濕潤(rùn)后再進(jìn)行砌筑施工。

4.2 滑道施工方法

待基礎(chǔ)施工完成一段（約為15 m長(zhǎng)）后滑道便可進(jìn)行施工。施工程序：

1）在滑道基座上縱向等間距鋪設(shè)外徑48 mm、壁厚3.5 mm架管8根架管，架管選用順直新架管，形成寬1.0 m的滑道。

2）用施工線定位每根鋼管，確保每根鋼管平行。

3）定位好每根鋼管后，每根鋼管與嵌埋在滑道基座上的水平橫桿接觸處用焊機(jī)焊牢固，焊條選用422焊條φ3.2 mm。

4）每根鋼管對(duì)接采用焊接法，相鄰焊縫錯(cuò)開1 m，焊縫要圓潤(rùn)飽滿，焊縫兩側(cè)各幫一根φ12 mm螺紋鋼筋，鋼筋長(zhǎng)度為15 cm。

5）檢查滑道與基礎(chǔ)面接觸情況，并保持滑道平直不彎曲。

6）滑道兩側(cè)設(shè)置40 cm高的護(hù)欄，護(hù)欄由高度間隔20 cm兩根外徑48 mm、壁厚3.5 mm平行滑道的鋼管構(gòu)成。

7）護(hù)欄立桿底端打入坡面，中部與嵌埋在滑道基座水平橫桿用焊機(jī)焊牢固，局部地段立桿嵌埋在漿砌石里。護(hù)欄與立桿之間用焊機(jī)焊牢固。

施工中應(yīng)特別注意滑道的線形、不彎曲、不錯(cuò)位，左右滑道保持在同一高程上。

4.3 EL1 800 m卸料平臺(tái)施工方法

人工在EL1 800 m滑道卸料處清理出一個(gè)10 m2左右的平臺(tái)，平臺(tái)外圍臨河方向用M10砂漿砌筑擋墻，靠山側(cè)為垂直面，靠河臨空面為貼坡斜面，擋墻長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況確定。施工程序：①人工開挖EL1 800 m平臺(tái)；②塊石表面清理、濕潤(rùn)；③砌筑。

4.4 防撞墩的施工方法

滑道底部設(shè)置防撞墩，一方面?？肯滦械交赖撞康幕儡嚤阌谏狭?，另一方面起到安全預(yù)防作用。防撞墩頂部尺寸長(zhǎng)為1.5 m,厚0.8 m,臨河面呈30°斜面，靠山側(cè)垂直滑道面，迎滑車面護(hù)欄間用外徑48 mm、壁厚3.5 mm鋼管焊接并嵌埋在防撞墩里。防撞墩用M10砂漿砌筑漿砌石。施工程序：① 人工清挖防撞墩基角；② 塊石表面清理、濕潤(rùn)；③ 砌筑。

4.5 滑道車制作

滑道車采用3 mm鋼板焊接制作而成，底座用70×70 mm角鐵焊接成。滾筒用φ90 mm鉆桿制成，軸徑φ40 mm。

4.6 卷揚(yáng)機(jī)安裝方法

卷揚(yáng)機(jī)布置于EL1800平臺(tái)前面靠河側(cè)的平臺(tái)上(需開挖平整)，卷揚(yáng)機(jī)機(jī)座下澆注15cm混凝土，采用地錨固定，φ48架管搭設(shè)2 m×2 m的卷揚(yáng)機(jī)房，頂棚綁扎竹夾板板，上面蓋彩鋼瓦防雨水，四周綁扎竹夾板以防開挖區(qū)爆破飛石損壞。在EL1 800 m平臺(tái)靠山側(cè)的基巖垂直邊坡上打錨桿，錨桿灌注采用砂漿進(jìn)行錨固，錨桿入巖深度4.5 m，錨筋采用φ25 mm。以固定導(dǎo)向滑輪，鋼絲繩通過導(dǎo)向滑輪提升材料。在運(yùn)行過程中定期派專人對(duì)鋼絲繩進(jìn)行檢查更換，保證運(yùn)輸車的運(yùn)行安全。

5 總結(jié)

滑道運(yùn)輸車從2006年投入運(yùn)行至今，共為開關(guān)站1 805 m高程以上邊坡施工運(yùn)輸水泥、砂、石子、鋼絞線鋼筋材料2 109.8 t，及施工所需的物件等。運(yùn)輸滑道在長(zhǎng)河壩開關(guān)站高邊坡施工中的成功運(yùn)用，避免了通過人或馬運(yùn)輸效率低、運(yùn)輸量小，成本高等因素。保證了安全也加快了施工進(jìn)度。