滚筒式滑道在长河坝水电站高边坡锚索施工中的运用

李　彪，　刘 烈 志，　梁 恒 华，　李　斌

(中国水利水电第五工程局有限公司 长河坝施工局，四川 康定　626001)

滚筒式滑道在长河坝水电站高边坡锚索施工中的运用

李彪，刘 烈 志，梁 恒 华，李斌

(中国水利水电第五工程局有限公司 长河坝施工局，四川 康定626001)

摘要：在长河坝水电站左岸开关站高边坡锚索施工过程中，由于地势陡峭而无法布置交通通道，导致材料运输难度加大，而材料的供应又直接影响整个施工作业面的施工进度。施工过程中，因地制宜，采用斜坡滑道，成功解决了材料运输的难题，保证了施工进度。介绍了滑道设计施工方案，对类似工程施工具有借鉴意义。

关键词：长河坝水电站；高边坡支护施工；运输滑道

1概述

长河坝水电站是大渡河流域梯级开发中的第10级电站，位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内。开关站位于左坝肩下游，顺河谷全长约140 m，自然斜坡总体坡度为45°～50°，地形略有起伏，纵向上(与河谷垂直)处于上部陡坡与下部缓坡之间，上部陡坡平均坡度约60°，下部缓坡坡度约40°。开关站开挖底面高程为1 685 m，开挖坡高约50～120 m，后缘边坡开挖坡角63°,坡体基岩裸露，岩性为澄江-晋宁期中粗粒花岗岩(γ(4)2)。据地表地质调查，开关站部位地质构造以次级小断层、节理裂隙发育为特征。次级断层发育有f18、f23-1、f23-2，f24。其中f24断层对开关站边坡的稳定性起到重要的控制作用。

电站开关站边坡最大开挖高程约为1 820 m，边坡最大开挖高度约135 m(计算至高程1 685 m)，共设6级马道，每隔20 m设一级马道，马道宽2 m，由于1 745 m高程马道有车辆通行，故将其加宽至4.5 m。1 685～1 705 m高程开挖坡比为1∶0.3，1 705 m以上高程开挖坡比为1∶0.5。

承担开关站高程1 805 m以上边坡施工材料运输任务的主要施工项目有： C20混凝土初期挂网喷护、5 m/7 m锚杆及1 500 kN/2 000 kN锚索施工，设计工程量见表1。

2材料运输方案的选择

1#金康道路是唯一通往左岸开关站的施工道路，但是，1#金康道路只能到达开关站1 745 m高程。由于受客观条件限制，从开关站下游冲沟侧修筑了一条施工便道到达1 820 m高程马道进行上部施工。该便道坡陡、急弯多，只能通行履带式施工设备，常规运输车辆无法通行。考虑到锚索施工面支护及其它材料运输量大，运输难度和强度高，运输投入大，为了解决高程1 820 m以上锚索、喷浆及锚杆等支护工程材料和设备运输问题，采用一套滑道车进行部分材料和钻机等小型设备的运输。该山体自然坡角约40°，滑道长度为70 m，垂直高度约55 m。材料通过5 t卡车可运至高程1 745 m金康施工道路滑道车旁，材料转运至料斗后，通过滑道车运达高程1 800 m滑道车卸料平台，再通过人工搬运到锚索施工面。

表1　设计工程量表　/t

双轨滑道车设计每次提升运输材料可控制在3 t以内，而且提升时间平均约为5 min一趟。在没有安装滑道车、施工条件艰苦时只能靠人工从1 745 m高程一袋一袋往1 820 m高程搬运，甚至一台钻机需要4个工人搬运。由于弯多坡陡，工人体力透支，一天一个工人才可搬运水泥1 t，而且搬运工价相当高，从而造成施工进度缓慢、成本高的结果。

3滑道的设计

3.1结构设计

图1　滑道车结构示意图(单位：m)

滑车运输系统布置在开关站下游1 745 m高程冲沟处，山体自然坡角约40°，垂直高度约55 m，设计滑道长约70 m，主要由架管铺设而成。滑道车采用3 mm厚钢板焊接制作而成，底座用70 mm×70 mm角铁焊接。滚筒用φ90钻杆制成，轴径φ40(图1)。

卷扬机布置于开关站下游侧冲沟处高程1 800 m平台 (需开挖平整)。在高程1 800 m平台靠山侧的基岩垂直边坡上打锚杆以固定导向滑轮，钢丝绳通过导向滑轮提升材料。提升材料立面示意见图2。

图2　提升材料立面示意图

3.2系统受力分析与计算

3.2.1滑道车受力分析

滑道车在滑道上运行，其受力钢绳的牵引力F、滑车自重和斗内荷载G，其中G分解成垂直于滑道的作用力F2和平行于滑道的力F1，以及与滑车运行方向相反的摩擦力f，界定滑道车负重上行时为危险状态进行受力计算用以验证钢绳的牵引力。由于卷扬机额定荷载是确定的，对比钢绳的极限荷载，取二者小值，在考虑安全系数后即可算得滑车运行的安全荷载，滑道车受力分析情况见图3。

图3　滑道车受力分析图

3.2.2设计工况及荷载标准

界定滑道车负重上行时为危险状态进行受力计算。

① 滑道设计荷载f1=10kN；

② 滑道车自重g1=1 kN；

③ 卷扬机额定提升力fe=30kN；

④φ15.5钢绳(截面积89.49mm2)极限抗拔力fj=122 kN(五金实用手册2002年版)；

⑤ 摩擦力f，由于滑道车在滑道上运行时为滚动摩擦，摩擦力小，考虑下滑力为F1×k。安全系数k取1.5。

3.2.3设计验算

F1=G×cos35°=(f1+g1)×cos35°

=11×0.85=9.35(kN)

F2=G×sin35°=11×0.52=5.72(kN)

F=k×F1=1.5×9.35=14.03(kN)

F=14.03kN

安全系数ke=fe/F=30/14.03=2.14。

计算时，由于φ15.5钢绳极限抗拔力fj=122kN，大于卷扬机额定提升力fe=30 kN，因此，采用大于卷扬机额定提升力fe进行验算，满足要求。

4滑道施工

在左岸开关站高程1 820m以上锚索施工面下游侧高程约1 800m与金康 电 站 便 道 高 程

1 745m之间制作、安装了一套滑道车，上料平台(高程1 745m)位于金康电站施工道路边，滑道沿山边堆积体延伸至高程1 800m平台。 采用3t卷扬机，布置于开挖边线以外高程1 800m平台，通过导向滑轮实现材料(<1 000kg)的提升，导向滑轮固定于山坡基岩上，与2根φ25锚杆焊接牢固，锚杆入岩深度大于4m。施工时，先用砂浆满注锚杆孔后再插入锚杆，以保证锚杆的抗拔力。

施工供风布置：锚杆施工时，采用左岸开关站锚索高程的供风系统，就近选择供风主管分支阀门，接φ50橡胶管至工作面。

施工供水布置：使用左岸开关站锚索工程供水系统，φ32橡胶管接至工作面，人工拌制砂浆；用水时加强管理，防止水漫流。

施工供电布置：使用左岸开关站锚索工程供电系统，从锚索施工作业面主配电柜用φ10电缆分出至滑道作业面设置分配电柜，配电柜内漏电保护装置齐备并完好，然后分接到用电部位和用电设备，一机一闸配置。

4.1滑道基础的施工方法

滑道基础为条形浆砌石基础，断面宽×高尺寸为100cm×100cm，采用M10砂浆砌筑，并在1 745m高程滑道起始部位砌筑一防撞墩。施工程序：

① 测量放线，确定滑道布置位置及高程；

② 将在滑道范围内的山边堆积体坡脚较大的石块进行人工解体，块石间填充浆砌石，使其稳定、高程符合要求；

③对于山坡坡脚堆积体中部及上部位置、轨道范围内采用人工清除坡表松渣，用浆砌石砌筑滑道基座，堆积体下部由于地势较低和不平，主要用浆砌石砌筑体找平滑道基座，砌筑体最高部位超过1.5m；

④ 浆砌石施工需控制好砂浆标号和砌筑体砂浆饱满度；

⑤ 滑道基座上每隔1.5m水平方向埋设外径48mm、壁厚3.5mm架管，每根架 管 长 度 为

1.2m,用砂浆嵌注在滑道基座上。

采用自下而上进行施工的方法，浆砌块石料就近选取，在坡脚金康电站施工便道边布置施工场地由人工拌制水泥砂浆，然后人工搬运至各工作面。块石料砌筑之前，应将块石上的砂土去除、湿润后再进行砌筑施工。滑道基座见图4。

4.2滑道的施工方法

待基础施工完成一段(约为15m长)后滑道便可进行施工，其施工程序：

①在滑道基座上纵向等间距铺设外径48mm、壁厚3.5mm架管8根，架管选用顺直新架管，形成宽1m的滑道。

②用施工线定位每根钢管，确保每根钢管平行。

③定位好每根钢管后，将每根钢管与嵌埋在滑道基座上的水平横杆接触处用焊机焊牢固，焊条选用丁422焊条、φ3.2。

④每根钢管对接采用焊接法，相邻焊缝错开1m，焊缝应圆润饱满，焊缝两侧各帮焊一根φ12螺纹钢筋，钢筋长度为15cm。

⑤检查滑道与基础面接触情况，并保持滑道平直、不弯曲。

⑥滑道两侧设置40cm高的护栏，护栏由高度间隔20cm的两根外径48mm、壁厚3.5mm平行滑道的钢管构成。

⑦将护栏立杆底端打入坡面，中部与嵌埋在滑道基座中的水平横杆用焊机焊牢固，局部地段将立杆嵌埋在浆砌石里，护栏与立杆之间用焊机焊牢固。

图4　滑道侧视图

图5　滑道正视图

施工中应特别注意滑道的线形、不弯曲、不错位，左右滑道应保持在同一高程上。滑道结构见图5。

4.3高程1 800m卸料平台的施工方法

由人工在高程1 800m滑道卸料处清理出一个10m2左右的平台，平台外围临河方向用M10砂浆砌筑挡墙，靠山侧为垂直面，靠河临空面为贴坡斜面，挡墙长度根据实际情况确定。施工程序：

①人工开挖高程1 800m平台；

② 清理块石表面并湿润；

③ 砌筑。

4.4防撞墩的施工方法

滑道底部设置防撞墩，一方面停靠下行到滑道底部的滑道车，便于上料，另一方面起安全预防作用。防撞墩顶部尺寸为长1.5m,厚0.8m,临河面呈30°斜面，靠山侧垂直滑道面，迎滑道车面护栏间用外径48mm、壁厚3.5mm钢管焊接并嵌埋在防撞墩里。防撞墩用M10砂浆砌筑浆砌石。施工程序：

(1)人工清挖防撞墩基角；

(2)清理块石表面并湿润；

(3)砌筑。

4.5滑道车的制作

滑道车采用3mm厚钢板焊接制作而成，底座用70mm×70mm角铁焊接而成。滚筒用φ90钻杆制成，轴径为φ40。

4.6卷扬机的安装方法

卷扬机布置于高程1 800m平台前面靠河侧的平台上(需开挖平整)，卷扬机机座下浇筑15cm厚混凝土，采用地锚固定，φ48架管搭设2m×2m的卷扬机房，顶棚绑扎竹夹板，在其上面盖彩钢瓦防雨水，四周绑扎竹夹板以防开挖区爆破飞石损坏。在高程1 800m平台靠山侧的基岩垂直边坡上打锚杆，锚杆孔内采用灌注砂浆锚固，锚杆入岩深度为4.5m，锚筋为φ25，以固定导向滑轮，钢丝绳通过导向滑轮提升材料。在运行过程中，定期派专人对钢丝绳进行检查更换，以保证运输车的运行安全。

5结语

滑道运输车从2006年投入运行至今，中途因“5.12”地震停工影响，共为开关站1 805m高程以上边坡施工运输水泥、砂、石子、钢绞线钢筋材料2 109.8t及施工所需的物件等。运输滑道在长河坝开关站高边坡施工中的成功运用，避免了通过人或马运输效率低、成本高等弊病，保证了安全，也加快了施工进度，对类似工程具有借鉴意义。

李彪(1986-)，男，四川眉山人，项目技术部副主任，助理工程师，从事水电工程施工技术与管理工作；

刘烈志(1982-)，男，四川宜宾人，助理工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作；

梁恒华(1988-)，男，四川绵阳人，助理工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作；

李斌(1985-)，男，陕西咸阳人，助理工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作.

(责任编辑：李燕辉)

作者简介:

收稿日期:2015-05-05

文章编号:1001-2184(2015)03-0058-04

文献标识码:B

中图分类号:TV7;TV52