浅谈输电线路中的索道运输
摘 要在输电线路建设中，当运输需要跨越河流、深谷，或塔位处于沼泽地或坡度较陡的山地、高山、雪山、环境敏感区时，采用传统的人力和畜力运输难度很大(或根本就无法实现），此时采用索道运输不但可以大大缩短物料运输距离和时间，提高运输的效率，并且能够在很大程度上减少运输过程中对环境的干扰和破坏。本文就此进行简要总结……
1 概述输电线路中的工地运输是指装置性材料自工地集散仓库（材料站）运至沿线各杆、塔位的装卸、运输及空载回程等全部工作。按运输方式来分，主要分为三类：汽车运输（包括汽车、拖拉机、船舶等）、人力运输（包括人力、畜力）、索道运输。目前，常用的运输方式是汽车运输和人力运输。
材料从工地集散仓库运到公路沿线的卸货点，一般都是采用汽车运输，汽车运输具有运输量大、适应性强、运输速度快等特点。将材料由公路沿线的卸货点运送到各塔位点，一般采用人力或畜力运输，这是一种方便灵活、适用于各种地形的运输方式，但其易受到地形地势的限制，随着国家对环境保护的日益重视，输电线路工程走廊的选择越来越困难，在地形地势复杂的山区和人力畜力难以到达的地区，将越来越多地采用索道运输。
据统计，输电线路工程中，除导、地线材料不考虑人力运输和索道运输外，运输量较大的材料是铁塔和混凝土材料（达到了总运输量的90%以上），选择合适的运输方式将对工程造价起到关键性作用，故对输电线路物料运输方式的研究具有重要意义。
2 索道架设的原则2.1 适合采用索道运输的工程场景1）在地形地势条件差、没有运输道路或者运输条件困难的线路区段采用索道运输——当运输需要跨越河流、深谷，或塔位所处位置为沼泽地或坡度较陡的山地、高山、雪山时，采用传统的人力和畜力运输难度很大（或根本就无法实现），需要更长的运输距离和运输时间，同时运输效率也非常低。采用索道运输可以较容易实现工程的物料运输，同时大大缩短物料运输距离和运输时间，提高运输效率。2）在环境敏感区采用索道运输——随着电力工程的不断建设和发展，架空输电线路的走廊资源越来越紧张，部分架空输电线路工程，尤其是电压等级高、输电距离大的线路工程不可避免地经过环境敏感区，这就对工程施工过程中环境保护提出了更高的要求。相较于传统的人力和畜力运输方式，索道运输方式能够在很大程度上减少物料运输过程中对环境的干扰和破坏。
注：环境敏感区主要指自然保护区、风景名胜区、饮用水水源保护区、基本农田保护区、基本草原、水土流失重点防治区、沙化土地封禁保护区、资源性缺水地区等。2.2 索道架设的原则1)人畜不能到达的塔位可架设索道；2)山地坡度较大(如在30～50°)，与公路相对运距及相对高差较大(如大于500米)的塔位可考虑架设索道；3)同一山上如果有多基塔位，塔位与塔位之间有小运道路的，只架设一条索道到最高塔位，再采用人力运输到其他塔位；4)跨越集中林区段路径，施工时考虑架设索道，减少林木砍伐量，降低对外部环境的影响；5)装货点尽量靠近车辆能到达的位置，卸货点应尽可能在线路杆塔高点附近；6)索道沿线尽量避免和已有或新建的线路、通信线、公路、铁路和居民区交叉。
2.3 架设索道的优缺点优点：①索道运输工作效率高；②适应工程沿线的各种险要地形；③适合组织多点同时作业，保障全线工程的整体进度；④对环境破坏及地方关系影响小。缺点：①工程造价控制较为复杂；②对索道设计及架设方案的把控有一定难度；③索道的安全运行现场管控比较困难。
3 索道运输方案输电线路工程索道按运输形式可分为循环式和往复式，按承载索的数量可分为单索索道和多索索道，按中间支架的数量分为单跨索道和多跨索道。一般是根据当地气候、地理条件和索道要经过的交通要道以及要跨越的其他建筑设施等以及结合施工运输量、地形条件等制定相应的施工方案，再根据施工方案选择合适的索道运输方案及配置。
目前我国输电线路施工用货运索道主要采用的是单承重索方案，有循环和往复两种运行方式。其中往复式索道虽具有结构简单、易于架设与拆除的特点，但综合考虑运输重量、效率等因素，在输电线路施工中，采用循环式索道更为普遍。注：《输电线路工程索道运输方式费用探讨》(肖宇)一文中，对循环式和往复式两种索道的经济性进行了研究，当混凝土重量与铁塔重量的比值较大(如高差较大的塔位，地形也较陡峭，采用桩基础，其砼重与塔重的比值一般大于1.5，运输量较大：单基运输重量大于50t)时，采用循环式索道运输费用更省。
以下简要介绍几种常用的循环式索道方案：3.1 单跨单索循环式索道运输单跨单索循环式索道运输具有施工效率高、适用范围广、易装拆、操作简便等特点。单跨多索循环式索道运输方式宜用于跨距一般不超过1000m，总运重为 20～40kN的点对点物料运输。索道由承载索、返空索、牵引索、驱动装置、支架等部分组成，现场布置如图1所示：
▲图1 单跨单索循环式索道运输现场布置示意图3.2 多跨单索循环式索道运输多跨单索循环式索道运输具有运输量大、施工效率高、运输距离远、适用范围广等特点。多跨多索循环式索道运输方式宜用于中间支架一般不超过7个，每跨跨距不超过600m，全长不超过3000m，总运重为20～40kN的远距离物料运输。索道由承载索、返空索、牵引索、始端支架、中间支架、终端支架、驱动装置等部分组成，现场布置如图2所示：
▲图2 多跨单索循环式索道运输现场布置示意图3.3 多索循环式索道运输多索循环式索道运输分为单跨和多跨两种，其具有运输量大、施工效率高、适用范围广等特点。单（多）跨多索往复式索道运输方式宜用于跨距不超过1000m，总运重不超过20kN（为20～40kN）的点对点物料运输。由于输电线路中的物料运输索道为临时性运输方案，且不但运输地点分散，而且总体运输量并不很大，故对该类架设更为复杂的多索循环式索道运输方式并不常用。
▲图3 多跨多索循环式索道运输现场布置示意图除此以外，还有单跨单索往复式、单跨多索往复式、缆式吊车等索道运输方式，本处不再赘述。小结：以上几种索道运输方案中，综合考虑架设的便利性、运输重量及运输效率、综合效益等多方面因素，多跨单索循环式、单跨单索循环式索道这两种运输方案在输电线路施工中被广泛使用。
4 索道架设的相关标准及规范4.1 索道的设计及实施组织（1）《架空输电线路工程施工组织大纲设计导则》（DLT 5527-2017）第5.2.2条：采用索道运输方式的，宜在“架空输电线路工程施工组织大纲”工地运输方案中的特殊施工措施中说明运输工程量；6.1.5-5条：主要施工方案应包括采用索道或其它特殊运输方式时采取的施工措施；6.1.1条文说明：施工组织设计规定的施工方案是对施工方案的初步拟定（相当于初设的一个章节），具体施工方案需要施工单位在施工组织设计中根据自身的能力和机具配备最终确定。小结：设计编写的“架空输电线路工程施工组织大纲”中的索道运输方案仅为对施工方案的初步拟定，并不能代替索道的施工图设计，具体的索道设计方案需要施工单位在施工组织设计中根据自身的能力和机具配备最终确定。
（2）《国家电网公司架空输电线路施工专用货运索道技术管理要求》([2014]935号文)第三章第4条（3）：施工项目部负责编制索道运输专项施工方案，组织开展索道架设施工各项工作；第五章第6条：施工单位应结合现场勘测情况进行索道设计，编制索道运输专项方案，包括施工准备、架设、验收、运行、维护和拆除等各方面内容，并附受力计算分析(包括承载索、牵引索、支架、地锚等的分析计算)、工器具选择、施工平断面图和部件组装图。索道施工应做到一索道、一策划、一方案；第五章第7条：索道施工方案应严格履行编审批程序，施工单位公司本部应对索道施工方案进行内部审核，并报监理项目部审核。对载重量超过4t、地形特殊的索道施工方案，建设管理单位(或委托监理项目部)组织专家集中评审。小结：施工单位应结合现场勘测情况进行索道设计，编制索道运输专项方案，索道施工方案经施工单位进行内部审核后报监理项目部审核，对载重量超过4t、地形特殊的索道施工方案，建设管理单位(或委托监理项目部)组织专家集中评审。
4.2 索道的架设及验收相关标准1)《架空索道工程技术标准》（GB 50127-2020）;2)《架空输电线路施工专用货运索道施工工艺导则》（Q/GDW 1418-2014）;3)《架空输电线路施工专用货运索道》（Q/GDW 11189-2014）;4)《国家电网公司架空输电线路施工专用货运索道技术管理要求》（[2014]935号文）;5)《货运架空索道安全规范》（GB 12141-2008）;6）《国家电网公司输电线路工程货运架空索道运输标准化手册》（2010年版）;7)《电力建设安全工作规程第2部分：架空电力线路》（DL 5009.2-2013）;8)《输电线路施工机具设计、试验基本要求》（DL/T 875-2016）。小结：关于索道运输其实无不缺乏相关标准及规范，输电线路工地运输采用索道实操的难点在于对索道方案必要性的严格把关、以及现场对索道设计方案的严格执行（必要性关乎经济性，现场管控关乎安全性）。
5 影响索道运输经济性的因素索道运输严重影响着工程造价，其控制索道运输经济性的因素主要有：①地形;②高差;③运距;④运输量;⑤架设方案及型式。
5.1 一些研究结论中国电力工程顾问集团西南电力设计院肖宇、王劲高级工程师对此进行了深入研究，在其《输电线路工程运输方式经济性分析》一文中，对单位运输量条件下不同地形及运距的人力运输及循环式索道运输费用进行了比较，列表如下：
从上表可知：采用人力运输方式在平地、丘陵等地形情况下比索道运输费用节省，但在山地、高山、峻岭等地形下，随着地形难度及运距的增加，索道运输在经济性方面会逐渐比人力运输更具优势。在输电线路工程中，线路往往经过不同的地形区，运输方式应结合工程实际情况、运输方式的难易程度、对环境的影响程度、施工工期、修路费用以及赔偿费用等来综合选定。～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～中国电力工程顾问集团中南电力设计院熊焕荣、张平朗工程师在《架空输电线路工程索道运输方案及相关费用研究》一文中，从电力建设工程预算定额对索道方案确定时需要考虑的因素进行分析，得出了索道站建设费用的规模大小以及不同规格、型号的索道站之间建设费用的比例关系，并对索道运输和人力运输的费用关系进行了研究。其研究的基本结论为：1）架空输电线路工程中，在地形地势条件差(无运输道路或者运输条件困难)和环境敏感地区，宜采用索道运输；2）荷载为1t、2t和3t的循环式索道站建设费用约为相同荷载的往复式索道的1.25倍、1.2倍和1.15倍；高山地形的索道站建设费用约为山地地形索道的1.2倍，峻岭地形的索道站建设费用约为山地地形索道的1.3倍；3）索道运输增加(或减少)的费用与运距(即索道运距和采用索道运输时核减的人力运距)和运输重量有关。不同索道运距对应的k0值明细表 （单位:m）
索道运距与核减的人力运距之间存在差值k=k0使得两种运输方式的费用相等，且当k>k0时，索道运输费用较小；当k<k0时，人力运输物料运输费用较小。从上表可以看出，河网、泥沼地区，由于k0值较大，所以在这种地形条件下采用索道运输，运输费通常大于核减的人力运费。但在山区，由于k0值约在40～460m之间，所以在山区采用索道运输，索道运输费通常小于核减的人力运输费用。
5.2 个人认识1）由于条件限制无法采用人力（或畜力）、机械运输等方式进行物料运输的情况，可采用索道运输；2）其余情况需从造价角度考虑，并对人力运输与索道运输的总造价进行比较分析，综合考虑工期环保等因素来确定是否采用索道运输。以下场景可择优选用索道运输：①山区地形较复杂，起伏较大，森林植被覆盖程度较高，人力或者骡马车队运输条件较差，不易铺设简易的骡马车队便道，采用人力运输或骡马车队运输预估费用较高时;②路径被山谷、深沟、河流、悬崖、泥淖或其他地面障碍物截断，预估通过人工铺设临时吊桥、填沟造路、清除地面障碍物等方式费用较高时;③采用传统人力或骡马车队运输时工期不满足，雨、雪、冰、雾等不利于人工运输的恶劣天气较多时，预估无法按时完成的重点线路工程。
笔者近期亲历的某35kV单回输电线路由于不具备人力（或畜力）运输条件，而工程物料运输量并不很大，据测算，采用索道运输工程总体造价甚至比采用人力运输高出20%左右——故索道的应用应重点研究其经济性。
6 结语输电线路施工货运索道的应用为特殊场景的电网建设提供了良好保障，解决了输电线路施工中“最后一公里”的运输难题，显著提高了运输效率；对于可以采用多种运输方式的输电线路杆塔工地运输，需对索道运输与其它运输方式从造价角度等多方面综合比较分析，择优选用。
随着索道技术的进一步发展，索道的架设及运输费用将随之下降，其经济性将会更加显著，索道运输技术将在未来的电网建设中具有更加广阔的应用前景。参考文献【1】《架空索道工程技术标准》（GB 50127-2020）;【2】《架空输电线路施工专用货运索道施工工艺导则》（Q/GDW 1418-2014）; 【3】《架空输电线路施工专用货运索道》（Q/GDW 11189-2014）; 【4】《国家电网公司架空输电线路施工专用货运索道技术管理要求》（[2014]935号文）; 【5】《货运架空索道安全规范》（GB 12141-2008）; 【6】《国家电网公司输电线路工程货运架空索道运输标准化手册》（2010年版）; 【7】《电力建设安全工作规程第2部分：架空电力线路》（DL 5009.2-2013）; 【8】《输电线路施工机具设计、试验基本要求》（DL/T 875-2016）； 【9】肖宇 王劲 输电线路工程运输方式经济性分析[J].四川电力技术,2017(10):63-68；【10】肖宇 输电线路工程人力运输与索道运输费用比较[J].南方能源建设,2016(3-2):167-171；【11】肖宇 输电线路工程索道运输方式费用探讨[J].电力勘测设计,2015(8):76-80； 【12】熊焕荣 张平朗 架空输电线路工程索道运输方案及相关费用研究[J].电力勘测设计,2020(5):113-119； 【13】胡益明 汪勇 山区输电线路索道运输选型探析[J].安徽电力,2019(3):12-15； 【14】孙竹森 缪谦等 输电线路工程货运架空索道标准化施工方案[J].电力建设,2011(3):117-120； 【15】缪谦 白雪松 货运索道运输技术与设备研究[J].电力建设,2009(12):93-96。
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