肖 宇

(西南電力設(shè)計(jì)院有限公司，四川 成都 610021)

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)工程投資力度的加大、電壓等級(jí)的升高、大量輸變電工程的開(kāi)工建設(shè)，越來(lái)越多的地區(qū)建起了輸電線路。與此同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視以及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，輸電線路工程走廊的選擇越來(lái)越困難，先期建設(shè)的工程占用了相對(duì)較好的電力走廊，后期建設(shè)線路的環(huán)境更加惡劣、地形更加嚴(yán)峻、地勢(shì)更加陡峭。在地形地勢(shì)復(fù)雜的山區(qū)和人力畜力難以到達(dá)的地區(qū)，越來(lái)越多地采用索道運(yùn)輸技術(shù)。索道架設(shè)靈活方便，在輸電線路施工中可以運(yùn)輸大量的物料。

2 索道運(yùn)輸方案

輸電線路工程索道按運(yùn)輸形式可分為往復(fù)式索道和循環(huán)式索道，按承載索的數(shù)量可分為單索索道和多索索道，按中間支架的數(shù)量可分為單跨索道和多跨索道。歸納起來(lái)，索道的運(yùn)輸方案主要有單跨單索循環(huán)式索道、多跨單索循環(huán)式索道、單跨多索循環(huán)式索道、多跨多索循環(huán)式索道、單跨單索往復(fù)式索道、單跨多索往復(fù)式索道、纜式吊車索道等七種。通過(guò)對(duì)實(shí)際工程中索道運(yùn)輸方式的分析，目前輸電線路工程常用的索道方式是單索循環(huán)式和單索往復(fù)式。

往復(fù)式索道即在索道牽引索上施加往復(fù)動(dòng)力，使貨物在承載索上進(jìn)退；循環(huán)式索道是用料斗連續(xù)運(yùn)輸物料到塔位，料斗又連續(xù)返回到上料點(diǎn)的索道。單索循環(huán)式索道由承載索、返空索、牽引索、支架及驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成，單索往復(fù)式索道除沒(méi)有返空索外，其余組成部分與循環(huán)式索道相同，這類索道的共同特點(diǎn)是最大運(yùn)輸重量不超過(guò)2 t，本文采用現(xiàn)行的電力建設(shè)工程計(jì)算規(guī)定和定額，從造價(jià)角度對(duì)這兩種索道形式進(jìn)行分析比較，為索道形式的選擇提出建議。

3 索道費(fèi)用

索道費(fèi)用包括索道架設(shè)費(fèi)、索道運(yùn)輸費(fèi)以及索道架設(shè)賠償費(fèi)用，因索道架設(shè)賠償費(fèi)用受外部條件的影響，在分析中考慮循環(huán)式索道和往復(fù)式索道的賠償費(fèi)用相同，本文僅對(duì)索道架設(shè)和運(yùn)輸費(fèi)用進(jìn)行比較。索道費(fèi)用中包含了架設(shè)、運(yùn)輸?shù)慕ㄖ惭b工程費(fèi)用、人材機(jī)調(diào)整費(fèi)用等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，輸電線路工程中，除導(dǎo)地線材料外(導(dǎo)地線材料不考慮索道運(yùn)輸)，運(yùn)輸量較大的材料是鐵塔材料和混凝土材料，達(dá)到了總運(yùn)輸量的90%以上。為便于分析，本文選取這兩種材料進(jìn)行計(jì)算，其他材料忽略不計(jì)。索道的支架系統(tǒng)要求穩(wěn)定、牢固、便于搭設(shè)，材質(zhì)因地制宜可選擇樹(shù)木搭設(shè)木支架，但為了標(biāo)準(zhǔn)化和減少對(duì)周圍樹(shù)木的破壞，一般采用鋼結(jié)構(gòu)的定型支架。

3.1 索道架設(shè)費(fèi)用

輸電線路施工中，索道的架設(shè)包括：索道用設(shè)施(索道機(jī)具、繩索、支架等)的運(yùn)輸，索道用設(shè)施的安裝等。經(jīng)過(guò)計(jì)算，索道的架設(shè)費(fèi)用見(jiàn)下表，表中的高差指索道上料點(diǎn)、下料點(diǎn)之間的垂直投影距離。支架數(shù)量按高差300 m計(jì)算2個(gè)支架，每增加300 m增加1個(gè)支架。

表1 往復(fù)式索道架設(shè)費(fèi)用 (單位：元)

表2 循環(huán)式索道架設(shè)費(fèi)用 (單位：元)

從表1、表2格可以看出，在相同的地形和高差(鋼支架數(shù)量)條件下，循環(huán)式索道的架設(shè)費(fèi)用比往復(fù)式索道要高，約為1.2倍，主要是循環(huán)式索道有返空索等，索道用設(shè)施的運(yùn)輸重量較往復(fù)式索道要大，索道安裝的難度較大，以致循環(huán)式索道的設(shè)施運(yùn)輸費(fèi)用和安裝費(fèi)用均比往復(fù)式索道要高。

3.2 索道運(yùn)輸費(fèi)用

運(yùn)輸費(fèi)用中包括了材料的裝卸費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用兩部分，下列表格中的步距增加是指索道運(yùn)距每增加或減少0.2 km時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用的增加或減少值，其他運(yùn)距下的費(fèi)用可根據(jù)插值法或步距增加(減少)值計(jì)算得到。表中的索道運(yùn)距指上料點(diǎn)與下料點(diǎn)之間的水平投影距離。

3.2.1 鐵塔材料運(yùn)輸費(fèi)用

鐵塔材料(重量1 t)在不同地形情況下的裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用如下。

表3 往復(fù)式索道鐵塔(1 t)裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用 (單位：元)

表4 循環(huán)式索道鐵塔(1 t)裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用 (單位：元)

從表3、表4可知，往復(fù)式索道鐵塔材料的裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用比循環(huán)式索道要高。

3.2.2 混凝土材料運(yùn)輸費(fèi)用

人們喜歡引用約翰·肯尼迪的那席開(kāi)啟阿波羅時(shí)代的演講：“我們選擇登月。”他們?nèi)绱苏f(shuō)道，感覺(jué)登月是重要的事。假如他們感覺(jué)要說(shuō)更多話，他們會(huì)引用更多肯尼迪的原話：“我們選擇在這十年間登上月球并實(shí)現(xiàn)更多夢(mèng)想，并非它們輕而易舉，而是因?yàn)樗鼈兝щy重重?！庇袝r(shí)候，他們僅僅說(shuō)道：“太空困難重重?！蓖ǔ＃@是充當(dāng)各種延誤和事故的托詞。

混凝土材料(重量1 t)在不同地形情況下的裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用如下。

表5 往復(fù)式索道混凝土(1 t)裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用 (單位：元)

表6 循環(huán)式索道混凝土(1 t)裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用(單位：元)

從表5、表6可知，往復(fù)式索道混凝土材料的裝卸及運(yùn)輸費(fèi)用比循環(huán)式索道要高。

3.2.3 索道運(yùn)輸費(fèi)用比較

(1)索道運(yùn)輸費(fèi)用比較

取索道運(yùn)輸距離為1.0 km時(shí)，即運(yùn)輸量為1 t·km的運(yùn)輸費(fèi)用(不包括裝卸費(fèi)用)進(jìn)行比較，其他運(yùn)距下的費(fèi)用比例關(guān)系與1.0 km時(shí)相同。

表7 索道運(yùn)輸費(fèi)用比較(往復(fù)式/循環(huán)式)

從表7可以得出，在相同的地形條件下，往復(fù)式索道的鐵塔材料運(yùn)輸費(fèi)用和混凝土材料運(yùn)輸費(fèi)用分別是循環(huán)式索道的1.27倍和1.20倍左右。

(2)索道運(yùn)輸裝卸費(fèi)用比較

取材料重量為1 t的裝卸費(fèi)用進(jìn)行比較。

表8 索道運(yùn)輸裝卸費(fèi)用比較

從表8可以得出，往復(fù)式索道塔材和混凝土的裝卸費(fèi)用分別是循環(huán)式索道的1.25倍和1.23倍左右。

4 索道形式的選擇

根據(jù)上節(jié)的分析結(jié)果，循環(huán)式索道的架設(shè)費(fèi)用高于往復(fù)式索道，但其運(yùn)輸費(fèi)用低于往復(fù)式索道，因此，兩種索道形式的費(fèi)用有一個(gè)臨界值。當(dāng)運(yùn)輸量小于該臨界值時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用較高的往復(fù)式索道費(fèi)用較??；當(dāng)運(yùn)輸量等于該臨界值時(shí)，兩種索道的費(fèi)用相當(dāng)；當(dāng)運(yùn)輸量大于該臨界值時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用較低的循環(huán)式索道費(fèi)用較省。

兩種索道形式的臨界運(yùn)輸重量見(jiàn)下表。臨界運(yùn)輸重量以鐵塔的重量(t)體現(xiàn)，混凝土的工程量(m3)一般為鐵塔重量(t)的1～2倍，本文按鐵塔重量(t)的1.0倍、1.5倍和2.0倍計(jì)算。

表9 兩種索道形式的運(yùn)輸量臨界值 (塔材重量：t)

續(xù)表9

從表9可以得出如下結(jié)論。

(1)地形對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響。在上表同一行中，即高差、索道運(yùn)距、砼/塔材比值相同時(shí)，隨著地形由平地變?yōu)榫X，臨界值逐漸增大，峻嶺時(shí)臨界值有所降低，但總體趨勢(shì)是逐漸增大的，這是因?yàn)椋瑑煞N索道的架設(shè)費(fèi)用在地形變化時(shí)，差距加大，大于運(yùn)輸費(fèi)用的差值，故需要增加運(yùn)輸量來(lái)抵消架設(shè)費(fèi)用的差值。以序號(hào)1所在行為例，得出曲線如下。

圖1 地形對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響

(2)高差(鋼支架數(shù)量)對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響。即索道運(yùn)距、砼/塔材比值、地形相同時(shí)，隨著高差(鋼支架數(shù)量)的增加，臨界值逐漸增大，這是因?yàn)?，兩種索道的架設(shè)費(fèi)用在鋼支架數(shù)量增加時(shí)，差距加大，大于運(yùn)輸費(fèi)用的差值，故需要增加運(yùn)輸量來(lái)抵消架設(shè)費(fèi)用的差值。以序號(hào)1、10、19、28所在行為例，得出曲線如下。

圖2 鋼支架數(shù)量對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響

(3)索道運(yùn)距對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響。即高差、砼/塔材比值、地形相同時(shí)，隨著索道運(yùn)距的增加，臨界值逐漸減小，這是因?yàn)椋瑑煞N索道的架設(shè)費(fèi)用在高差、地形相同時(shí)，差距相同，而隨著索道運(yùn)距的增加，運(yùn)輸費(fèi)用增加了，運(yùn)輸費(fèi)用的差距增大了，故需要減少運(yùn)輸量來(lái)降低運(yùn)輸費(fèi)用的差值。以序號(hào)22、23、24所在行為例，得出曲線如下。

圖3 索道運(yùn)距對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響

(4)砼/塔材比值對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響。即高差、索道運(yùn)距、地形相同時(shí)，隨著砼/塔材比值的增加，臨界值逐漸減小，這是因?yàn)?，兩種索道的架設(shè)費(fèi)用在高差、地形相同時(shí)，差距相同，而隨著混凝土量的增加，運(yùn)輸費(fèi)用增加了，運(yùn)輸費(fèi)用的差距增大了，故需要減少運(yùn)輸量來(lái)降低運(yùn)輸費(fèi)用的差值。以序號(hào)12、15、18所在行為例，得出曲線如下。

圖4 砼/塔材比值對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響

(5)其他參數(shù)下的運(yùn)輸量臨界值，可通過(guò)各自序列的趨勢(shì)線得到，即可通過(guò)上表得到更多在不同的高差、索道運(yùn)距、砼/塔材比值情況下，不同地形下的運(yùn)輸量臨界值。

5 結(jié)論

本文從造價(jià)角度對(duì)目前輸電線路工程中常用的索道方式做了分析比較。循環(huán)式索道的架設(shè)費(fèi)用高于往復(fù)式索道，但其運(yùn)輸費(fèi)用要低于往復(fù)式索道，鑒于此，本文得到了兩種索道費(fèi)用的運(yùn)輸臨界值，分析了地形、高差、索道運(yùn)距、砼/塔材比值等變化對(duì)運(yùn)輸臨界值的影響趨勢(shì)。當(dāng)運(yùn)輸量小于該臨界值時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用較高的往復(fù)式索道費(fèi)用較??；當(dāng)運(yùn)輸量等于該臨界值時(shí)，兩種索道的費(fèi)用相當(dāng)；當(dāng)運(yùn)輸量大于該臨界值時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用較低的循環(huán)式索道費(fèi)用較省。

[1]靳義奎，陸建榮．多支點(diǎn)循環(huán)索道運(yùn)輸在輸電線路中的應(yīng)用[J]．青海電力，2009，28(4)．

[2]郭鋒剛．特高壓線路施工雙線循環(huán)式索道運(yùn)輸技術(shù)[J]．電網(wǎng)與清潔能源，2010，26(10)．

[3]利小兵．單線上、下式索道在超高壓輸電線路施工中的應(yīng)用[J]．廣東電力，2011，24(7)．

[4]孫竹森，繆謙，江明．輸電線路工程貨運(yùn)架空索道標(biāo)準(zhǔn)化施工方案[J]．電力建設(shè)，2011，32(3)．

[5]繆謙．我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)工程施工貨運(yùn)索道運(yùn)輸方式的研究[J]．華北電力技術(shù)，2010(12)．

[6]繆謙，白雪松．貨運(yùn)索道運(yùn)輸技術(shù)與設(shè)備研究[J]．電力建設(shè)，2009，30(12)．

[7]國(guó)家電網(wǎng)公司基建部．國(guó)家電網(wǎng)公司輸電線路工程貨運(yùn)架空索道運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2010．

[8]國(guó)家能源局．電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算規(guī)定[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2013．

[9]國(guó)家能源局．電力建設(shè)工程預(yù)算定額[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2013．

[10]電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院．電網(wǎng)工程限額設(shè)計(jì)控制指標(biāo)(2013年水平)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2014．

[11]中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司．中國(guó)南方電網(wǎng)公司輸變電工程典型造價(jià)V1.0[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2013．

[12]劉振亞．國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用造價(jià)500 kV輸電線路分冊(cè)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2010．