(一)索道运输的优越性和种类

1.索道运输的优越性

1000kV特高压线路，一般塔高达50～80m，一基塔的器材运输总量可达数百吨。单件塔材和必须运到位的施工工具重量均达1～2t，大量基础材料、塔材、施工机具运达塔位的问题必将成为突出的施工难点，并进一步左右施工机械化的进程。鉴于我国在近期大量使用直升机运输显然尚不可能，可以预料，采用线路施工用临时索道将是解决此施工困难的主要手段。

架空输电线路经常要通过山区，在施工中运输问题非常突出，当无法修筑车辆便道时，往往只好用人抬运。即使修建车辆运输便道，也要花费很高的费用，砍伐大量的树木等，严重影响了输电线路的建设。索道运输的特点是只需架起钢索，就可直接从空中把货物送到指定地点，从这点看，用索道运输施工器材是十分理想的。

2.线路施工用索道的种类

(1)单向索道。

单向索道如图3-2-2所示，一般架设在倾斜的山坡上，利用货物的自重往下溜放运送货物。其特点是费用最少，结构最简单，但受地形的限制，起始位置必须高于终点位置，运送货物的速度较难控制。此种索道现已不再使用。

图3-2-2　单向索道

图3-2-3　往复索道

(2)往复索道。

往复索道如图3-2-3所示，设有一根承载索，一般配有环状牵引索，在牵引索上加往复动力，使货物在承载索上进退。

图3-2-4所示为某500kV线路使用的此类往复索道，索道总长1411m，运输三基塔的器材280t，使用4马力3t机动绞磨为动力，用φ89×4mm无缝钢管做支架，承载索为GJ-100钢绞线，牵引索为φ11mm钢丝绳。单吊最大重量500kg，运输速度25m/min。

往复索道的特点是每一个吊钩交替上升或下降，可对运送货物的速度进行控制。其结构比较简单，费用较低。但此种索道不能事先等间距多载荷连续运送(料斗同时连续返回)，当运送距离大于500m时，效率低的问题比较突出。

图3-2-4　多档往复索道

(3)循环索道。

循环索道是指可以用等间距料斗连续运输货物(如已搅拌混凝土)到塔位，而料斗又连续返回索道始点的索道。此类索道运货能力强，生产效率高，但结构略复杂，适宜于运输量较大时使用。

1)环状承载索式。环状承载索式如图3-2-5(a)所示，从图中可知由一根环状承载索进行运货，承载索兼起牵引索的作用，在索道端部加单一方向的驱动力，使钢索循环。由于钢索既要承载又要牵引，所以直径较粗。

这种方式可以实现多载荷连续运送，输送量较大，但因为要使直径较粗的承载索缠在牵引机绞盘上，牵引机驱动轮的直径和牵引机的动力必须大，而且承载索的寿命也较低，因此施工费用比较高。实际工程中较少使用。

2)环状牵引索式。环状牵引索式如图3-2-5(b)所示。采用一根承载索、一根返空索和一根环状牵引索，实现环状运送货物，可进行单件运输(一档中仅一件被运货物)又可进行多载荷连续运送，运输效率很高。

图3-2-5　环状索道示意图

(a)环状承载索式；(b)环状牵引索式

由于可用较细的钢丝绳做牵引索，牵引机驱动轮的直径和牵引机的功率可以较小，架设费用较低；而承载索由于不经过绞盘，因此可使用直径较大的钢索，承载能力强，可运送较重货物。这种索道是目前推荐用于高压架空输电线路施工中的标准索道型式。甘肃送变电公司在330kV线路中曾使用这种索道(以下简称“环状索道”)进行施工，如图3-2-6所示。可运输单件重0.7t的货物，多次连运时各件相距318m，各件重300kg。行走车移动速度48m/min，每日实际运货17t，牵引机发动机功率25hp。

图3-2-6　环状牵引循环索道

送电线路施工用标准环状牵引循环索道如图3-2-7所示。

图3-2-7　标准环状牵引循环索道

(4)缆式吊车索道。

缆式吊车索道如图3-2-8所示，它也是利用钢索来运送货物，但它还是一种吊车，也可以多档连运，结构比较复杂。

缆式吊车一般由两套独立的牵引索和绞盘，一套单头牵引索用绞盘收紧或放出钢索，用于提升或下降货物，另一套环状牵引索用双卷筒或磨芯式驱动装置同时收紧或放出钢索，使运货小车在承载索上移动，运送货物。

图3-2-8　简易缆式吊车

当公路在峡谷底部而需要往两侧山顶吊运货物时，可用缆式吊车起吊并运输器材。

(二)环状牵引索循环索道的结构

环状牵引索循环索道在输电线路建设中有很大的作用，技术相当成熟，一般单件可运1t重的索道每天运货量约为25～40t，单件可运重2t的索道每天运货量为50～80t。

1.环状牵引索循环索道的主要部件

图3-2-9所示为环状牵引索循环索道的起始端(发货场)结构图；包括一组悬空吊轨(由两根直线吊轨和一根U形吊轨构成)、一副出口支架、一副端部支架、两根纵向水平钢梁以及始端锚固。

图3-2-9　起始端(发货场)结构

图3-2-10所示为索道起始端锚固、卷扬系统示意图，由地锚分别锚固一根承载索和一根返空索，两索都可以在起始端进行收紧和放松调节。牵引索在此处经转向滑车至卷扬牵引装置，两个转向滑车分别位于承载索和返空索的正下方。

图3-2-11所示为索道终端(卸货物)结构图，包括一组悬空吊轨、一副进口支架、一副端部支架以及终端锚固，反向滑车系统(在悬空吊轨下有卸货平台，图中未画出)。

图3-2-12所示为行走车和塔材混凝土料罐等的结构图。行走车上侧的滚轮在承载索上行走，中部通过钳口与牵引索相连，下端提挂货物。

最常用的索道驱动机械是直列双卷筒式牵引机械如图3-2-13所示，环状牵引索在槽内经两个卷筒缠绕几圈，并将牵引索的张力调整合适后就可利用卷筒的转动使牵引索作循环运动。钢丝绳在这种绞盘上的缠绕方法一般有两种：平行式和交叉式。

另一种驱动机械是单轮磨芯式绞磨。磨芯式绞磨的不足之处是绞磨运转时钢丝绳之间以及钢丝绳与滚筒之间有相对滑动，容易磨伤钢丝绳；在绞磨机运转时，磨芯上的钢丝绳的速度是不均匀的，因此钢丝绳收放速度是脉动的。虽有以上缺点，但由于这种绞磨的结构特别简单，重量轻和体积小，所以在索道牵引中仍有使用。

图3-2-10　起始端锚固卷扬系统

图3-2-11　终端(卸货场)结构

图3-2-12　两个行走车一前一后

(a)塔材；(b)料罐

图3-2-13　双卷筒卷扬机

2.钢索选择

在索道运输中，一般采用钢丝绳作承载索、返空索和牵引索。必须根据不同的需要选择不同类型的钢丝绳。

(1)承载索。一般用“6×7钢丝+1麻芯”钢丝绳作为承载索如图3-2-14(a)所示。有时也采用“T6×7钢丝+1麻芯”异型钢丝绳，如图3-2-14(b)所示，这种钢丝绳有效截面积较大，从而增加了钢丝绳的强度，耐磨性比普通钢丝绳大大增加，在横向压力作用下变形很小。

图3-2-14　承载索

(a)6×7钢丝+1麻芯；(b)T6×7钢丝+1麻芯

(2)返空索。返空索一般选用与承载索相同品种的钢丝绳，直径较承载索小些，两者关系一般为：

承载索φ(mm)：18～20，22～24，26～28，30～34。

返空索φ(mm)：12～14，14～16，18～20，18～22。

但如果要利用返空索将大量施工机具再运送回起始端，则应选用与承载索相同的钢丝绳作返空索。

(3)牵引索。由于牵引索要通过转向滑车和牵引机卷筒，因此一般采用较柔软、耐磨性好的“6×19钢丝+1麻芯”钢丝绳充当。牵引索的直径一般为承载索直径的50%～70%。

由于钢丝绳的抗拉强度越高，能承受弯曲和扭转的次数越少，所以一般情况下不应采取抗拉强度195kgf/mm2的钢丝制成的钢丝绳作牵引索，而应选强度为165～185kgf/mm2的钢丝制成的钢丝绳。

3.支架

在索道的装货场和卸货场必须设立端部支架和进出口支架。因地形、线路走向的需要，或者因跨度太大等原因，在索道途中要设立中间支架。支架的形状有门型、单柱型等。支架的材料有木质的或钢质的。可根据支架所受处力的大小和现场条件决定。装配式钢支架由于许多部件是通用的，可以根据现场条件进行组装，因此，施工技术比较简单，使用比较方便。图3-2-15～图3-2-18所示为常用的装配式支架结构图。

图3-2-15　轻便钢管中间支架

图3-2-16　角钢抱杆中间支架

图3-2-17　装配式端部支架

图3-2-18　装配式进出口支架

4.支撑器

支撑器固定在支架上，用它来支撑承载索或返空索(开口向外)。

(1)端部支架支撑器。如图3-2-19所示。上面既不通过行走车，也不通过牵引索，仅用一个鞍座支撑一根承载索或返空索，结构很简单。

(2)直线下压支撑器。见图3-2-20，这是最常用的支撑器，它的上端通过上轴与支架连接。中部是放置承载索的鞍座，鞍座上有个半圆形凹槽，可使承载索入座；鞍座下部通过中轴与支撑器本体相连，鞍座可以绕中轴转动，承载索也可在鞍座内前后移动。下部是滚轮，牵引索在滚轮上移动，滚轮在下轴上转动，并通过下轴和本体相连。在滚轮的外侧纵向水平设有行走车导向杆。

图3-2-19　端部支架支撑器

图3-2-20　直线下压支撑器

图3-2-21　直线上拔支撑器

(3)直线上拔支撑器。见图3-2-21，上拔支撑器用于上拔支架处，即当货物在支架附近时此处承载索下压，而货物在其他档时此处承载索上拔。牵引索也有相似现象出现。

由上拔支撑器的结构可知这种支撑器的承载索鞍座上有压盖，可把承载索套在里面，既能托住又能压住承载索。在下部牵引索滚轮处装有上下两排滚轮，使牵引索既能贴着上滚轮通过(被压下)，又能贴下滚轮通过(被托住)。

(4)内转角支撑器。内转角支撑器用在索道转角处的支架上，被安装在转角的内侧，由于转角而产生的牵引水平分力使牵引索在支撑器下的滚轮上水平移向支撑器本体，因此要在支撑器本体靠下滚轮一侧再加上两个立式滚轮，挡住平移的牵引绳(见图3-2-22)。

(5)外转角支撑器(一般也称为S转向支撑器)。外转角支撑器，如图3-2-23、图3-2-24所示，也是用在索道转角处的支架上，但被安装在转角外侧。这时，牵引索可能被横向分力拉离支撑器，为此把滚轮远离本体的一侧做成星形轮、用星形轮挡住牵引索，使牵引索在星形轮上转向。同时在支撑器的远离本体处增加一个竖柱，并用托板横向托住行走车的上下，以防行走车被牵引绳的水平力拉离支撑器。但这种结构即使在竖直荷重较大的情况下，也只能使用于8°以内的转角处。

图3-2-22　内转角支撑器及行走车

图3-2-23　外转角支撑器及行走车

图3-2-24　外转角支撑器及星形滚轮

为了使直线或转角支撑器能保持竖直位置，不发生扭转、歪斜，应在支撑器下侧进行加固，尤其对转角支撑器加固(见图3-2-24)更显得重要。

5.行走车

图3-2-25　支撑器加固(www.daowen.com)

行走车如图3-2-12所示。行走车的上部是行走轮，使本体能在承载索或返空索上移动。中部是钳口系统，使本体和牵引索既能牢固地连接，又能迅速脱离。下部是吊钩，用来悬挂运送的货物或料罐。由于行走车要被牵引通过支撑器，所以其本体的形状、钳口尺寸等必须与支撑器形状和牵引索直径相匹配。

最常用的是一轮行走车，如图3-2-26所示。当货物太重时就必须使用二轮行走车，如图3-2-27(a)所示。如果单钳口握力已不够，则必须用带双钳口的行走车如图3-2-27(b)所示。

图3-2-26　一轮行走车

图3-2-27　二轮行走车

不同的货物形状和地形对行走车有不同的要求。例如运送塔材等时，为了使长料顺利通过支架，必须用两个行走车，其使一前一后抬着货物，如图3-2-12(a)所示。

使用中必须认真检查牵引索是否进入钳口，螺栓是否拧紧，因为一旦发生行走车从牵引索脱出，行走车和所载货物将从高处往下滑，可能产生严重后果。为了防止这类事故的发生，应在索道上安装反向挡止装置如图3-2-28所示，可以在上坡送货物时挡住滑下来的货物。

图3-2-28　反向挡止装置

6.料罐

在输电线路施工用索道中，运输量最大的是混凝土，常用如下料罐进行运送：

(1)倾翻卸料式料罐，料筒可为圆柱形或船形，如图3-2-29所示，料筒转轴位于料筒重心以下，一旦拔出定位销，即能自动倾覆卸料。

图3-2-29　倾翻卸料式料罐

(a)圆柱形；(b)船形

(2)底端活门式料罐，通过底端活门卸出混凝土。活门处装有橡胶密封垫，如图3-2-30所示。

(3)布桶式料罐。

图3-2-30　底端活门式料罐

7.悬空吊轨

悬空吊轨的作用是：

(1)使行走车支撑在水平的直线吊轨上，并将行走车钳口与牵引索脱开，便于装卸货物。

(2)使行走车和空料罐通过U形吊轨在承载索和返空索之间互相转移。

最常见的悬空吊轨，它的细部结构见图3-2-31，在直线吊轨上松开行走车的钳口并卸了货以后，使行走车和牵引索脱离，然后经U形吊轨把行走车连同空料罐推到另一直线吊轨上，再拧紧钳口，料罐就在返空索上被运回装货场(用这种方式转向时行走车都挂在吊轨的内侧)。

图3-2-31　悬空吊轨

8.其他工器具

(1)反向滑车。反向滑车用在索道终点，作用是使牵引绳通过反向滑车再返向起始点如图3-2-11所示。

(2)钢丝绳绑扎管。安装在索道的两端见图3-2-9和图3-2-11。可以在上面绑扎承载索、返空索及地锚的钢丝绳套，因为绑扎管外径较大，所以可以起保护钢丝绳的作用。一般要求D(管外径)/d(钢丝绳外径)≥15。

(3)钢丝绳卡线器(见图3-2-32)。用来卡紧承载索，以便抽紧承载索并施加张力。

图3-2-32　钢丝绳卡线器

(三)环状索道的架设

1.索道架设程序

(1)施工准备。

1)进行索道设计。

2)准备和检查索道器材、机械和工器具。

3)熟悉现场和进行索道设计。

4)伐木、修便道。

(2)架设牵引索。如果牵引索为φ6～10mm的钢丝绳，可用人力直接展放。当直径为φ12mm以上时，对短距离索道虽然也可用人力展放，但一般先用人力展放两根φ6mm细钢丝绳，然后再用机械牵引方法展放索道牵引索。此时，可在各支架位置设立小型临时支架，并各挂两个滑车。在终端挂一个反向滑车，把人力展放的两根φ6mm钢丝绳在终端处连成环状，并穿入各滑车；在起始端用机械牵引一个绳头，而把另一个绳头与索道的牵引索连接，就可把牵引索拉到终点，再拉回始点，如图3-2-33所示。

图3-2-33　展放牵引索

(3)正式组立支架。如果支架所用的器材比较轻，就可用人力搬运到组立位置上去。当器材较重时就应利用已架设的牵引索拉上山去。办法是先把最近的一个支架所需器材拉上去，然后把它组立起来并装上支撑器，把牵引索放入支撑器。再利用牵引索(在工作人员的协助下)把下一个支架运上去。这样，由近至远，把支架逐个组立起来。

(4)在终端安装反向滑车。

(5)展放返空索。除了小型索道用人力架设返空索外，一般借用牵引索、通过牵引机把返空索拉上山去。

首先在各支架上安装滑车，然后把返空索线头和牵引索用元宝卡子固定，牵引机开慢速把返空索拉出线盘，当返空索的线头接近中间支架时，要派人协助元宝卡子通过支撑器，并将返空索置入滑车。把返空索拉到终端后固定在绑扎管上，下端用卡线器固定，再用滑车组和双钩紧线器等把返空索临时抽紧并固定在地锚上，最后把返空索从各支架的滑车移入支撑器，见图3-2-34。

图3-2-34　展放返空索

(6)展放承载索。返空索安装好以后，返空索和牵引索就已构成一个简易索道，就可以把行走车挂在返空索上，再在行走车上挂上承载索，用牵引索把承载索拉上山去，然后把承载索抽紧，通过滑轮组锚固在地锚上，再在各支架上把它装入支撑器。至此，索道已架设完毕。

2.索道两端货场安装

(1)货场平台根据地形等条件设置，在平地上有时只需把地面平整一下就行。在斜坡等条件下就必须进行专门的架设，常见方式如图3-2-35和图3-2-36所示。

(2)安全挡板。在较低的索道终点应设置安全挡板，如图3-2-36所示，挡板门闭合时，可防止行走车失控从高处向低处滑冲；也可在索道始点附近的左右挖地锚，布设拦腰的钢丝绳阻挡，以确保安全。

图3-2-35　斜坡货场平台

图3-2-36　高台中途货场

(四)环状索道的运转和拆除

1.索道试运转

先运轻的，同时注意检查各部件的情况，随时进行处理。最后运送设计要求的最大载荷，对承载索在使用中的伸长进行调整。

2.运转注意事项

(1)牵引机。牵引机一般设专人操作。

(2)联络。为了提高效率，在用料罐运货时，常控制料罐间距使装货场和卸货场同时进行装卸货，当两处都操作完毕以后，索道才能开始继续运转。一般塔材、工具的运送也都尽量采用上下同时装卸的方法。在货物离料台10m时，就要发出联络信号，并向牵引机操作人员连续报告货物的所在位置，使索道减速运转，直到最合适的位置时，通知“停车”。这样才能平稳地操作。

(3)装卸作业。特别要注意牵引索是否正确卡入行走车的钳口，钳口螺栓是否真正紧固好。

3.索道拆除

(1)当卷扬机安装在高处时，要在山上平台拆除前，先拆除高处牵引机，并在低处设置一台临时牵引机，将高处牵引机用索道运下山。

(2)平台和支架的拆除。从终端开始，依次往始端拆，并利用承载索和牵引索将所拆除的支架随即运下山去。

(3)受上拔力的支架首先拆除(用手扳葫芦和地锚向下拉住各钢索进行拆除)。

(4)承载索和返空索的拆除。在起始端把承载索、返空索慢慢地拉下来。若是小型索道，就在装货场上用人力或机械直接把这两根钢索拉下山，盘在线盘上。

(5)牵引索的拆除。把环形牵引索的插接处用牵引机拉至牵引机旁，然后利用手扳葫芦和卡线器使接头处不受力，并在原插接处把牵引索切断，并用手扳葫芦慢慢地放松牵引绳，等到牵引索不受张力以后拆下手扳葫芦和卡线器，然后再开动牵引机，就可使牵引索不断进入牵引机卷筒，并绕到线盘上。

若在山坡上拆除钢索，钢索往往会下滑，此时必须用绳子等向上拉住，以防止钢索自动滑下而出现金钩等。

(6)地锚拆除。

(五)缆索吊车式线路施工用索道

在线路施工中使用的两种单档式定型缆索吊车式索道，工作原理如图3-2-37所示。

图3-2-37　缆索吊车式索道(Ⅰ)

图3-2-37所示Ⅰ型索道的驱动绞盘位于山下，卸货场位于山上。一根钢索既用作承载索又用作牵引索。共有两个绞盘，左绞盘是磨芯式绞盘，右绞盘为普通盘绳式绞盘。当左绞盘不转、右绞盘转动时，由图3-2-37所示可知货物能被吊起或降下。而右绞盘不转、左绞盘转动时，可使行走小车向山上或山下移动，而货物高度不变。

图3-2-38所示Ⅱ型索道与上述索道略有区别。靠各索的弛度变大或变小来下降或提升货物。

图3-2-38　缆索吊车式索道(Ⅱ)

索道使用φ14mm钢索，山下支架可装在一台经改装的T—130履带拖拉机上，拖拉机上装有上述左、右绞盘，行走小车的最大移动速度1.7m/s，最大水平档距400m，最大高差角45°，索道总重19.5t，其中履带机重14t。图3-2-39所示为现场布置。

图3-2-38所示索道的左侧有一个带液压表的液压油缸，串接在钢索和地面之间，可用此装置测定钢索的张力。索道的承载能力与档距L、弛度f的关系如图3-2-40所示，档距300m时运货重量约为1～2t(弛度9～14m)。

这类索道的特点如下：

(1)对于不同距离的索道所用钢索不必进行剪断和接续。

(2)山下支架和绞盘直接装在履带拖拉机上，机动性好，便于索道快速架设和拆卸。

(3)可以很方便地改变钢索的弛度，可竖直升降货物，装卸荷载时不需要设置辅助装置。

图3-2-39　现场布置

图3-2-40　工作特性曲线

(4)山上支架结构简单。

图3-2-41所示为两种山上支架：独脚三拉线型(a)和人字单拉线型(b)。

图3-2-41　两种终端支架

(a)独脚三拉线型；(b)人字单拉线型

图3-2-42所示为单轮型单索式索道。由一台汽油发动机(或电动机)经减速箱驱动在钢索下的摩擦轮转动。此摩擦力使行走车在钢索上移动，行走车下悬挂被运送的物料。当使用0.8马力汽油发动机作动力时，此单索式索道的最大运货重量为200kg。

图3-2-42　单索式索道

可以将两台单独运行的行走车通过可调拉杆串接成一个较大的行走车，以便运输较重、较长的货物。

图3-2-43所示为单索式索道的一种变形结构，即用索道驱动一台地面小车移动，钢索缠在行走车的磨芯式卷筒上(代替上述摩擦轮)。小车与地面可通过轮子或轨道相接触。索运货物则改而放在车的上部货舱内。

显然，此类索道的钢丝绳很细，运货能力有限。

图3-2-43　落地小车式单索式索道