輸電線路工程全過程機械化施工的應(yīng)用

戴如章

【摘要】本文通過對輸電線路工程全過程機械化施工現(xiàn)狀及施工可行性的分析，明晰了輸電線路工程全過程機械化實施應(yīng)用的意義，并就具體試點應(yīng)用工作做了詳細的流程分析，為今后推行全過程機械化施工奠定了基礎(chǔ)并積累了經(jīng)驗。

1 輸電線路工程機械化施工現(xiàn)狀

隨著特高壓輸變電工程建設(shè)，國家電網(wǎng)公司在特高壓工程設(shè)計、管理、技術(shù)等方面已處于世界領(lǐng)先地位，但輸變電工程施工長期以來，由于受到研究力量、費用投入等制約，以及傳統(tǒng)意識的影響，施工單位施工技術(shù)、裝備發(fā)展速度較慢，與建設(shè)世界一流電網(wǎng)的要求差距較大。

目前，輸電線路工程施工仍然停留在人力為主，機械為輔的狀態(tài)，施工機械化程度低，傳統(tǒng)施工方式難以為繼。線路基礎(chǔ)70%以上采用掏挖式基礎(chǔ)，一般采用人工掏挖施工，施工設(shè)備簡易，人員作業(yè)強度大、效率低、危險性高。隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，一線施工人員將更加緊缺，人工成本將持續(xù)攀升，勞動密集型的施工方式不可持續(xù)。

同時輸電線路施工創(chuàng)新乏力制約了電網(wǎng)建設(shè)能力進一步提升，簡單地依靠“人海戰(zhàn)術(shù)”來加強施工建設(shè)能力的做法，將進一步地加大施工過程中的安全和質(zhì)量等方面的風(fēng)險。

2 輸電線路工程全過程機械化施工可行性分析

現(xiàn)今中國機械裝備研發(fā)能力為輸電線路工程施工創(chuàng)新和能力提升創(chuàng)造了較好的條件。經(jīng)過多年發(fā)展，中國在重大施工機械領(lǐng)域，已具備較強的研發(fā)、制造能力，擁有眾多核心技術(shù)，在國際市場已處于領(lǐng)先地位，以徐工集團、三一重工、中聯(lián)重科等為代表的國內(nèi)一流裝備制造企業(yè)，具備按照輸電線路工程建設(shè)特點，定制研發(fā)先進適用施工裝備的能力。

3 輸電線路工程全過程機械化施工應(yīng)用的現(xiàn)實意義

為此著眼于輸電線路施工全過程，加強設(shè)計創(chuàng)新、技術(shù)裝備創(chuàng)新，實現(xiàn)一流施工技術(shù)、一流裝備配置、一流工程管理，實現(xiàn)施工由勞動密集型向裝備密集型轉(zhuǎn)變，具有重要意義。

（1）有利于支撐特高壓等重點工程，滿足電網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)需求，確保安全優(yōu)質(zhì)高效完成電網(wǎng)建設(shè)任務(wù)。

（2）有利于推動建設(shè)“施工管理型、專業(yè)技術(shù)型”施工企業(yè)，加快培育施工裝備科技創(chuàng)新人才，全面掌握施工技術(shù)研發(fā)、持續(xù)創(chuàng)新等核心競爭力。

（3）有效解決施工人力緊缺、人工成本上漲問題，減輕施工人員勞動強度。

（4）符合國際化發(fā)展趨勢，提高機械化率，體現(xiàn)以人為本，促進施工企業(yè)核心競爭力提升。

4輸電線路工程全過程機械化施工的應(yīng)用

輸電線路全過程機械化施工以提高機械化率，減少人員投入和體力勞動，優(yōu)化作業(yè)流程，提高施工管理水平，促進作業(yè)過程中安全和質(zhì)量提升為核心。江蘇省送變電公司以220kV萬盛-蘆北線路工程為依托，全面開展全過程機械化施工在河網(wǎng)泥沼地形條件下試點工作。

4.1 試點工程輸電線路全過程機械化施工流程

全過程機械化施工總平面布置→臨時道路修筑及作業(yè)面整理→基礎(chǔ)鋼筋工廠化加工→預(yù)拌混凝土制備→旋挖機成孔→鋼筋籠樁孔位吊裝及對接→預(yù)拌砼用罐車運至樁孔及灌注→基礎(chǔ)完工后作業(yè)面平整→組塔汽車吊進場→吊車組立鐵塔→組塔后作業(yè)面清理→架線施工初導(dǎo)繩飛行器展放→各級引繩帶張力逐級牽引→張力放線→緊線及附件安裝→竣工驗收。

4.2 輸電線路全過程機械化施工作業(yè)應(yīng)用內(nèi)容

按220kV萬盛-蘆北線路為例，施工流程各作業(yè)應(yīng)用如下：

（1）全過程機械化施工總平面布置。施工總平面布置嚴格按照國網(wǎng)公司所要求的文明施工標(biāo)準化圖冊布置，同時滿足全機械化施工作業(yè)的要求。施工現(xiàn)場材料、工器具堆放合理、整齊、作業(yè)流程清晰，交通流向明確，盡量少占農(nóng)田。

（2）臨時道路修筑及作業(yè)面整理。在輸電線路施工中，若臨近塔位道路不具備大型施工裝備進場要求或無道路需要修建簡易道路時，因是臨時性使用，用后需恢復(fù)原貌，因此首先使用挖掘機和推土機實現(xiàn)道路的拓寬、填平及初平整，期間配以裝載機滿足土石料的運輸；若臨時道路需大型機械進場施工，可將平整后的簡易道路使用刮平機進行道路的平整，之后使用各型壓路機實現(xiàn)道路的硬化，然后鋪設(shè)厚度10mm以上的鋼板，以滿足大型機械進場施工的需求。

（3）基礎(chǔ)鋼筋工廠化加工。對工程使用的鋼筋全面采用基礎(chǔ)鋼筋工廠化（集中）加工、配送。工程使用的鋼筋，除φ8圓鋼以外其余均采用9m定長鋼筋，鋼筋加工采取冷拉調(diào)直、直切、彎曲、鐓粗直螺紋鋼筋接頭四種工藝加工。

（4）預(yù)拌混凝土制備。預(yù)拌混凝土攪拌采用集中攪拌工藝，集中攪拌機械化、自動化程度高，生產(chǎn)率也很高，能保證混凝土的質(zhì)量和節(jié)省水泥，同時減少施工作業(yè)面的噪音污染并減少“三廢”排放。

（5）旋挖機成孔。本工程灌注樁基礎(chǔ)采用旋挖機成孔，應(yīng)用全國首臺輸電線路專用旋挖鉆機。旋挖鉆機采用分體式設(shè)計方案，整機可拆分為單件重量不大于5t的獨立部件，可以便利于山地道路運輸，各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，易于組裝及維修保養(yǎng)。旋挖機械應(yīng)用了可視化自動垂直及回位系統(tǒng)，操作人員可以通過操作屏幕實時觀測垂直度和鉆孔中心位置，在控制樁基礎(chǔ)的垂直度偏差、中心偏移偏差方面具備更高的精度要求。在旋挖機械的使用中，鉆孔帶出的泥土以固態(tài)形式采挖出地面，方便及時清運與利用，與傳統(tǒng)灌注樁施工工藝的泥漿沉淀相比，減少了泥漿池的占地和沉淀時間，施工過程更加環(huán)保。

（6）鋼筋籠樁孔位吊裝及對接。集中加工的鋼筋運至作業(yè)點后，在地面連接成分段的鋼筋籠。用汽車吊分段吊入樁孔內(nèi)，上段與下段采用鐓粗直螺紋工藝進行連接。鐓粗直螺紋工藝避免了主筋坑口焊接，提高了鋼筋接頭質(zhì)量，減少了上下段對接時間，加快了施工進度，減少了人員投入。

（7）預(yù)拌砼用罐車運至樁孔、灌注。因施工作業(yè)點已具備旋挖鉆機進場作業(yè)條件，因此可將制備好的預(yù)拌砼用罐車直接運抵樁孔位，將砼從導(dǎo)管直接灌入樁孔中。完成清孔后，汽車吊拎住導(dǎo)管及漏斗，將預(yù)拌混凝土卸入導(dǎo)管內(nèi)，樁孔內(nèi)的泥水隨混凝土的灌入排出，直至將樁孔內(nèi)灌滿混凝土。

（8）基礎(chǔ)完工后作業(yè)面平整?；A(chǔ)施工完成后，及時埋設(shè)接地，清理作業(yè)面以便組塔吊裝進場作業(yè)。

（9）組塔汽車吊進場。在基礎(chǔ)養(yǎng)護期至75%設(shè)計強度階段，維護進場臨時道路及作業(yè)面，及時排水清淤，當(dāng)砼強度達到分解組塔要求時，組塔汽車吊進場作業(yè)。

（10）吊車組立鐵塔。提前將塔材組裝成片或分段，汽車吊進場后，根據(jù)作業(yè)高度及作業(yè)范圍合理站位，將已組裝好的塔片或塔段吊裝就位，高空作業(yè)人員將其正確安裝就位。

（11）組塔后作業(yè)面清理。組塔完成后，及時將架線金具絕緣子串和放線滑車懸掛到位，非牽張場及直線塔位處清理作業(yè)場地，不再需要大型機械設(shè)備進場作業(yè)。牽張場及耐張塔位處準備牽張機械和緊線機械進場臨時道路和作業(yè)面平整。

（12）架線施工初導(dǎo)繩飛行器展放。采用遙控?zé)o人直升機張力展放初級導(dǎo)引繩，減少對被跨越物的影響并提高施工效率。

13、各級引繩帶張力逐級牽引。按照計算確定的逐級牽引流程開展逐級牽引作業(yè)，逐級牽引全過程各級引繩均不觸碰地面及被跨越物。

（14）張力放線。按照張力放線規(guī)程，利用大型牽張設(shè)備組織開展導(dǎo)地線張力放線施工。

（15）緊線及附件安裝。在耐張塔組織緊線施工作業(yè)，緊線完成后安裝懸垂線夾和防振設(shè)備并在耐張塔搭設(shè)跳線。

本次試點施工的順利實施，明晰了輸電線路全過程機械化的發(fā)展方向，為今后推行全過程機械化施工奠定了基礎(chǔ)并積累了經(jīng)驗。