輸電線路工程機械化施工探討

晉 繼 恒

(國網(wǎng)山西送變電工程公司，山西 太原　030006)

0　引言

輸電線路工程施工與其他建筑工程相比具有獨特的施工難題：其一是跨距大，線路長；其二是點多面廣；工程施工勞動力密集，工程施工進度和經(jīng)營效益受人員素質(zhì)影響較大，在云頂山—晉中π入龍城500 kV線路工程中推進機械化施工，從改進施工方法、采用先進工藝、研發(fā)施工機具等方面進行了研究，因此制定全過程機械化施工方案，提高施工效率，降底施工成本，探討“輸電線路工程機械化施工”用于指導施工管理。

1　基礎施工組織實施及經(jīng)濟指標比較

1.1　樁基機械施工成孔

灌注樁基礎施工，采用了旋挖鉆機和反循環(huán)鉆機兩種機械進行樁基成孔施工。

根據(jù)施工的情況，對于地質(zhì)為一般在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層的特點，通過鉆孔記錄進行比較，反循環(huán)鉆機要比旋挖鉆機更適合本工程的地質(zhì)條件，而且其人員投入、油耗較少成本低，成孔質(zhì)量好，樁機自重輕，搬遷方便更適合田間道路倒場，加快了施工周期，確保工程質(zhì)量。反之，旋挖鉆機自重大搬遷困難，成本消耗大，人員投入多，而且它更適合于卵礫石、漂石、塊石、基巖等復雜地層及舊基處理方面施工(見表1)。

綜合比較結(jié)果：針對工程地質(zhì)條件，循環(huán)機比旋挖機節(jié)省費用每基約5萬元。

經(jīng)過比較，循環(huán)機更適合于本工程淤泥、粉砂層地質(zhì)條件，后續(xù)全部更換為循環(huán)鉆機進行施工，節(jié)約了成本，保證了質(zhì)量和工期。在機械化施工中，設備的選型非常重要，要根據(jù)現(xiàn)場條件、工期要求、地質(zhì)情況及成本分析等，用科學的方法來選擇設備和工藝手段，用最佳的施工工藝，在保證質(zhì)量、工期、安全的情況下產(chǎn)出最佳的效益。

表1綜合指標比較

(僅針對地質(zhì)條件：粉土、粉細砂、中砂，地下水位埋深一般1m～2.5m)

項目旋挖機循環(huán)機對比結(jié)果機械性能機械性能1)機器自重達到50 t。2)現(xiàn)場施工時,由于地質(zhì)松軟,機器容易傾斜。需采取墊土、鋼板和增加道木支撐,使用中也要經(jīng)常檢查是否傾斜。3)轉(zhuǎn)場時,需用拖板車托運,吊車輔助至下一施工場地,途經(jīng)的部分鄉(xiāng)間道路需要進行拓寬處理,工作量大1)機器自重16 t。2)由于自重輕,現(xiàn)場施工時不需特別加固措施。3)可自行轉(zhuǎn)場,鄉(xiāng)間道路可自由通過循環(huán)機優(yōu)經(jīng)濟效益燃油消耗機器用油量大,平均每天7 000元完成一基16根樁基礎,燃油費用約42 000元循環(huán)機用油兩臺,4 000元/d;完成一基16根樁基礎,燃油費用約24 000元～28 000元循環(huán)機較旋挖機節(jié)省費用30%租金費用租金高,21萬元/月,每臺每月完成5基基礎施工租金少,兩臺8萬元/月,每兩臺每月完成5基基礎施工循環(huán)機較旋挖機節(jié)省費用60%用工數(shù)量需要25人配合需要16人配合循環(huán)機較旋挖機少投入人工9人轉(zhuǎn)場費轉(zhuǎn)場時需要用吊車配合拆開,轉(zhuǎn)場速度慢。吊車臺班約3 000元轉(zhuǎn)場不需其他設備配合,機動性好循環(huán)機優(yōu)工作效率施工周期施工一基16根樁基礎,旋挖機(一臺)用6 d施工一基16根樁基礎,標準配備循環(huán)機2臺,需用6 d～7 d相當施工質(zhì)量質(zhì)量控制1)成孔過程中易縮頸;2)由于本工程特殊的粉砂層地質(zhì),旋挖機轉(zhuǎn)速快,易塌孔循環(huán)機成孔過程中有水壓和泥漿護壁,成孔質(zhì)量好循環(huán)機優(yōu)環(huán)境保護除泥漿池外,還需要泥渣臨時堆放場地集中清運,僅需一個泥漿池循環(huán)機優(yōu)適宜本工程地質(zhì)條件旋挖鉆機使用過程中速度較快,造成泥漿護壁不容易形成,易導致塌孔,方量超方循環(huán)鉆機速度稍慢,但自己能形成護壁,相對超方量小循環(huán)機優(yōu)

1.2　商品混凝土澆制

通過商品混凝土和自拌混凝土分析比較，在城郊結(jié)合處，道路便利，地形平坦的地區(qū)適合使用商品混凝土。不需要考慮混凝土拌合及骨料堆放地。有利于材料節(jié)約與環(huán)境保護。可節(jié)省拌合時間，以加快施工進度，保證工期?；炷僚浜媳扔嬃繙蚀_，均勻性、和易性和流動性方面，可以保證混凝土的質(zhì)量。商品混凝土到現(xiàn)場為成品，整個現(xiàn)場干凈整潔。施工人員大大減少，節(jié)約了勞動力成本。

1.3　工廠化加工樁基鋼筋籠

樁基鋼筋籠長度最長29 m，平均長度22 m，采用傳統(tǒng)方式在材料站加工，長度大了不便于車輛運輸，長度短了又造成焊接工作量大，材料浪費也大，如果在施工現(xiàn)場進行加工和焊接，造成臨時占地面積較大，補償費用也大。

工程基礎主筋連接方式由焊接改為直螺紋連接，在材料站設置加工區(qū)，采取工廠化加工，統(tǒng)籌材料分類加工，按基分段配送。樁基鋼筋籠運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后可直接用鋼箍螺旋扣連接組裝施工，采用25 t吊車一次性起吊入孔，大大提高工作效率。鋼筋使用損耗只有不到1%，節(jié)省鋼材用量。

2　鐵塔施工采用吊車、抱桿組立經(jīng)濟指標比較

吊車組立鐵塔的優(yōu)越性有以下幾點：投入人工少，除必要的高空人員，地面人員減少50%；減少高空作業(yè)量降低安全風險；地面組裝片時采用電動扳手進行螺栓緊固，提高螺栓安裝質(zhì)量和效率；拉線地錨減少，補償費用降低，阻攔造成窩工情況大大減少；工器具種類很少，易于管理，降低了更新和維護費用；工程質(zhì)量有保證，塔材無變形、磨損；機械化施工能促進施工進度，工效高。施工方法采用25 t吊車組立35 m以下段位，35 m以上按照塔全高的不同分別用75 t，130 t，260 t吊車完成全塔組立。一般是按連續(xù)5基鐵塔同時作業(yè)，各種吊車流水作業(yè)，以提高機械利用率。根據(jù)組立完成的鐵塔情況，已達到了很好的效果(見表2)。綜合比較結(jié)果：吊車組立塔施工比外拉線抱桿施工單基節(jié)省投入約3萬元。

3　架線施工采用無人旋翼機展放初級導引繩組織實施

采用一牽四張力放線方案。即用一臺牽引機和兩臺張力機，一次同步牽放四根導線。導地線展放施工全程采用機械施工。

3.1　初級導引繩采用無人旋翼機展放

由于線路途經(jīng)地段電力線較多，不利于動力傘和飛艇進行初級引繩展放，所以計劃采取無人旋翼機進行展放Φ3.5韓國絲初級導引繩。無人機最大有效載荷為40 kg,該機巡航速度95 km/h。持續(xù)續(xù)航時間最大可以達到1.5 h(高速)。無人機巡航時間及長度滿足6 km放線區(qū)段要求。最大持續(xù)留空時間為3 h。通過加裝GPS定位系統(tǒng)使無人機自主按照鐵塔線路走徑展放初級導引繩。

3.2　采用微牽、微張逐檔逐級引渡二級導引繩(Φ8強力絲)

無人機將初級導引繩展放結(jié)束后，需要用牽引機牽引?，F(xiàn)有的牽引機機組不僅體積龐大，結(jié)構(gòu)復雜，安裝調(diào)試過程繁瑣，需要時間長，而且操作復雜，更重要的是牽引機組本身能耗高，牽引初級導引繩屬于大馬拉小車，造成能量浪費。使用現(xiàn)有的牽引機牽引初級導引繩，還存在牽引力過大的問題，在出現(xiàn)擠繩等故障時，與導引繩張力不匹配，容易將初級導引繩線牽斷，影響施工進度。本工程采用新型的微型牽引、張力機牽放二級導引繩(Φ8強力絲)。微型機體積小結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、操作簡單，便于運輸且方便安裝，施工人員可以到任意塔位進行二級導引繩的牽引工作。

表2　傳統(tǒng)人工組立塔與吊車組塔綜合對比表

4　結(jié)語

輸電線路工程施工行業(yè)加大機械化使用率，減少勞務人員數(shù)量和工作強度，是降低安全事故的根本保證，所以在今后的工程建設中，應充分挖掘現(xiàn)有機械的使用并下力氣研發(fā)適用于本行業(yè)的新設備，推動機械化施工的使用率。