輸電線路工程機(jī)械化施工措施差異化分析

劉興中 賈蕾

摘? 要：在輸電線路工程施工期間，應(yīng)科學(xué)選擇機(jī)械化施工措施，保證施工方案的可行性與經(jīng)濟(jì)性?；诖?，文章結(jié)合工程機(jī)械化施工措施選擇問(wèn)題，對(duì)準(zhǔn)備施工、基礎(chǔ)施工、組塔施工等各個(gè)工序的機(jī)械化施工措施進(jìn)行了差異化分析，提出科學(xué)的選擇方法。結(jié)合工程實(shí)例，加強(qiáng)機(jī)械化施工與傳統(tǒng)施工方式的經(jīng)濟(jì)性比較，能夠?yàn)槭┕ご胧┑倪x擇提供參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路工程;機(jī)械化施工;經(jīng)濟(jì)性

中圖分類(lèi)號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0087-02

Abstract： During the construction of the transmission line project， the mechanized construction measures should be selected scientifically to ensure the feasibility and economy of the construction plan. In view of this and combined with the selection of engineering mechanized construction measures， this paper makes a differential analysis of the mechanized construction measures in various processes such as preparation construction， foundation construction and tower construction， and puts forward a scientific selection method. Based on engineering examples， strengthening the economic comparison between mechanized construction and traditional construction methods can provide reference for the selection of construction measures.

Keywords： transmission line engineering; mechanized construction; economy

引言

在電力工程中，輸電線路工程不僅路徑復(fù)雜，同時(shí)施工周期較長(zhǎng)，將遭遇各種復(fù)雜地形、地質(zhì)條件，具有較高作業(yè)危險(xiǎn)性。采用機(jī)械化施工方式取代人工方式，不僅可以提高施工效率，也能為人員提供更多安全保障。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，還要深入分析機(jī)械化施工措施的差異化特點(diǎn)，做到合理選擇施工機(jī)械，保證施工的經(jīng)濟(jì)性和可行性。

1 輸電線路工程機(jī)械化施工措施選擇問(wèn)題

在輸電線路工程施工過(guò)程中，主要包含準(zhǔn)備施工、基礎(chǔ)施工、組塔施工、架線施工、接地施工這五個(gè)工序。在不同的工序，需要結(jié)合地形條件和道路狀況進(jìn)行施工措施選擇，保證工程施工能夠順利進(jìn)行的同時(shí)，達(dá)到施工工期、質(zhì)量和成本要求。在傳統(tǒng)施工方法中，需要大量人員進(jìn)行施工作業(yè)，對(duì)地形提出了更多要求。而在機(jī)械化施工中，除了對(duì)地形、地貌提出一定要求，還要結(jié)合路寬、路基等道路條件進(jìn)行機(jī)械設(shè)備選擇。輸電線路工程分布廣泛，會(huì)遭遇不同的地形、地貌，具有山高、點(diǎn)多、路險(xiǎn)等特點(diǎn)，道路條件也存在較大差異[1]。能否實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，還要加強(qiáng)工程條件的深入分析，合理進(jìn)行施工機(jī)械選擇，保證提出的施工方案具有可操作性，從而在減少人力勞動(dòng)危險(xiǎn)程度及成本的同時(shí)，通過(guò)快速化、標(biāo)準(zhǔn)化施工達(dá)到工程建設(shè)要求。

2 輸電線路工程機(jī)械化施工措施的差異化分析

2.1 準(zhǔn)備施工機(jī)械化措施

在準(zhǔn)備施工階段，采用機(jī)械化施工措施需要完成臨時(shí)道路修建，滿足施工機(jī)械和材料的進(jìn)場(chǎng)要求。目前，可以選用的施工機(jī)械設(shè)備種類(lèi)較多，包含挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等等，在不同的地形、地貌條件下還應(yīng)選擇不同設(shè)備。從總體上來(lái)看，可以將地形條件劃分為三類(lèi)，分別為丘陵地區(qū)、低山地區(qū)和平地地區(qū)。在丘陵地區(qū)修建臨時(shí)道路，還應(yīng)確保坡度能夠達(dá)到機(jī)械設(shè)備施工要求。在塔位與主路保持相對(duì)近的距離時(shí)，可以利用挖掘機(jī)、鑿巖機(jī)等進(jìn)行簡(jiǎn)單道路的修建。河流階地土質(zhì)較軟，機(jī)械通過(guò)容易造成地面下陷，因此需要采用壓路機(jī)、裝載機(jī)等設(shè)備修建穩(wěn)固臨時(shí)道路。低山地區(qū)受附近山勢(shì)影響，容易形成匯水通道，土層擁有豐富含水量，且土質(zhì)較軟，必要時(shí)需利用挖掘機(jī)、推土機(jī)等設(shè)備進(jìn)行換填施工，做好臨時(shí)道路修建。平地主要指的是農(nóng)田和山間平地，多數(shù)情況下機(jī)械與塔位間距離較大，可以利用履帶式挖掘機(jī)進(jìn)行基坑開(kāi)挖，但依然需要修建臨時(shí)道路，保證后續(xù)施工中材料可以進(jìn)場(chǎng)。在物料運(yùn)輸方面，可以采用履帶式運(yùn)輸車(chē)、貨運(yùn)索道、輕卡等設(shè)備，但同樣需要結(jié)合具體地形確認(rèn)。河流階地、普通路面等條件多采用輪胎式運(yùn)輸設(shè)備，其余地形需要結(jié)合道路坡度進(jìn)行設(shè)備選擇。如丘陵、山地坡度通常不超20°，可以使用輪胎式設(shè)備，在20°到35°之間可以利用履帶式運(yùn)輸設(shè)備，超出35°需要采用索道實(shí)現(xiàn)物資吊運(yùn)。

2.2 基礎(chǔ)施工機(jī)械化措施

在基礎(chǔ)施工階段，需要完成基礎(chǔ)開(kāi)挖成孔作業(yè)，并進(jìn)行混凝土灌注，需要根據(jù)地形和道路條件選擇施工機(jī)械。在基礎(chǔ)開(kāi)挖環(huán)節(jié)，輸電線路工程施工采用的基礎(chǔ)包含大開(kāi)挖型、灌注樁、挖孔樁、掏挖基礎(chǔ)，需要采取不同施工措施，具體與地形、桿塔形式等密切相關(guān)。在河流階地灌注樁施工，可以采用輕型鉆機(jī)施工。在丘陵地區(qū)挖孔樁掏挖基礎(chǔ)施工，采用自行式擴(kuò)底掏挖鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)等設(shè)備施工。在低山地區(qū)巖石錨桿基施工或巖石嵌固施工，需要采用巖石錨桿鉆機(jī)等設(shè)備施工。平地含水量豐富，針對(duì)直線塔多進(jìn)行大開(kāi)挖基礎(chǔ)施工，可采用挖掘機(jī)等設(shè)備施工，其余為灌注樁，可以采用反循環(huán)鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)施工。在混凝土灌注施工階段，主要結(jié)合道路條件進(jìn)行施工設(shè)備選擇，道路通暢可以選擇混凝土罐車(chē)、混凝土泵車(chē)等設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)澆式混凝土施工。在道路條件不佳時(shí)，可以采用自落式攪拌機(jī)，完成預(yù)制混凝土施工。

2.3 組塔施工機(jī)械化措施

在組塔施工階段，由于桿塔施工占總工期的30-40%，同時(shí)施工成本較高，需要從施工效率和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫孀龊檬┕ご胧┻x擇。而在施工機(jī)械配置上，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形、交通等條件展開(kāi)深入分析。從總體上來(lái)看，輸電線路工程主要采用整體組立和分解組立兩類(lèi)施工方式。前者是在地面完成桿塔組裝，然后在基礎(chǔ)上進(jìn)行一次性安裝，作業(yè)量較少，但需要占用較大面積，對(duì)地面坡度和安裝工具提出了較高要求。實(shí)施分解組立需要在地面分片、段組裝，在空中完成安裝作業(yè)，對(duì)地形要求不高，使用的起吊工具相對(duì)簡(jiǎn)單，但作業(yè)具有一定危險(xiǎn)性。除少數(shù)地形能夠滿足整體組立要求，多數(shù)情況下需要采用分解組立方法。在施工中，可以采用拉線抱桿、吊車(chē)、起重機(jī)和直升機(jī)進(jìn)行分解組塔，成本依次增加，因此還應(yīng)盡量選擇吊車(chē)施工。但實(shí)際受地形條件等因素限制，還要結(jié)合具體情況選擇施工設(shè)備。在河流階地，進(jìn)行組塔施工可以采用拉線抱桿、吊車(chē)、起重機(jī)和直升機(jī)作業(yè)。在丘陵地區(qū)組塔，可采用外拉線抱桿或起重機(jī)作業(yè)。在低山地區(qū)，可以采用內(nèi)拉線抱桿或直升機(jī)作業(yè)。在平地地區(qū)，可以采用外拉線抱桿、吊車(chē)、起重機(jī)作業(yè)。

2.4 架線施工機(jī)械化措施

架線施工需要對(duì)架空線路進(jìn)行展放，可采用飛艇、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)等各種飛行器展放導(dǎo)引繩，配合采用張力機(jī)、牽引機(jī)等設(shè)備進(jìn)行張力架線作業(yè)。通過(guò)機(jī)械化施工，能夠減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。此外，通過(guò)機(jī)械化施工也能加快施工進(jìn)度，有效減少樹(shù)木砍伐、植被破壞，從而使施工環(huán)境效益有所增加。在具體施工階段，需要根據(jù)導(dǎo)地線型號(hào)、地形、線路長(zhǎng)度、跨越等因素進(jìn)行展放方式和設(shè)備選擇。如在平原道路情況較好的區(qū)域可采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行導(dǎo)引繩展放作業(yè)。在丘陵、低山地區(qū)道路條件超差的情況下，可以利用飛艇或動(dòng)力傘展放導(dǎo)引繩。在張力放線過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)滑車(chē)數(shù)量控制，一般不超20個(gè)。除滑車(chē)外同時(shí)還需考慮沿線重要跨越、進(jìn)場(chǎng)道路等，科學(xué)合理選擇、劃分架線區(qū)段。

2.5 接地施工機(jī)械化措施

桿塔接地施工，需進(jìn)行接地溝槽開(kāi)挖施工，同時(shí)埋設(shè)水平框線及射線，接地溝槽深度達(dá)到0.6～0.8m，槽寬0.4m。接地溝槽呈現(xiàn)出窄條帶狀，受斷面尺寸限制，難以進(jìn)行集中開(kāi)挖，因此無(wú)法使用大型挖掘機(jī)等設(shè)備進(jìn)行大面積施工?，F(xiàn)階段，桿塔接地施工可以采用的設(shè)備包含專(zhuān)用接地挖掘機(jī)、鏈?zhǔn)介_(kāi)溝機(jī)、垂直鉆機(jī)和水平定向鉆機(jī)等[2]。在平地、丘陵等場(chǎng)地限制較小的區(qū)域，可以采用專(zhuān)用接地挖掘機(jī)、定向鉆機(jī)等設(shè)備施工，加快施工進(jìn)度。但針對(duì)山地等需要使用索道、直升機(jī)進(jìn)行設(shè)備吊運(yùn)的特殊區(qū)段，需要采用垂直鉆機(jī)、鏈?zhǔn)介_(kāi)溝機(jī)等設(shè)備。

3 輸電線路工程機(jī)械化施工措施的經(jīng)濟(jì)性比較

3.1 工程概況

某220kV輸電線路工程位于平地地區(qū)，為沖積平原地貌，土層以黏土、粉土為主，擁有較高土體強(qiáng)度。工程線路全程18.4km，從道路條件來(lái)看，全線桿塔與可通車(chē)道路距離不超100m，82%塔位不超50m，能夠滿足施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)需求，為機(jī)械化施工方案制定提供有利條件。

3.2 施工機(jī)械選擇

結(jié)合施工條件，計(jì)劃完成2.4m寬的臨時(shí)道路修筑，長(zhǎng)21km，滿足機(jī)械設(shè)備和材料進(jìn)場(chǎng)需求。工程42個(gè)塔位采用機(jī)械化施工方式，剩余11個(gè)桿塔采用半機(jī)械施工方式。根據(jù)機(jī)械化施工措施差異，可以結(jié)合地形、道路等條件進(jìn)行施工設(shè)備選擇。

全機(jī)械化施工：在準(zhǔn)備階段，采用履帶式推土機(jī)、壓路機(jī)進(jìn)行道路施工，并配備輪胎式卡車(chē)進(jìn)行物料運(yùn)輸。采用機(jī)械化施工方式，結(jié)合工程地形條件，基礎(chǔ)施工采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行灌注樁施工，并采用混凝土泵送車(chē)進(jìn)行混凝土澆筑。桿塔組立采用吊車(chē)，架線采用八翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行導(dǎo)引繩展放作業(yè)，并配合牽張機(jī)施工。在接地施工階段，采用小型液壓鉆機(jī)施工。

半機(jī)械化方式施工：基礎(chǔ)階段利用機(jī)械洛陽(yáng)鏟配合人工進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖施工，混凝土采用自落式攪拌機(jī)攪拌;組塔階段采用拉線抱桿;架線階段采用人工展放導(dǎo)引繩，利用牽張?jiān)O(shè)備張力展放導(dǎo)地線;接地階段接地溝槽采用人工開(kāi)挖。

3.3 經(jīng)濟(jì)性比較

對(duì)兩種施工方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，可以得到半機(jī)械化作業(yè)中人力運(yùn)輸距離達(dá)到600m，施工人工費(fèi)約415萬(wàn)元，施工費(fèi)809萬(wàn)元，總計(jì)約1224萬(wàn)元，單位造價(jià)為66.5萬(wàn)元/km。在機(jī)械化施工過(guò)程中，人工費(fèi)約179萬(wàn)元，施工費(fèi)約740萬(wàn)元，另外需要支付機(jī)械使用、轉(zhuǎn)移、臨時(shí)道路修建等費(fèi)用，總計(jì)約1097萬(wàn)元，單位造價(jià)為59.6萬(wàn)元。從總體上來(lái)看，每km約能節(jié)省6.9萬(wàn)元。實(shí)際上，由于工程所在地區(qū)物資匱乏，大量機(jī)械設(shè)備需要從外地引進(jìn)，造成機(jī)械設(shè)備使用費(fèi)用較高。如果能夠減少該項(xiàng)費(fèi)用，能夠使機(jī)械化施工體現(xiàn)更大經(jīng)濟(jì)性。相較于半機(jī)械化施工方案，采用機(jī)械化施工方案能夠明顯加快施工速度，同時(shí)減少人員使用，使施工風(fēng)險(xiǎn)得到降低。因此通過(guò)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，能夠?yàn)楣こ處?lái)更多經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 結(jié)論

在輸電線路工程施工方面，需要結(jié)合具體地形地貌條件和道路情況進(jìn)行施工機(jī)械選擇，保證施工能夠順利開(kāi)展。而為保證施工經(jīng)濟(jì)性，還應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械化施工與傳統(tǒng)施工方法的比較，使施工成本得到有效控制，達(dá)到工程造價(jià)管理要求。因此加強(qiáng)機(jī)械化施工措施差異化分析，制定科學(xué)施工方案，能夠?yàn)闄C(jī)械化施工技術(shù)的推廣奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳若心，田燁珣.輸電線路基礎(chǔ)機(jī)械化施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2020，28（08）：85.

[2]任志剛，鄭義斌，于春輝，等.輸電線路全過(guò)程機(jī)械化施工管理與控制[J].山東電力技術(shù)，2019，46（11）：64-67+72.