机械化施工在高压输电线路工程的建议

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摘要：社会发展势头迅猛，各种新技术不断更新迭代，机械化、人工智能化成为各行业的发展方向。在这样的背景下，电力线路施工机械化程度也在不断提高，机械化施工改善了施工条件，使电力施工逐步由传统、高风险、低效率的人工施工转变为先进、低风险、高效率的机械化施工。以“邵阳丁界———儒林110kV线路新建工程”为依托，通过对比常规施工造价与机械化施工造价，展示了机械化施工在电力工程中的发展前景。

关键词：高压输电线路；机械化施工；造价对比

中国经济正在高速发展阶段，人们的生活方式和经济模式越来越多样化，科技智能化改变了传统生产方式，大大提高了社会产能，为了满足日益增加的用电需求，电网建设正前所未有地加大建设力度。但传统的架空线路主要依赖大量人工进行施工，而我国人口老龄化、一线施工人员缺少、工资持续增高，爆破作业和深基坑危险系数高这些问题一直困扰着电力建设产业。为了改变“人力为主、机械为辅”的传统模式，电力企业持续开展机械化创新管理，开发、改进适宜的施工装备，尽可能实现“机械化换人”“智能化减人”“深基坑作业不下人”，采用机械替代人力，降低施工风险，保证人身安全，保障工程质量。本文依托“邵阳丁界———儒林110kV线路新建工程”，按照“先进性、专业化、标准化、系列化”的总体要求，实现线路工程临时道路修建、物料运输、基础开挖、混凝土浇筑、组塔、架线及接地装置敷设等全过程机械化施工[1]。通过对比机械化施工和常规施工工程造价，论述机械化施工的可行性和必要性。

1工程概况

1）工程名称：邵阳丁界———儒林110kV线路新建工程。2）电压等级：110kV。3）回路数：单回。4）线路路径长度：24.8km。5）杆塔数量：新建铁塔83基。6）地形比例：丘陵占全线百分比52％，山地43％，泥沼5％。

2技术对比分析

机械化施工要求工程设计、施工装备、技术工艺以及工程管理多方协作，共同配合。因此，机械化施工应贯穿线路规划、设计、施工及建设管理的全过程。在规划可研阶段，在工程选线中考虑机械化施工装备进场和作业场地需求，在费用估算中综合考虑施工场地占用成本。在工程设计阶段，应在多方面考虑适宜机械化施工的措施。1）路径优化。充分考虑线路交通和运输条件，路径尽量靠近高速、国道、省道以及乡镇道路。同时考虑到施工能力，综合考虑物料运输、设备进场、牵张场设置、放线等机械化施工作业因素。2）塔位选择。结合现有道路、地形和施工机械的能力，塔位应选在方便摆放施工机械的缓坡地形，方便机械运输及进场。3）杆塔设计。按照相关规定执行，并考虑组塔方式、运输条件、施工荷载、气候条件等，保证杆塔的强度、刚度和稳定，结构型式简洁，便于机械设备进行运输及组塔作业施工。4）基础设计。根据工程的地形、地质、基础作用力大小，考虑交通条件、植被覆盖、青苗赔偿、施工装备等因素，选择适宜的基础型式。山地、丘陵段为保持原状土特性，减少水土流失及环境破坏，主要采用原状土基础，包括掏挖基础、挖孔基础。平丘段无地下水主要采用掏挖基础、挖孔基础。平丘段有地下水主要采用大开挖基础。河网泥沼地区主要采用灌注桩基础及大开挖基础。设计优先采用原状土基础，塔型设计尽量集中，以减少施工道路的建设[2-3]。5）架线方式采用飞行器展放引导线。6）推荐采用专用链式开沟机进行接地敷设。

3施工周期对比分析

机械化施工根据线路所处的地理条件及线路工程的具体情况，依据工期的安排和施工人员的数量，组建机械化作业班组，将线路工程分为若干个工程段，安排多个不同的作业班组同步开展全过程机械化施工作业。将不同施工类型的作业采用流水化作业的形式进行，可以充分利用好人员和机械，使其达到最佳的循环配合效果。机械化施工与常规施工周期对比如表1所示。

4造价对比分析

通过机械化施工方案与常规施工方案的技术和造价指标对比，来分析机械化施工方案与常规施工方案之间的优劣势。两者之间指标的对比如表3、表4所示从上述指标对比表中可以看出，机械化施工方案静态投资较常规施工方案静态投资减少了2.87万元/km。分析差异原因如下：1）架线工程。本工程施工方案考虑了导线的使用周期与导电率，选择了比常规施工线重的复合导线，使得机械化施工比常规施工架线子项费用增加1.06万元/km，但从全寿命周期角度上看，机械化施工选线经济上较优。2）杆塔工程。本工程地形较复杂，部分地形为山地及泥沼。而常规施工一般为地势较缓的地区。因此本工程耐张塔使用比例较常规施工方案高8％。本工程铁塔钢材较通用造价方案增加3.43t/km，杆塔工程费用较常规施工方案增加4.63万元/km。3）基础工程。机械化施工基础尽量采用原状土基础，针对本工程特点和沿线地质情况，设计与机械研发部门积极创新和应用新型基础型式，根据线路沿线地形、地质水文及交通运输条件，充分考虑施工机械的性能，优先选用适宜机械化施工的基础型式，优化基础土石方量和混凝土量，使得本工程基坑土石方量较常规施工方案减少368.88m3/km，混凝土量较常规施工方案减少37.07m3/km，基础钢材量较常规施工方案减少4.51t/km。因此，机械化施工方案中基础工程费用较常规方案减少8.29万元/km。4）接地工程。由于本工程地形比较复杂，输电线路杆塔基础的建设受占地面积的影响较大。另外由于山区土壤电阻率一般比较高，线路杆塔的接地应根据地质环境针对性地设计。本工程考虑接地形式及接地电阻率问题，接地钢材量较通用造价方案增加0.09t/km，接地土石方较常规施工方案增加51.02m3/km。因此机械化接地工程费用较常规施工方案增加0.64万元/km。5）附件工程。本工程使用了耐污性好，运行方便的玻璃复合绝缘子。由于玻璃复合绝缘子的单价高于常规方案中普通绝缘子的单价，附件工程费用较通用造价方案增加2.67万元/km。虽然玻璃复合绝缘子的应用导致建设成本增加，但是按照电网建设全寿命周期管理理念，对技术方案或设备选择进行全寿命的经济性比较，包括线路建设时的基建投资和线路投运后的运行成本。经比较，玻璃复合绝缘子在全寿命周期中的投资相比普通绝缘子较小，因此在经济性上具有优势。6）其他费用。机械化施工考虑杆塔运输与基础型式要利于施工机械进出场，因此，优化设计方案，杆塔选型减小了杆塔占地面积，降低青苗补偿费用，其他费用较常规施工方案减少3.41万元/km，其中建设场地征用及清理费较常规施工方案减少1.91万元/km。机械化施工中施工机械利用率的高低，直接影响工程成本，选用合适的技术方案、施工设备，编制适宜的施工方案，不仅可以缩短施工工期，节约建设成本，对于施工安全系数也会大大提升，机械化施工成为未来施工方式的发展方向。

5推进机械化施工发展的建议

1）技术和经济的统一是控制和合理确定工程造价的首要环节[4]。技经人员要提高素质，熟悉业务，设计人员要关心与经济有关的指标。技经人员要参与从项目立项到工程建设的全过程管理。要采取必要的措施，调动和发挥设计人员和技经人员的积极性，共同控制造价。2）建议全面推行设计、施工、采购、监理、调试的全过程招投标制。通过招标择优选择队伍和厂家，促进有关单位加强竞争意识和经营管理，在保证优质的前提下，合理降低成本，提高经济效益。3）完善机械化施工定额，根据机械化施工特点，结合已完机械化施工工程，实测实量，数据分析，持续深入研究机械化施工计价标准，完善计价依据，编制适合市场经济，满足施工现场需求的企业定额。4）加强与设备厂家合作，研发先进的机械化施工装备，建立装备库，降低设备成本，提高工作效率，有效控制机械化施工的成本。

6结语

虽然不同工程的实际情况有所不同，导致全过程机械化施工和常规施工的技术和造价对比将有所差异。但本工程依托一个典型工程的实际情况，分析对比了全过程机械化施工与常规方案施工的技术和造价，具有一定的参考价值。同时机械化施工目前仍有许多困难，比如施工设备受施工场地制约，施工便道修筑及施工场地占用费较传统施工高，全机械化施工设备选择少，但随着全过程机械化施工的推广，规划部门、建设单位、设计单位、设备制造单位以及施工单位的共同努力，将逐步实现机械化施工标准化、系列化、智能化，并构建安全、优质、高效的绿色电网。

参考文献

[1]国家电网公司.架空输电线路机械化施工技术导则：Q/GDW11598—2016[S].北京：国家电网公司，2016.

[2]曾寿建，许超晨，林瑞宗，等.输电线路全过程机械化施工技术经济分析[J].中国电力企业管理，2016（6）：74-78.

[3]王浩.高压输电线路全过程机械化施工技术应用与探讨[J].机电信息，2019（29）：90-91.

[4]王佳蔚，边小涵.基于BIM技术的装配式建筑与传统现浇式建筑造价对比的探究———以宝鸡市公园路八十九号楼为例[J].绿色环保建材，2021（2）：137-138.

作者：连栎 单位：长沙电力设计院有限公司