架空输电线路工程全过程机械化施工设计浅析

架空输电线路工程全过程机械化施工设计浅析
摘要：按照“先进性、专业化、标准化、系列化”的总体要求，从设计入手，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、接地
装置敷设等全过程机械化施工。

本文结合一般工程地质、交通等外界条件，提出
了适用于常规工程的全过程机械化施工设计方案。

关键词：架空输电线路；机械化施工
1. 引言
为持续提升智能电网工程建设能力、提升施工技术水平，推进施工企业转型
升级，国家电网公司要求加强施工技术和装备创新，推进输电线路全过程机械化
施工。

输电线路全过程机械化施工按施工工序可以分为以下几部分：临时道路修建、物料运输、基础施工、组塔施工、架线施工、接地施工等。

2. 基于机械化、模块化施工的设计方案研究
3.1 路径选取
全过程机械化施工一个显著特点是施工机械到塔位，减少人工投入，相应就
要增加施工临时道路的投入。

因此线路路径的的选取应综合考虑工程本体量与运
输通道工程量的关系，在综合费用不增加的情况下，应使线路路径尽可能靠近现
有国道、省道、县道及乡村公路，山区路径选择尽量靠近公路、村舍，对原路径
远离主干公路而无乡村公路、交通条件较差处进行调整，改善线路交通条件和运
输条件，减少运输通道的投入，从而也降低因减少开挖施工临时道路所带来的环
境破坏问题。

同时考虑到施工能力，合理选择交叉跨越点，连续牵张长度不宜过大。

3.2 机械化施工塔位选取
施工机械在进行塔位基坑开挖、接地体敷设、杆塔组立时，因其需要输出强
大功率，必然要求施工机械要有一个稳定的平台提供支撑，所以塔位宜选在方便
摆放施工机械的缓坡地形。

有可能会因选择这样的地形造成铁塔呼高增加，此时
综合比较后再作出取舍。

3.3 基础选型
结合工程线路沿线交通运输、气象、水文、地质情况，根据各种施工机械的
特点和适用范围，合理选择基础型式，优化基础外型尺寸，尽量减少工程造价，
从设计角度全力配合基础机械化施工。

3.4 基础设计
3.4.1 机械化掏挖（挖孔）基础设计优化
机械成孔有效规避了人工掏挖、挖孔基础的安全风险，提升基坑成孔质量，
提高施工速度和效率，降低人员劳动强度，缩短施工工期，整体经济效益和社会
效益非常明显。

根据线路概况和现阶段掏挖机械的应用特点，通过对机械洛阳铲、旋挖钻机和掏挖钻机等掏挖机械进行比选，一般推荐采用旋挖钻机作为掏挖（挖孔）基础机械成孔设备。

3.4.2 锚杆基础设计优化
（1）采用必要的勘察手段和评价方法，提高勘察的质量和可靠度。

（2）勘测地质专业在现场必须逐基逐塔腿准确的鉴定和描述岩体的稳定性、覆盖层厚度、岩石的性质、风化程度及物理参数。

（3）锚桩孔径应考虑可运输的钻机钻头直径的限制，孔径统一取150mm。

（4）根据抗拔力计算最小锚杆长度，过长的锚杆并不能增加抗拔力，却极大
增加钻孔难度，锚杆长度控制在6m之内。

3.4.3 灌注桩基础设计优化
该种基础型式通过机械成孔浇筑钢筋混凝土，通过作用于桩端的地层阻力和
桩周土层的摩阻力来支撑轴向荷载，依靠桩侧土层的侧向阻力来支撑水平荷载。

该型基础钢筋和混凝土用量都较大，造价很高，主要用于由于基础作用力很大、
地质条件极差或有特殊要求，普通浅埋基础不能满足要求的塔位。

3.5 杆塔设计
3.5.1 铁塔结构优化
工程应从导线选择、杆塔选型、塔身断面、构件断面、材质、节点构造等方
面进行杆塔设计优化，有效降低铁塔耗钢量、基础作用力和基础工程量，从而减
轻机械化施工的物料运输重量，减小施工机械，降低施工难度，为平地段大吨位
吊车整体起立的组塔方式提供有利条件，有效缩短施工周期。

采用Q420高强钢，改善铁塔受力性能，简化铁塔结构构造，减轻单根构件
的重量，从而减少运输、安装等费用。

3.5.2 组塔及架线施工孔预留布置
针对铁塔组立及架线特点，工程应在铁塔设计阶段将优化节点构造，按照功
能要求预留施工孔，与施工进行接口配合，满足施工要求。

3.5.3 注意合理分段
优化铁塔主材分段长度，控制单根构件重量，方便材料运输。

主材长度一般
不超过12m，L100及以下的角钢构件长度一般不超过9m。

3.5.4 当施工单位明确采用塔机组塔时，应对铁塔结构、吊点局部进行验算补强，并在铁塔相应位置设置连接装置。

3. 全过程机械化施工的施工组织设计
3.1 组织措施
3.1.1 工程施工单位的确定
除一般要求外，施工单位还必须满足机械化设备的要求，并设立负责机械化
施工的技术组，统一协调。

3.1.2 主要机械设备
工程施工单位必须配备的机械设备包括：挖掘机、挖掘机、装载机、压路机、岩石锚杆钻机、旋挖钻机、吊车、小型搅拌机、混凝土泵车、履带式运输机械。

3.1.3 工程项目部和材料站布点
为了使工程便于调度和施工用材料保管，工程项目部和材料站宜设在离输电
线路中心较近，交通方便；便于机械化设备运输。

3.1.4 机械化施工场地布置
一般将工程进行分段施工，设置3个仓库：
施工现场水泥仓库面积： 20×10×4=800㎡
钢筋加工棚面积： 20×10×4=800㎡
机械化施工机械仓库： 20×10×8=1600㎡
3.2 施工综合进度
3.2.1 施工进度计划
施工工期与综合进度是根据工程招标文件、合同要求、施工程序及工程量，
在确保材料物资供应进度、资金到位的基础上综合考虑，是人力、物力、资源、
组织、管理的组合。

施工单位应严格按照合同规定的工期要求，科学地组织施工。

并在条件许可的情况下，缩短工期、节约成本。

3.2.2 保证工期的措施
（1）全过程的机械化施工：从设计、基础施工、临建道路修建、物料运输、铁塔组装、架线施工、接地敷设等多个方面进行研究，设计了适用于本标段的全
过程机械化施工的方案。

（2）设立负责机械化施工的技术组，统一协调。

（3）在施工组织、进度计划及劳动力的安排上应充分考虑气候带来的影响，作业点分散，安排投入充足劳动力，争取在四、五月份，完成基础混凝土施工。

（4）推广技术革新和新技术运用；提高工程一次优良品率；提高机械施工作业水平，提高劳动生产率，调动全体施工人员的积极性；通过科学管理、合理安排、保证安全、质量的前提下，减少投入、降低损耗、实现工期目标和降低工程
建设成本。

3.3 施工网络图
在工程施工组织和工程施工管理中精心组织、科学管理。

精简机构，以精兵
强将组成施工队伍，发挥一专多能，减少管理人员。

加强职工思想政治工作，使
全体施工人员努力为工程多、快、好、省地胜利完成作出贡献。

制定各施工项目
合理的施工工期，采用网络计划技术编制总进度计划，各施工队采用流水作业理
论和网络计划编制分段工程的进度计划。

所有进度有计划从静态管理逐步过渡到
全过程动态管理，及时跟踪、调整、明确关键线路，确保施工工期。

建立以项目
经理为首的生产高效率指挥系统。

做到情况明、调度灵、行动快，减少不必要的
停工现象。

对机械设备、施工工器具加强维护，合理调配，提高周转率和利用率。

由项目法人提供的装置性材料应有合理的供应计划，避免造成停工待料。

加强材
料核算、领用保管及质量检验工作，减少运输及工地损耗。

加强与地方政府及有
关部门的联系，取得地方政府和当地群众的支持和协助，减少不必要的开支，提
高工作效率。

参考文献
[1]电力工程高压送电线路设计手册(第二版)中国电力出版社,2003年1月；
[2]110kV～750kV架空输电线路设计规范，GB50545。