浅谈输电线路的机械化施工

浅谈输电线路的机械化施工

摘要：随着科技的发展，我国各个行业的机械化施工水平也得到了极大程度的

提高。为了适应时代的发展，电力行业近年也逐渐开始重视机械化施工。例如当

前有些电力施工单位在输电线路的设计与施工中运用现代化的机械施工方法，争

取实现输电线路施工质量的最高值，不断促进电力事业的发展。

关键词：输电线路；机械化施工

前言

输电线路作为供电企业与用户之间的连接桥梁，其是保证电力能源高效传输的重要基础，对电力的分配与传输有着重要的作用。此外，它也是连接发电站与变电站两者之间的关键线路，因此，一定要控制输电线路的施工质量。

1基础开挖的机械化

现阶段平丘地段大开挖基础施工基本以机械开挖为主，然而线路基础为了避免大开挖造

成环境破坏，现已大量采用原状土基础（掏挖式基础、挖孔基础），比例超过70%左右，原

状土基础开挖基本以人工掏挖为主，其施工风险大，且开挖效率相对较低。近几年随着施工

装备制造水平的提高，机械化开挖在施工效率、安全性等方面具有明显的优势。设计阶段对

基础开挖机械化施工的考虑，按照平丘和山区分别进行设计。

1.1平丘地段基础开挖机械化

线路在平地和丘陵地段，经过现场勘查后，地层为粉土、砾卵碎石，胶结度好，具备机

械成孔的条件，考虑采用原状土掏挖或中型桩基础。设计过程中考虑到砾卵碎石地层成孔相

对匀质土地段较为困难，考虑采用中等直径桩，严格将桩径为500～800mm，便于小型旋挖

转机顺利成孔，可大幅提高旋挖转机工作效率，同时小型旋挖转机也便于专场，更适应线路

施工的特点。大粒径漂石较多的局部地段，可考虑冲击钻机成孔。

1.2岩石地段基础开挖机械化

线路在山区段，地层常常分布为岩石，采用岩石锚杆基础或岩石承台群锚基础，在勘查

阶段对岩石较完整地段的塔位进行逐基逐腿钻探后，并提供钻探后岩芯图片，详尽地质资料

为后期锚杆钻机顺利成孔提供了必要条件；设计阶段，严格控制锚孔的孔径，将锚孔的孔径

控制为90mm、110mm两种（作用力较大塔型考虑采用承台群锚固基础），深度控制在5m

以内，孔径种类少且严格控制孔深度便于标准化机械施工，提高锚杆钻机工作效率。下图1

为岩石锚杆钻机及施工示意图。

1.3基础开挖机械化

基坑开挖采用履带式挖掘机，履带式行走底盘可适应沙丘地段的行走，如图2所示，可

提高基坑开挖的效率。设计阶段严格控制沙丘地段基础埋深，可便于沙丘地段开挖施工，减

小施工难度。

2混凝土施工的机械化

2.1混凝土施工技术现状及机械化发展方向

线路基础混凝土施工技术，包括混凝土制备和输送，混凝土泵送，混凝土灌注等，根据

塔位不同地形条件需要选择不同的混凝土施工方式。传统的方式是采用现场搅拌、浇筑的方式，必须事先把沙、石料、水泥等物料运到现场，并且要解决水源、电源等问题。施工效率

相对较低。全过程机械化施工方案中，拟采用泵送和履带式混凝土罐车两种方式进行施工。

当运输条件允许时，可设置混凝土搅拌站，实现混凝土集中搅拌，再利用罐车运输至现场，

送入混凝土泵车进行泵送施工，该施工方式可保证质量、高效。当混凝土搅拌站距施工地点

较远或则降低了施工效率并增加了运输成本及施工安全隐患。当道路条件不能满足罐车运输

要求而不具备混凝土集中搅拌条件时，可采用履带式运输车等物料运输装备将混凝土搅拌、

泵送设备、基础材料等运输至塔位附近进行现场搅拌与灌注。另外，可考虑将履带式运输车

改装为混凝土罐车。

设计阶段对混凝土施工的考虑，一般采用下列两种方式。现浇混凝土施工。线路地段交

通较为便利，可考虑在线路中间且有水源地段建立小型搅拌站，进

行混凝土集中搅拌，再利用罐车运输至现场，送入混凝土泵车进行泵送施工，该施工方式可

保证质量、高效。也可考虑采用履带式运输车将混凝土运输至塔位进行浇注。

预制混凝土施工。部分基础可考虑采用预制混凝土构件，运输至现场进行安装。本工程

采用了械成孔后预应力中型桩基础，即将预制桩体运送现场，依靠运输到现场后依靠静压或

重力式压桩机将桩体挤压到桩孔中，由于桩径大于所成桩孔，嵌入土层桩体挤压周围土体，

促使桩体四周受到土体施加的法向环箍压应力桩体与土体侧摩力得到提高，即形成了机械成

孔后预应力中型桩基础，如图3所示。为提高桩体与土体的密实度，还可通过高压注浆管注浆，形成机械成孔后注浆中型预制桩基础。设计阶段严格控制单个桩体的长度及重量，以便

于现场桩体顺利安装提供便利。

现阶段平丘地段大开挖基础施工基本以机械开挖为主，然而线路基础为了避免大开挖造

成环境破坏，现已大量采用原状土基础（掏挖式基础、挖孔基础、嵌固基础、岩石锚杆基础等），比例超过70%左右，原状土基础开挖基本以人工掏挖为主，其施工风险大，且开挖效

率相对较低。近几年随着施工装备制造水平的提高，机械化开挖在施工效率、安全性等方面

具有明显的优势。

在交通和地质条件满足的地区推荐采用机械化施工工艺，可因地制宜地选用旋挖钻机、

机械洛阳铲、岩石锚杆钻机等机械进行原状土基础施工，终勘定位和基础选型设计时应充分

考虑机械化施工的可行性。

采用机械化施工的基础在设计时应充分考虑施工机械对基础型式和外型尺寸的要求。旋

挖钻机机械，土质地基的基础施工桩径为0.6～2m，级差0.2m，理论扩底可达设计桩径2倍，如1.4m可扩到2.8m，钻孔最大深度25m；岩石地基中最大桩径为1.2m，最大钻孔深度12m。土质地基及饱和单轴抗压强度小于10MPa的地基桩端可以扩底，当岩石的饱和单轴抗压强度大于10MPa，桩端不能扩底，基础设计时应充分考虑旋挖钻机对基础外型和尺寸的要求，设

计中应尽量减少桩径和扩底规格。

机械洛阳铲，适用于黄土地区，桩径不宜大于2.0m，机械洛阳铲成孔基础可采用人工扩

底或不扩底两种型式。岩石锚杆基础宜采用轻便型锚杆钻机，锚孔直径宜取100～120mm，

锚孔深度控制在6m以内。

3组塔施工的机械化

组塔施工杆塔组立主要依靠普通抱杆。随着输电线路电压等级的不断提高，输电线路铁

塔的塔形尺寸显著增加，塔材单件重量大，安装精度要求高，质量控制严，组塔施工难度增加，对组塔施工水平也提出了更高的要求。因此，必须根据结合工程实际条件，选择合理的

机械化组塔模式。

设计阶段对组塔施工的考虑，对于沿线交通运输条件较为便利地段，可考虑采用大型流

动式起重机进行组塔，可大大提高组塔效率；部分呼高较高杆塔可考虑采用抱杆模式进行组塔。在设计阶段，按照机械化施工的要求，优化了铁塔结构、节点连接，严格控制单个构件

的重量，以充分适应现场组塔机械的配置要求。原则上要求单根构件重量控制在1.5t以内，

且长度不超过12m，山区运输困难地区长度可适当减小；肢宽110mm及以下的角钢原则不

超过9m。

4架线施工的机械化

架线施工的现状及机械化发展方向，现阶段，大多数情况下，展放导引绳时仍采用人工，结合工程地形（主要由平原、丘陵、山区组成），平原段交通便利，障碍物众多，山区交通

困难，靠人工展放导引绳，费时费力，不方便施工。设计阶段对架线施工的考虑，为了保证

工程安全，提高施工效率，建议采用动力伞、无人机或直升机放线。

5接地体敷设的机械化

现阶段，工程上普遍使用的还是对平接地体敷设，需人工挖槽、敷设，但在西北地区，

这种做法会对环境造成很大破坏，植被恢复很难，线路如果在经过沙丘、坡地、山区时，人

工槽如填埋不妥当，填埋物就会被风吹走、被雨水冲刷，使放射线裸露；将对整条线路的安

全性造成很大影响。如何用钻机或者机器代替人工将是接地体敷设机械化的发展方向。