摘要：现今，随着社会经济的持续快速发展，电网投资规模持续加大，电网工程建设呈快速上涨趋势。输电线路是电网工程的生命线，线路建设存在点多、面广、山高、路险等特点，比起电网技术的长足进步，输电线路工程施工中依然存在风险和掣肘。全过程机械化施工，改变了线路工程建设过去以人力为主、机械为辅的方式，实现了线路工程建设向机械化方式的转变，有利于提升电网安全质量、效率效益、工艺水平，是一流电网建设技术发展的必然趋势。基于此，文章根据这一现实需求，在阐述全过程机械化施工在电网建设意义的基础上，通过实际案例分析，解读了输电线路全过程机械化设计与施工，全过程机械化施工的应用不仅节约了大量人力、资源成本，而且实现了企业效益的最大化，适宜在电网工程建设中大力推广应用。
关键词：电网建设；全过程；机械化施工；技术应用
1全过程机械化施工在电网建设中的意义
所谓全过程机械化施工，即为以新的方式、新的视角、新的思维模式为基础，采用现代化的机械设备为线路工程建设的落实及实施提供有效的技术指导和应用。传统架空输电线路的施工基本上以人力为主，机械化强度不足，主要是因为架空输电线路建设场地一般均远离市区，交通不便，有些地方更是穿越高山峻岭、原始森林，大型机械化设备难以到达现场。然而随着我国社会经济的发展，人力资源成本的增加，且人口老龄化问题逐渐突出，对于架空输电线路的施工而言，未来全过程机械化施工是大势所趋。为了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，国家电网公司提出，要按照“先进性、专业化、标准化、系列化”的总体要求，创新设计方法，创新装备研发，实现全过程、系列化技术成果。
先进性要求施工装备机械化、自动化程度高，技术先进，应用灵活，安全高效，结合线路施工特点，研制开发体积小、质量轻、功能齐全、灵活组合、便于转场的专用机械装备。专业化要求施工装备适应电网工程特点，专业针对性强、功能适用，满足线路施工地质、地形和杆塔基础需要，具有挖掘、起重、筑路、运输等多种功能。标准化要求实现满足不同地形、地质条件下机械化施工的基础设计方法、通用设计成果，施工装备设计、制造标准化，施工方案、作业指导书、施工组织标准化。系列化就是针对不同地质、地形条件，形成系列化设计技术成果，形成不同功能、型式、规格、参数的系列化施工机械，满足修筑道路、物料运输、基础施工、组塔、架线等施工全过程需要。
2输电线路工程项目概况
某220kV输变电工程新建同塔双回路长度约12.9km，线路导线截面为2×400mm2，地线采用两根24芯OPGW，仅在构架进线档处采用JLB40-150分流地线。同时，该输电线路全线总共新建铁塔43基，其中，直线塔有24基，耐张塔达19基。为了更好的适应机械化施工对道路运输的特殊需求，现对该输电线路全过程机械化设计与施工做如下叙述。
3输电线路全过程机械化设计与施工
3.1工程地质
（1）拟建线路所经地段区域地貌单元为低山丘陵、河流冲积平原，微地貌单元有岗地、漫滩等，地形稍有起伏。
（2）沿线地层岩性低山丘陵段地层岩性主要由中生界白垩系上统砂（砾）岩、泥岩等岩石构成基岩；局部新生界第四系冲积形成的粉质粘土、卵砾石构成上覆盖层。河流冲积平原主要由新生界第四系全新统冲积形成的粉质粘土、粉土、中粗砂等构成上覆盖层；下覆基岩埋藏较深。
（3）根据沿线地质调查，雨水作用下可能有少量小面积滑塌等不良地质作用。山间冲沟、河流两侧漫滩及河湖积平原地段，由于地势低洼、地基土质松软、地下水埋藏较浅，可产生流砂、基坑坍塌涌土等不利施工因素。
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3.2路径选择优化设计
综合考虑施工、运行、交通条件和线路长度等因素，对路径选择提出优化方案，使线路路径走向安全、可靠、经济合理。综合利用遥感等技术解析的沿线空间地理信息，优化好路径走向，尽量避开矿藏区、林区、古迹遗址和不良地质地段。
3.3线路塔位优化
施工机械到塔位，减少人工投入是全过程机械化施工一个显著特点，塔位的选取应综合考虑工程本体量与运输通道工程量的关系，尽量靠近运输线路，减少运输通道的投入。同时考虑到施工能力，合理选择交叉跨越点，使连续牵张长度合理。塔位宜选在方便摆放施工机械的缓坡地形，提供稳定平台支撑施工机械。 为满足工程机械化施工的要求，相应对测量、地质等专业提出基于机械化施工条件下的勘测要求。
3.4 基础设计优化
根据所选线路沿线地形、 地质及交通运输条件，优先选用适宜机械化施工的基础型式全掏挖基础、板式直柱基础、板式斜柱基础、PPG 后注浆灌注桩基础等。 基础的优化设计：以结构受力体系最合理为优化目标的整体优化，考虑充分利用基础受力体系的特点，改善基础结构形式，节约材料消耗；在一定的结构受力体系下以造价最低为优化目标的局部优化。
3.5物料运输方式
大量线路铁塔塔位地形条件复杂，施工条件困难，给施工物料的运输以及施工装备进出场运输带来极大的难度。目前输电线路常用的物料运输方式有：通用车船运输、人力（畜力）运输、索道运输等。本工程主要采用履带运输车进行施工装备的运输，其运输能力强，最大爬坡角度可达 30°，采用了地面附着力较大的履带底盘，可应对路窄、坡陡、弯急、道路泥泞等路况，大大减少开山筑路的范围及对环境的破坏，并降低山区修路的费用。 运输功能多样化，可运输最长 12m，最大直径 1.2m 的钢管构件。 采用无线遥控操作，安全性能高。
3.6杆塔组立
随着铁塔高度重量的不断增加，杆塔组立施工方式也在不断改进，从早期的人字扒杆组立铁塔到应用最广泛的格构式抱杆组立铁塔，到现在安全性更高的塔机组塔，不受地形限制的直升机组塔等多种形式。本段杆塔主要特点是安装精度要求高，施工难度大。结合地形地貌情况和铁塔自身特点，根据当前工程中使用的各种组塔机械施工工艺，本工程采用机械化程度较高的吊车组塔方式。采用吊车组塔有如下优点：吊车组塔施工周期时间短；人员劳动强度低，大量减少了人员高空作业量，使作业安全性得到大幅提升；铁塔组立质量好，由于塔铁件的组装工作基本在地面完成，铁塔的螺栓紧固强度高，构件变形情况小；适用于工期要求紧迫的铁塔组立工作。
3.7架线布设
目前电网架设常使用张力放线，该方法利用牵引机、张力机等施工机械展放导线，使导线在展放过程中离开地面和障碍物而呈架空状态，再用与张力放线相配合的工艺方法进行紧线、挂线及附件安装。结合实际，本工程采用“集中控制智能张力放线系统”进行架线。“集中控制智能张力放线系统”是为解决大型牵张设备进场困难、现场多分裂导线展放作业环境恶劣、用工量大、现有施工装备适应面窄、企业被迫重复投资等问题而开发研制的一套系统。全部系统由集中控制中心、多功能动力中心、多组牵张力执行单元以及多组尾架构成。本次架线施工采用三相导线同步展放的方法：1）导引绳展放：采取不落地展放方式展放初级导引绳。牵引方向为张力场→牵引场当导引绳展放过半时，导引绳与导引绳之间加装一个旋转连接器；2）牵引绳展放：使用牵张场均配备中张力机，展放三根牵引绳。牵引方向为张力场→牵引场；3）导线展放：两条子导线采取一牵二同步展放三相的方式展放。牵引方向为张力场→牵引场；4）地线展放：和导线导引绳同步展放。
参考文献
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[2]黄瑞峰.剖析输电线路全过程机械化设计及施工探究[J].山东工业技术,2016,24:96.
[3]张玥.超高压输电线路工程建设合同管理研究[D].华北电力大学,2013.
论文作者:马守锋1,闫安2,刘建锋3,李林峰4,何延辉5
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/13
标签：线路论文; 全过程论文; 电网论文; 铁塔论文; 导线论文; 地形论文; 基础论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;