（中国能源建设集团广东火电工程有限公司 广东广州 510730）
摘要：输电线路挖孔桩开挖遇到岩石地质时施工方法普遍采用人工开挖与雷管爆破施工相结合的方法，除这种施工方法之外，还有一种新技术、新工艺，那就是利用水磨钻施工方法在输电线路挖孔桩（岩石地质）的使用，该技术自动化程度高，现该方法在输电线路上实际应用较少，还不是很普及。
关键词：水磨钻、新技术、新工艺；
引言：目前电力线路的规划路径大多经过高山大岭，位于该地形区域的基础形式一般以挖孔桩、掏挖桩形式居多，这些基础的地质一般是选在条件较好的地方，但是对于施工来说，地质较好意味着会碰上岩石地质，由于山势崎岖、孔洞较深，大型机械无法到达施工现场和满足施工要求，因此对于基础开挖难度十分之大，采用水磨钻施工方法，能有效的降低施工成本、劳动强度和人力资源消耗。
1、施工概述
挖孔桩开挖施工方式一般以人工开挖和爆破施工为主，人工开挖存在一定的局限性，对于中风化以上花岗岩，人工开挖无法达到施工要求，大多情况会采取雷管爆破施工；随着国家对于炸药等危险用品的管控及环保的要求，不仅手续难以办理且成本大幅上升，该施工方法对环境也有一定程度的影响；由我司建设中的500kV海门电厂线路有一半位于山区的基础属于挖孔桩，设计地质报告上多数为岩石地质，且基础周边存在运行线路和风电场风机，为了解决岩石地质开挖难题和施工对内外因素的安全性、环境的保护，项目试用水磨钻设备进行开挖施工，效果显著，在规定的施工时间完成施工任务。
1.1三种施工方法的对比
通过以上三种施工方法的对比，使用水磨钻施工方法在多个中领域中具有优势，对以后开挖岩石地质的挖孔桩奠定了扎实的基础。
2、水磨钻施工原理
水磨钻挖孔桩主要针对岩石地质不能爆破施工和其他机械成孔难度极大的地方，用水磨钻沿设计孔径内沿钻孔取芯，并孔孔相连、环环相扣，使孔壁和桩芯完全分离，然后桩芯桩芯剩余大部分芯体用小磨钻或风枪钻若干眼（尺寸以现场施工、顽石强度而变），在小孔内植入钢楔子，用大锤击打钢楔子或使用裂石器材使岩芯裂成小块，用在施工前井口搭设的卷阳机吊出孔外，依次钻岩、取芯、破裂、出渣循环而最终成孔。
图2-1水磨钻设备 图2-2水磨钻取芯设备
3、施工流程及施工方法
3.1施工流程图3-1
图3-1 水磨钻施工流程图
3.2施工作业方法
3.2.1 在每个坑口上搭设钢管支架，并安装滑轮，与卷扬机组成提升系统，做好把坑内的弃土提升的准备。
3.2.2安装水磨钻机、用电设备，并先将坑洞上层浮土进行人工开挖清除，做好每节护壁；待遇到中风化及以上地质时，在坑洞内使用钢管和木方支撑于开挖处上方用以固定水磨钻机不跑位，然后进行水磨钻开挖；如下图3-2所示：
图3-2水磨钻机施工流程图
3.2.3 钻取四周岩石：沿桩基孔壁布置周边取芯点，取芯圆与坑口内壁相切，取芯圆之间的距离应比取芯直径小20～30mm，。依次钻取外周的岩芯，取出的岩芯高约40cm，将外周岩芯取完后孔桩外围便形成一个环形临空面，并向外清除取出芯样。
3.2.4 钻取中间岩石：沿桩半径钻取岩芯，将中间岩体分成4等份，每份占桩芯岩体的1/4，以便于岩体破裂，并向外清除取出芯样。
3.2.5使用风镐设备对4块岩体进行猛烈震击，使得岩体受到外界力量，从各临空面产生错位拉裂，将拉裂后的岩块进行清除。
3.2.6由于水磨钻取芯，使周边孔壁成锯齿状，为保证设计桩径和无欠挖现象，需敲掉孔壁锯齿修正孔洞，进行纠偏；清除孔内碎渣，并进行下一循环水磨钻施工，直至达到设计埋深要求。
图3-3水磨钻挖孔成型图
4、施工方法所需设备和人员配置：
4.1施工设备
水磨钻施工作业主要机具配置如下表4-1所示：
4.2施工人员
针对施工现场设置各个岗位的人员配置，协调好此项展放工作，各施工力量安排计划见表4-2所示：
5、施工关键点
面对中风化及以上的岩石地质，常规方法采用雷管爆破，存在安全隐患，对周边建筑物震动和扰动影响较大、对山体结构造成破坏影响基础日后受力且会对周边环境造成破坏，故需解决不存在安全隐患的前提下，还需保证施工进度工期不滞后，对基础开挖是一个大的关键点。
充分利用相关资源及可行性技术，水磨钻施工使用了机械摩擦及破坏岩石完整性，使岩石这种地质对于开挖的难度有一定程度的降低，且减少扬尘的情况，对于环境保护及个人职业健康都有较好的帮助。
6、施工创新点
6.1水磨钻施工过程中通过水磨钻机设备对岩石进行摩擦取芯的方法通过人机配合、以机代人、“立体化”模式施工，确保挖孔施工高效、可靠，能够最大限度的发挥机械及作业人员的工作效率，通过提高对机械的使用率达到了减员增效的效果，有利于施工管理，安全措施可靠、保障。
6.2 该施工技术创新应用在于面对高山大岭、海拔高的地形地貌中遇到岩石地质开挖
相比其他施工技术有较大的优越性，既排除周边的安全隐患且施工进度不受影响。
7、技术应用效果
本项目的基础用于水磨钻施工技术，以“500kV海门电厂线路”示范工程为依托。该工程有一半位于山区的基础属于挖孔桩，设计地质报告上多数为岩石地质，且基础周边存在运行线路和风电场风机，为了解决岩石地质开挖难题和施工对内外因素的安全性、环境的保护，项目部试用水磨钻设备进行开挖施工，通过该施工技术总结出了经济花费的成本低、场地适应性高、施工进度可控、周围环境无污染、安全性高，具有推广的价值等特点，具有明显的社会和经济效益。建议推荐其他在建的项目，如：乌东德直流线路15、17标等。
8、效益分析
本次分析以500kV海门电厂线路工程为例，其中有10基是通过水磨钻进行岩石开挖。具体分析如下：
8.1经济效益
工程采购水磨钻设备费用为：
（1）水磨钻设备采购价格：3000-3500元/台之间
（2）水磨钻现场所需发电设备：30000元/台以内
（3）水磨钻损耗品：钻筒250元/个，钻筒刀头5元/个
（4）人工（包括取芯、震碎、清渣）：每孔洞每次水磨施工需要2个人工；
从总体经济效益上，按照500kV海门电厂线路基础工作量情况，水磨钻施工不超过在15万元，且设备可以重复使用，而如采取雷管爆破的方式，按照本次工作量计算，通常需要花费70万元，相比之下，水磨钻施工整体费用比爆破费用更低，将近节省成本55万元。
8.2进度效益
每个孔洞水磨钻施工每日可以开挖30-40cm深度，而爆破施工每次爆破需要先安排人打炮眼、安装雷管炸药，清哑炮，爆破一次需要2天时间，且深度在50-70cm之间，按照爆破每日平均进度在25-35cm深度，水磨钻相比起来进度跟爆破施工相近，且水磨钻不受违禁品管制、手续办理等因素影响造成停工事宜，所以水磨钻在进度上更加可控、合理；
8.3环保效益
（1）水磨钻施工是靠摩擦取芯施工，无较大震动，且控制在测量放样的范围之内，对周边土（岩）体不造成破坏。
（2）水磨钻施工需靠水对摩擦位置降温降尘，降低了人体呼吸道伤害和空气环境污染。
（4）水磨钻施工作业发出的声音基本上来源于钻取岩体时设备与岩体的磨切，响度有限，不会产生较高分贝的影响。
（5）水磨钻施工方法基本上不会对其他部位岩体造成扰动、破坏，体现了“节约资源”“低碳环保”的施工理念。
8.4安全效益
（1）水磨钻施工不产生飞石，取芯的岩体为整体，容易运输清理，不产生危害性。
（2）水磨钻所用都是机械设备，不属于危险品，在安全上只要做好用电安全措施和机械防伤害措施，不存在不确定性危险隐患。
8.5其他效益
（1）进度与爆破施工相近，比人工开挖优越，且不像爆破施工受材料供应及施工条件的影响。水磨钻施工无需使用任何材料，且不受到天气及周围环境影响，确保了施工进度。
（2）成孔质量好，扩孔系数小。水磨钻施工成孔规则，超挖欠挖控制良好，所以可降低混凝土的超灌机率，减小了损失。
（3）水磨钻施工技术适用于作业面小、人群密集程度高，以及对噪声、震动干扰较敏感的结构物基础的开挖施工。
（4）水磨钻施工后主要设备可重复利用，消耗设备可进行加工处理再利用，资源利用性较大。
9、水磨钻推广价值
（1）挖孔桩基础地质存在中风化及以上可使用，不会因爆破手续难办理造成总体工期影响。
（2）水磨钻可在附近存在带电线路、建筑物、风电场等区域使用，不受环境因素影响或因爆破存在一定安全隐患，造成不必要的纠纷。
（3）水磨钻不需要炸药等高价格高危险性物品，扩孔系数可控，不会因消耗材料成本的增加或者扩孔大超灌，造成建筑材料成本浪费。
（4）水磨钻施工工期优势，该施工方法震动小，危险性小，可多孔洞同步施工，不受天气影响和材料供应影响（炸药及雷管）限制，且比人工开挖进度快，对较难开挖地质在工期上有一定的可控优势。
（5）水磨钻技术含量较低，对于工人无特殊技术要求，经过培训和技术交底基本可直接上岗操作，但需通过组织来优化操作熟练度和进度。
（6）水磨钻机设备较小，有更好的适用性，适合施工通道受限、作业面小、人群密集程度高，的地方使用。
10、结束语
通过本工程水磨钻施工情况，水磨钻施工机械设备简单、小型、可重复使用，操作简单、对环境保护好和空气污染较低，扩孔可控、成孔美观、能降低材料成本、施工成本等方面有优越性，对爆破手续办理较难、炸药雷管供应受限、周边施工环境受限的施工作业面较安全可靠，工期可控等优势，将该施工方法进行优化后推广使用。
论文作者:樊友兵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：水磨论文; 地质论文; 岩石论文; 方法论文; 设备论文; 雷管论文; 基础论文; 《电力设备》2018年第32期论文;