機械化施工在高壓輸電線路工程的建議

時間:2022-09-19 11:10:43

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機械化施工在高壓輸電線路工程的建議

摘要:社會發(fā)展勢頭迅猛,各種新技術不斷更新迭代,機械化、人工智能化成為各行業(yè)的發(fā)展方向。在這樣的背景下,電力線路施工機械化程度也在不斷提高,機械化施工改善了施工條件,使電力施工逐步由傳統(tǒng)、高風險、低效率的人工施工轉變?yōu)橄冗M、低風險、高效率的機械化施工。以“邵陽丁界———儒林110kV線路新建工程”為依托,通過對比常規(guī)施工造價與機械化施工造價,展示了機械化施工在電力工程中的發(fā)展前景。

關鍵詞高壓輸電線路;機械化施工;造價對比

中國經濟正在高速發(fā)展階段,人們的生活方式和經濟模式越來越多樣化,科技智能化改變了傳統(tǒng)生產方式,大大提高了社會產能,為了滿足日益增加的用電需求,電網建設正前所未有地加大建設力度。但傳統(tǒng)的架空線路主要依賴大量人工進行施工,而我國人口老齡化、一線施工人員缺少、工資持續(xù)增高,爆破作業(yè)和深基坑危險系數高這些問題一直困擾著電力建設產業(yè)。為了改變“人力為主、機械為輔”的傳統(tǒng)模式,電力企業(yè)持續(xù)開展機械化創(chuàng)新管理,開發(fā)、改進適宜的施工裝備,盡可能實現“機械化換人”“智能化減人”“深基坑作業(yè)不下人”,采用機械替代人力,降低施工風險,保證人身安全,保障工程質量。本文依托“邵陽丁界———儒林110kV線路新建工程”,按照“先進性、專業(yè)化、標準化、系列化”的總體要求,實現線路工程臨時道路修建、物料運輸、基礎開挖、混凝土澆筑、組塔、架線及接地裝置敷設等全過程機械化施工[1]。通過對比機械化施工和常規(guī)施工工程造價,論述機械化施工的可行性和必要性。

1工程概況

1)工程名稱:邵陽丁界———儒林110kV線路新建工程。2)電壓等級:110kV。3)回路數:單回。4)線路路徑長度:24.8km。5)桿塔數量:新建鐵塔83基。6)地形比例:丘陵占全線百分比52%,山地43%,泥沼5%。

2技術對比分析

機械化施工要求工程設計、施工裝備、技術工藝以及工程管理多方協(xié)作,共同配合。因此,機械化施工應貫穿線路規(guī)劃、設計、施工及建設管理的全過程。在規(guī)劃可研階段,在工程選線中考慮機械化施工裝備進場和作業(yè)場地需求,在費用估算中綜合考慮施工場地占用成本。在工程設計階段,應在多方面考慮適宜機械化施工的措施。1)路徑優(yōu)化。充分考慮線路交通和運輸條件,路徑盡量靠近高速、國道、省道以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路。同時考慮到施工能力,綜合考慮物料運輸、設備進場、牽張場設置、放線等機械化施工作業(yè)因素。2)塔位選擇。結合現有道路、地形和施工機械的能力,塔位應選在方便擺放施工機械的緩坡地形,方便機械運輸及進場。3)桿塔設計。按照相關規(guī)定執(zhí)行,并考慮組塔方式、運輸條件、施工荷載、氣候條件等,保證桿塔的強度、剛度和穩(wěn)定,結構型式簡潔,便于機械設備進行運輸及組塔作業(yè)施工。4)基礎設計。根據工程的地形、地質、基礎作用力大小,考慮交通條件、植被覆蓋、青苗賠償、施工裝備等因素,選擇適宜的基礎型式。山地、丘陵段為保持原狀土特性,減少水土流失及環(huán)境破壞,主要采用原狀土基礎,包括掏挖基礎、挖孔基礎。平丘段無地下水主要采用掏挖基礎、挖孔基礎。平丘段有地下水主要采用大開挖基礎。河網泥沼地區(qū)主要采用灌注樁基礎及大開挖基礎。設計優(yōu)先采用原狀土基礎,塔型設計盡量集中,以減少施工道路的建設[2-3]。5)架線方式采用飛行器展放引導線。6)推薦采用專用鏈式開溝機進行接地敷設。

3施工周期對比分析

機械化施工根據線路所處的地理條件及線路工程的具體情況,依據工期的安排和施工人員的數量,組建機械化作業(yè)班組,將線路工程分為若干個工程段,安排多個不同的作業(yè)班組同步開展全過程機械化施工作業(yè)。將不同施工類型的作業(yè)采用流水化作業(yè)的形式進行,可以充分利用好人員和機械,使其達到最佳的循環(huán)配合效果。機械化施工與常規(guī)施工周期對比如表1所示。

4造價對比分析

通過機械化施工方案與常規(guī)施工方案的技術和造價指標對比,來分析機械化施工方案與常規(guī)施工方案之間的優(yōu)劣勢。兩者之間指標的對比如表3、表4所示從上述指標對比表中可以看出,機械化施工方案靜態(tài)投資較常規(guī)施工方案靜態(tài)投資減少了2.87萬元/km。分析差異原因如下:1)架線工程。本工程施工方案考慮了導線的使用周期與導電率,選擇了比常規(guī)施工線重的復合導線,使得機械化施工比常規(guī)施工架線子項費用增加1.06萬元/km,但從全壽命周期角度上看,機械化施工選線經濟上較優(yōu)。2)桿塔工程。本工程地形較復雜,部分地形為山地及泥沼。而常規(guī)施工一般為地勢較緩的地區(qū)。因此本工程耐張塔使用比例較常規(guī)施工方案高8%。本工程鐵塔鋼材較通用造價方案增加3.43t/km,桿塔工程費用較常規(guī)施工方案增加4.63萬元/km。3)基礎工程。機械化施工基礎盡量采用原狀土基礎,針對本工程特點和沿線地質情況,設計與機械研發(fā)部門積極創(chuàng)新和應用新型基礎型式,根據線路沿線地形、地質水文及交通運輸條件,充分考慮施工機械的性能,優(yōu)先選用適宜機械化施工的基礎型式,優(yōu)化基礎土石方量和混凝土量,使得本工程基坑土石方量較常規(guī)施工方案減少368.88m3/km,混凝土量較常規(guī)施工方案減少37.07m3/km,基礎鋼材量較常規(guī)施工方案減少4.51t/km。因此,機械化施工方案中基礎工程費用較常規(guī)方案減少8.29萬元/km。4)接地工程。由于本工程地形比較復雜,輸電線路桿塔基礎的建設受占地面積的影響較大。另外由于山區(qū)土壤電阻率一般比較高,線路桿塔的接地應根據地質環(huán)境針對性地設計。本工程考慮接地形式及接地電阻率問題,接地鋼材量較通用造價方案增加0.09t/km,接地土石方較常規(guī)施工方案增加51.02m3/km。因此機械化接地工程費用較常規(guī)施工方案增加0.64萬元/km。5)附件工程。本工程使用了耐污性好,運行方便的玻璃復合絕緣子。由于玻璃復合絕緣子的單價高于常規(guī)方案中普通絕緣子的單價,附件工程費用較通用造價方案增加2.67萬元/km。雖然玻璃復合絕緣子的應用導致建設成本增加,但是按照電網建設全壽命周期管理理念,對技術方案或設備選擇進行全壽命的經濟性比較,包括線路建設時的基建投資和線路投運后的運行成本。經比較,玻璃復合絕緣子在全壽命周期中的投資相比普通絕緣子較小,因此在經濟性上具有優(yōu)勢。6)其他費用。機械化施工考慮桿塔運輸與基礎型式要利于施工機械進出場,因此,優(yōu)化設計方案,桿塔選型減小了桿塔占地面積,降低青苗補償費用,其他費用較常規(guī)施工方案減少3.41萬元/km,其中建設場地征用及清理費較常規(guī)施工方案減少1.91萬元/km。機械化施工中施工機械利用率的高低,直接影響工程成本,選用合適的技術方案、施工設備,編制適宜的施工方案,不僅可以縮短施工工期,節(jié)約建設成本,對于施工安全系數也會大大提升,機械化施工成為未來施工方式的發(fā)展方向。

5推進機械化施工發(fā)展的建議

1)技術和經濟的統(tǒng)一是控制和合理確定工程造價的首要環(huán)節(jié)[4]。技經人員要提高素質,熟悉業(yè)務,設計人員要關心與經濟有關的指標。技經人員要參與從項目立項到工程建設的全過程管理。要采取必要的措施,調動和發(fā)揮設計人員和技經人員的積極性,共同控制造價。2)建議全面推行設計、施工、采購、監(jiān)理、調試的全過程招投標制。通過招標擇優(yōu)選擇隊伍和廠家,促進有關單位加強競爭意識和經營管理,在保證優(yōu)質的前提下,合理降低成本,提高經濟效益。3)完善機械化施工定額,根據機械化施工特點,結合已完機械化施工工程,實測實量,數據分析,持續(xù)深入研究機械化施工計價標準,完善計價依據,編制適合市場經濟,滿足施工現場需求的企業(yè)定額。4)加強與設備廠家合作,研發(fā)先進的機械化施工裝備,建立裝備庫,降低設備成本,提高工作效率,有效控制機械化施工的成本。

6結語

雖然不同工程的實際情況有所不同,導致全過程機械化施工和常規(guī)施工的技術和造價對比將有所差異。但本工程依托一個典型工程的實際情況,分析對比了全過程機械化施工與常規(guī)方案施工的技術和造價,具有一定的參考價值。同時機械化施工目前仍有許多困難,比如施工設備受施工場地制約,施工便道修筑及施工場地占用費較傳統(tǒng)施工高,全機械化施工設備選擇少,但隨著全過程機械化施工的推廣,規(guī)劃部門、建設單位、設計單位、設備制造單位以及施工單位的共同努力,將逐步實現機械化施工標準化、系列化、智能化,并構建安全、優(yōu)質、高效的綠色電網。

參考文獻

[1]國家電網公司.架空輸電線路機械化施工技術導則:Q/GDW11598—2016[S].北京:國家電網公司,2016.

[2]曾壽建,許超晨,林瑞宗,等.輸電線路全過程機械化施工技術經濟分析[J].中國電力企業(yè)管理,2016(6):74-78.

[3]王浩.高壓輸電線路全過程機械化施工技術應用與探討[J].機電信息,2019(29):90-91.

[4]王佳蔚,邊小涵.基于BIM技術的裝配式建筑與傳統(tǒng)現澆式建筑造價對比的探究———以寶雞市公園路八十九號樓為例[J].綠色環(huán)保建材,2021(2):137-138.

作者:連櫟 單位:長沙電力設計院有限公司