任志剛，鄭義斌，于春輝，宋偉杰，白 哲

（國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司，山東 濟南 250012）

0 引言

全過程機械化施工是輸電線路發(fā)展改革的方向，從根本上改變?nèi)肆橹?、機械為輔的傳統(tǒng)方式，實現(xiàn)了線路工程建設(shè)向機械化方式的轉(zhuǎn)變，是實現(xiàn)三型兩網(wǎng)、世界一流電網(wǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)的必然要求。開展輸電線路全過程機械化施工是提高輸電線路施工機械化率、全面降低施工成本和安全風(fēng)險的重要創(chuàng)新舉措，有利于提升電網(wǎng)安全質(zhì)量、效率效益、工藝水平，有利于提升施工企業(yè)整體實力和輸電線路建設(shè)本質(zhì)安全，所以輸電線路機械化施工全過程管理與控制問題研究十分必要。

以濟南鵲山110 kV 輸電線路工程為例進行研究，結(jié)合工程實際，組織各方進行了全面試點工作策劃，該工程是濟南第一條國家電網(wǎng)公司全過程機械化施工的試點工程，線路全長11.0 km，線路調(diào)整后，新建鐵塔總數(shù)為40 基，其中雙回路角鋼塔30 基，雙回路鋼管桿10 基。新建線路導(dǎo)線采用JL／G1A-300／40、2×JL／G1A-300／40 型鋼芯鋁絞線，地線采用2 根OPGW 光纖復(fù)合架空地線。

1 全過程機械化施工的可行性分析

1.1 機械化管理和控制措施

輸電線路施工的全過程機械化是輸變電工程總體建設(shè)中的重要一環(huán)，要從工程管理的建設(shè)、施工、設(shè)計等各方組織入手，采用創(chuàng)新工藝及創(chuàng)新設(shè)計方法，著眼施工工藝的可行性，在工程建設(shè)全壽命周期的各個階段統(tǒng)籌兼顧，為全過程機械化施工創(chuàng)造便利條件，全面提升輸電線路工程建設(shè)經(jīng)濟效益和社會效益［1］。

建設(shè)過程中，主要工序包括臨時道路修建、物料運輸、基坑開挖、混凝土澆筑、鐵塔組立和架線施工［2］。將工序與作業(yè)層班組結(jié)合的方式將工程整體劃分為各個階段，通過優(yōu)化施工組織措施，確保輸電線路作業(yè)呈流水化施工，保證各施工班組可以同時在不同的施工區(qū)段上先后平行搭接施工，充分提高機械化生產(chǎn)率［3］。

1.2 工程機械裝備應(yīng)用

線路施工過程中使用履帶式運輸車、挖掘機、反循環(huán)鉆機、吊車組立鐵塔、發(fā)電機及電焊機、牽張機設(shè)備、八旋翼輕型飛行器等機械進行施工，通過在各分部工序中應(yīng)用工程機械裝備，不僅提高施工效率，降低施工成本，更好地指導(dǎo)工程施工管理，縮短施工工期，還在一定程度上保障了人員安全和周圍環(huán)境。

1.3 實例工程概況和實施條件分析

線路基礎(chǔ)在黃河北部平地地段，地層為粉土、礫卵碎石，具備機械成孔的條件，基礎(chǔ)型式全部采用灌注樁，地形及地貌狀況主要為平原，通行能力較好，施工機械可經(jīng)過原有的或經(jīng)簡單修建簡易便道即可通往多個塔位。通過協(xié)調(diào)統(tǒng)籌各工序中工程本體的實施條件，合理配置相應(yīng)機械和人力，全方位提高施工現(xiàn)場的施工效率和作業(yè)安全，更加適應(yīng)輸電線路電力建設(shè)的技術(shù)和安全發(fā)展趨勢。

2 全過程機械化施工管理應(yīng)用經(jīng)驗

2.1 機械化施工流程

根據(jù)實際情況制定匹配的機械化施工方案，通過臨時道路修建的機械化、物料運輸?shù)臋C械化等方式來實現(xiàn)全過程機械化施工方案管理與控制［4］。

全過程機械化施工流程為：機械化施工總平面布置→臨時道路修筑及作業(yè)面整理→基礎(chǔ)鋼筋工廠化加工→旋挖機成孔→鋼筋籠樁孔位吊裝及對接→預(yù)拌混凝土用罐車運至樁孔及灌注→基礎(chǔ)完工后作業(yè)面平整→組塔吊車進場→吊車組立鐵塔→組塔后作業(yè)面清理→架線施工初導(dǎo)繩飛行器展放→各級引繩牽張機逐級牽引→張力放線→緊線及附件安裝→竣工驗收［5］。

2.2 關(guān)鍵點安全作業(yè)管控措施

在機械化施工條件下明確施工現(xiàn)場關(guān)鍵點作業(yè)風(fēng)險提示、作業(yè)必備條件、作業(yè)過程安全管控措施。針對輸電線路工程風(fēng)險等級較高的組塔、架線等核心作業(yè)，劃出施工現(xiàn)場安全管理中杜絕觸碰的隱患或停工紅線，作為施工管理的強制性措施［6］。

將施工過程中的關(guān)鍵點和安全管控措施納入施工作業(yè)票，在項目部及作業(yè)層班組成員中強化培訓(xùn)效果，進一步提高培訓(xùn)實效。針對關(guān)鍵作業(yè)的安全警示視頻做到全覆蓋推廣，明確施工作業(yè)任務(wù)分工、安全必備條件、技術(shù)要點，推動管控措施有效落實到作業(yè)現(xiàn)場。

2.3 強化作業(yè)層班組控制措施

在滿足機械化施工方案管理的同時，施工過程中嚴(yán)格履行國家電網(wǎng)有限公司“深化基建隊伍改革、強化施工安全管理”12 項配套政策中的相關(guān)要求，組塔、架線重要工序只能采用勞務(wù)分包的方式，禁止采用專業(yè)分包或勞務(wù)分包自行施工的方式。

施工作業(yè)班組采取“施工單位作業(yè)層班組骨干+核心分包隊伍勞務(wù)作業(yè)人員”組建方式，且勞務(wù)分包開展工作的同時必須由作業(yè)層班組的骨干的指揮和監(jiān)護。作業(yè)班組骨干配置的最低標(biāo)準(zhǔn)及任職資格如表1 所示，從而推動施工企業(yè)強化技能人才補充、培養(yǎng)和配置。

表1 三類骨干人員任職資格

工程管理中，一是以作業(yè)層班組為基本單元構(gòu)建施工組織管理體系，取消施工隊管理層級，由施工項目部對作業(yè)層班組進行直管；二是以骨干人員為核心組建作業(yè)層班組，同時將具備承擔(dān)線路工程施工作業(yè)層班組骨干人員在公司統(tǒng)一平臺進行報備；三是以標(biāo)準(zhǔn)化為抓手抓實作業(yè)層班組管理。將作業(yè)層班組打造成專注專項作業(yè)的正規(guī)化、專業(yè)化團隊，實現(xiàn)對施工作業(yè)現(xiàn)場的實時有效管控，提高安全質(zhì)量管理水平。

3 典型施工方法特點

3.1 機械化率高

機械化率能夠體現(xiàn)輸電線路全過程施工中機械化裝備應(yīng)用和覆蓋情況。因此本工程機械化率的計算是把工序細分為物料小運、基礎(chǔ)施工、組塔施工、架線施工、接地敷設(shè)等5 個主工序及11 個子工序，并且對每基塔的機械化裝備應(yīng)用進行加權(quán)評分，通過各工序機械化率的權(quán)重加權(quán)計算，如表2 所示，得出整條線路施工機械化率，從而配套機械協(xié)調(diào)作業(yè)達到經(jīng)濟目標(biāo)［7］。

表2 各類工序機械化率權(quán)重系數(shù)

3.2 實現(xiàn)降本增效

通過機械化施工方法，降低人員投入和工作強度，各工序間銜接緊密，減少轉(zhuǎn)序時間，縮短施工工期，確保滿足工程減少的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，降低安全隱患風(fēng)險，有力地保護了生態(tài)環(huán)境，全面提升了工程建設(shè)經(jīng)濟目標(biāo)和效益目標(biāo)［8］。本文所提工程基礎(chǔ)施工采用機械化的方法能夠取消混凝土護壁等要求，減少混凝土和鋼筋的使用，顯著地提高了物料運輸、基礎(chǔ)施工等工程建設(shè)效率，與傳統(tǒng)的施工方式相比，施工各單位工程工期得到有效減少，工期對比如表3 所示。

表3 工程工期對比情況 d

以基礎(chǔ)施工為例，用裝載機、挖掘機平整施工基面，基孔采用回旋鉆機開挖成孔，可大幅提高旋挖轉(zhuǎn)機工作效率，同時小型車載式鉆機移動靈活，成孔速度快，樁間移動和場地移動方便，便于轉(zhuǎn)場，更適應(yīng)線路施工的特點?；A(chǔ)鋼筋按工程所需進行工廠化加工，并完成統(tǒng)一配送，以提高鋼筋加工效率，使鐵塔基礎(chǔ)施工工期由原來的11 天縮短為4 天。同時，機械化施工工藝減少了現(xiàn)場環(huán)境的污染，降低了農(nóng)田損壞，減少施工干擾，降低青苗賠償處理恢復(fù)成本。

3.3 安全質(zhì)量雙增長

在基礎(chǔ)施工過程中，如果采用人工開挖，作業(yè)人員需要進行深基坑作業(yè)，孔樁護壁的質(zhì)量若無法保證，將會造成上部土體或者巖塊的脫落，威脅作業(yè)人員安全。若采用機械設(shè)備進行施工，可以避免上述問題，降低輸電線路的安全成本，提高安全效益。同時，常規(guī)的人工開挖成孔不規(guī)則，精度低，尺寸、垂直度偏差較大，成孔過程中需要嚴(yán)格控制。本工程采用回旋鉆機成孔的基礎(chǔ)定位準(zhǔn)確，成孔尺寸、垂直度精度高［9］。

在組塔方面，以呼高30 m 鐵塔為例，10 個工人一天完成一基鐵塔地面組裝。其中，吊車組立工序是在地面組裝完畢后由吊車進行組裝，吊車組裝時，施工占地保持在基礎(chǔ)占地范圍內(nèi)，不再增加抱桿拉線等青苗損壞。同時螺栓復(fù)緊工序是用電動扳手進行全塔的螺栓復(fù)緊，電動扳手緊固功效高，不僅降低了高空作業(yè)的工作頻次，而且全面提高了鐵塔螺栓緊固的一次成功率。

單基塔施工三級安全風(fēng)險由3 個減少至2 個，單基平均組立時間減少48%，使得組塔工程登高作業(yè)風(fēng)險減小。從而保證了施工過程中安全和質(zhì)量的雙向增長。

3.4 施工管理信息化應(yīng)用

全面進行機械化施工過程中，要合理運用現(xiàn)場作業(yè)安全管控平臺，能夠?qū)F(xiàn)場的作業(yè)情況，風(fēng)險等級以及惡劣天氣情況通過滾動播報的方式進行在線展示，從而第一時間將通知展示給系統(tǒng)使用者。視頻與現(xiàn)場作業(yè)關(guān)聯(lián)后，可通過現(xiàn)場作業(yè)管控平臺查看已關(guān)聯(lián)視頻，并通過GIS 圖查看視頻。

同時，針對全過程機械化施工中使用的施工工器具采用二維碼對其進行唯一標(biāo)識，以信息化管理水平提升為基礎(chǔ)，以提高工器具管理和安全管理水平為目標(biāo)，有效排除傳統(tǒng)管理中存在的問題和管理盲點，實現(xiàn)了施工工器具生命周期和使用狀態(tài)的全程跟蹤。保證施工工器具管理規(guī)范、有序，有效解決施工器具及安全管控難的問題。

4 機械化施工發(fā)展建議及經(jīng)濟效益

4.1 機械化施工發(fā)展建議

設(shè)計單位應(yīng)綜合考慮機械化施工條件，在最終的定位選擇塔位時應(yīng)綜合考慮各方面因素，包括進場道路修建，線下及施工場地種植的青苗補償費用及青苗賠償處理的難易程度，同時按照基礎(chǔ)力大小、現(xiàn)場地質(zhì)情況，來滿足機械化施工機械設(shè)備行走坡度，施工基面的要求。

配合機械化組立桿塔，在鐵塔結(jié)構(gòu)圖中結(jié)合實際增加施工用孔。并對預(yù)留的施工孔明確荷載限制及用途。鐵塔型式應(yīng)選擇在合理位置分段，確保每個組裝部分的獨立結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定系統(tǒng)，各節(jié)之間的重量盡可能平均。當(dāng)采用吊車組塔時，對鐵塔本體的結(jié)構(gòu)和吊點進行補強驗算，滿足荷載要求的情況下在相應(yīng)位置設(shè)置連接裝置。

增加線路施工機械化率評價環(huán)節(jié)，對輸電線路施工中的裝備存量和裝備先進性進行綜合評價，評價過程是由施工項目部每基塔位對這兩個方面分別進行評價，由監(jiān)理項目部和業(yè)主項目進行監(jiān)督和抽檢，通過增加械化率評價環(huán)節(jié)，從而滿足全過程機械化率提升優(yōu)化的要求。

4.2 機械化施工產(chǎn)生的效益

節(jié)約施工成本。本工程減少青苗賠償費用，降低民事問題引起的施工阻攔，節(jié)約開支30 余萬元，同時通過機械化施工提高了工程建設(shè)一次成功率，避免了二次施工，有效節(jié)約了施工成本。

危險性小，安全系數(shù)高，風(fēng)險小。由人力、卷揚機展導(dǎo)引繩變?yōu)闊o人機展放。鐵塔日組裝效率由一天幾噸提高到一天幾十噸，減小了因組塔、架線環(huán)境或人為失敗導(dǎo)致的人員和事故的出現(xiàn)概率。

提高工程建設(shè)效率，縮短施工工期。顯著提高物料運輸?shù)裙こ探ㄔO(shè)效率，與傳統(tǒng)人力為主施工方式相比，各單位工程工期成功縮短。一條常規(guī)220 kV工程的施工期由1～2 年縮短為6～9 個月。

5 結(jié)語

描述全過程機械化施工管理與控制覆蓋線路建設(shè)的全過程，以濟南鵲山110 kV 輸電線路工程為例進行分析，能夠有效減少人力成本、提高工程施工效率，同時提升施工安全性，減小對環(huán)境的不利影響，綜合效益明顯。在外部條件一致的情況下，與傳統(tǒng)施工方法相比較，全過程機械化施工管理與控制能夠節(jié)約施工工期25%，施工費用可降低30%左右。

施工環(huán)節(jié)采用適應(yīng)機械化施工的對應(yīng)施工方案不僅可以增強技術(shù)裝備的創(chuàng)新性，還實現(xiàn)較新的施工技術(shù)、裝備配置和工程管理，按照機械化試點工作統(tǒng)一部署要求，以濟南鵲山110 kV 輸電線路工程試點建設(shè)為契機，注重將機械化施工理念與設(shè)計結(jié)合，踐行機械化施工管理體系，積極應(yīng)用機械化施工標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新成果，從而全面提高施工效率和工程安全。