高原输电线路工程典型施工机械配置

摘要:为解决高原输电线路施工机械的选配问题，针对高原高海拔输电线路特殊环境，介绍了典型施工机械的选配原则，并从机械种类、数量、质量3个方面阐述了典型施工机械的选型配置方法及要求，最后就机械化施工技术的应用从设计、施工、管理等角度提出合理建议。

关键词:高原;输电线路;施工机械;选型配置

输电线路施工人员投入多、施工强度大、作业效率低、环境复杂多变、安全风险高。近年来中国人口红利逐渐减弱，人力成本越来越高，人工为主、机械辅助的施工方法将不能持续。而施工机械的运用不仅能减轻作业人员施工强度、降低施工风险，还能加快施工进度、保证施工质量、降低造价，完成各种急、难、险、重施工任务。近年来国网公司高度重视机械化施工的应用和推广，组织编制了《输电线路全过程机械化施工技术》设计分册和装备分册［1］，为线路机械化施工提供指导，并在多个输电线路工程进行推广。实践证明，输电线路全过程机械化施工正逐渐成为降低成本、提高效率、保障质量、取得效益的有效方式。随着我国经济社会的不断发展，全面建成小康社会稳步推进，西部地区特别是西藏、青海等高原地区输电线路工程项目大量开工建设，青藏联网、藏中联网，阿里联网等电网工程不断刷新海拔高度。但在工程建设过程中受高海拔、低气温及现场地形地质等因素影响，施工机械和劳动力降效严重［2］，部分施工机械难以满足现场需求，造成机械二次进场，不但加大施工成本，而且影响施工进度。因此，在高原条件下如何选择配置施工机械，充分发挥机械的效能，实现劳动密集型向机械密集型转变，值得探讨研究。

1机械选型配置的原则

(1)施工机械应与施工地点的气候条件、地形环境、作业场地大小、运输距离、作业断面大小、工序和受力要求相适应。(2)机械的作业效率应匹配工程任务量和进度要求，工程量大时多投入、投入大型机械，工程量小时小投入、投入小型机械。配置方案要保证机械工序连续、作业均衡。(3)多机群作业时按照先主导后配套原则。主导机械与施工方法、工期目标以及整个作业机群作用的发挥密切相关，因此在机群匹配时，应首先确定主导施工机械类型，然后依据施工任务量配置机械的数量，其他配套的设备机具类型和数量按主导机械匹配。(4)先通用后专用。通用机械在价格上更便宜，状态更稳定，通用性强，保养维修便利，施工中利用率高。在性能要求与服务满足的情况下，优选国产机械。(5)施工方案要合理，机械配置时宜分成多个平行的组合。平行组合能避免因单一机械故障而导致停工的情况。

2典型施工机械的选型和配置

2．1机械类型的选择

机械种类的选择与施工工序密切相关，更取决于施工介质。根据以往施工经验，输电线路工程可分为临时道路修建、物料运输、基础施工、杆塔组立、导地线架设、接地敷设等6个主要工序［3］。全过程机械化施工流程为:机械化施工总平面布置→临时道路修筑及作业面整理→基础钢筋工厂化加工→机械开挖成孔→钢筋笼桩孔位吊装及对接→预拌混凝土用罐车运至桩孔及灌注→基础完工后作业面平整→组塔吊车进场→吊车组立铁塔→组塔后作业面清理→架线施工初级导绳飞行器展放→各级引绳牵张机逐级牵引→张力放线→紧线及附件安装→竣工验收。各工序典型施工机械类型选配见表1［4］。施工机械依据工序确定类型后，还需要根据现场环境与施工现场机械来源选择相应性能参数的机械，如挖掘机选择正铲还是反铲、行走装置是履带式还是轮式、机械的牵引能力、作业生产率、作业半径、爬坡能力、转弯半径、接地比压等，其目的就是要保证所选施工机械的性能满足现场条件，技术上先进可靠、便于维修、经济环保。特别是在高原高海拔施工时，机械在低氧条件燃烧不充分将导致输出功率下降。夏拥军等［5］在海拔3000～5000m高原地区对牵张机、绞磨等输电线路施工机械降效进行了试验，总结了此类机械在高原的降效规律(见表2)，因此在施工机械配置时一定要提高功率裕度，以消除高原降效的影响。

2．2机械数量的匹配

所需机械数量包含主要机械数量和配套机械数量，主要机械数量由施工工程量、机械施工能力、作业点数量以及工期进度等多种要素决定。以土方机械为例，所需机械数量计算公式为式中:N为所需机械数量;n为任务完成时间内的机械台班数量;Q为施工工程量，m3;K为时间利用系数;P为单机台班生产效率，m3/台班。配套机械的数量以施工能力稍大于主要机械为宜，通常取1．2的增效系数，确保主要机械施工效益充分发挥，机械空闲时间越短越好。

2．3机械的质量需求

高原输电线路工程施工机械因当地市场供给量少，很多设备需从内地发运，运输周期长，机械配置在数量和质量上都要满足要求。施工机械的质量匹配主要由机械的适应性、施工效率、可靠性、故障率、时效性、成本等方面决定［6］，如高海拔地区施工优选带有涡轮增压或其他增压设备的机械，采用压力水箱盖以减少沸腾外溢和冷却水蒸发;加装预热器以降低油料黏度，改善机械低温启动性能等。特殊气候、地形条件对施工机械的性能要求见表3。力约束，控制混凝土浇筑层间间歇期，1．5m以下层厚间歇5～7d;2．0～3．0m层厚间歇7～10d［2］。

2．5通水冷却和温度监测

在混凝土中布置满足设计要求的HPDE塑料管进行通水冷却，削减浇筑层初期温升，控制混凝土不超过容许最高温度，同时削减混凝土内外温差，减少温度应力。冷却水管蛇形布置，单根长度不超过250m，冷却水流量为1．5～1．8m3/h，24h变换一次水流方向。混凝土降温速度不大于0．8℃/d，冷却水进口水温与混凝土最高温度之差不超过25℃［3］。通水冷却过程中，削减温度峰值不应超过10℃(削减温度峰值超过10℃则立即停止该浇筑层混凝土的通水冷却)。通水过程中应对通水情况进行记录，混凝土内部温度采用温度计测温为主，闷水测温为辅。通水结束后，应对冷却水管进行灌浆封堵。混凝土浇筑温度测量使用电子温度计，混凝土内部温度测量采用埋设在混凝土中的电阻式温度计，温度测点应均匀分布在浇筑层面上。开始浇筑至浇后7d，每6h测1次，温度出现高峰期间要加密观测，第8d至上层混凝土覆盖期间，每天测1次，所有温度检测必须同步进行。

2．6混凝土保温及表面养护

在气温变幅较大或气温骤降频繁的季节应加强混凝土表面保护，通过一定的表面保温措施，避免混凝土内外温差过大，从而防止表面裂缝出现。泄槽底板低温季节采用4cm大坝保温被覆盖保温，挑流鼻坎低温季节侧面采用5cm聚苯乙烯板保温，上表面采用4cm大坝保温被保温，保温持续时间不应少于30d。混凝土初凝后开始养护，养护时间不少于设计龄期。混凝土永久暴露面采用长期流水养护，每隔5～8m设一道25mm的塑料管，每隔25cm钻1mm左右的小孔，通过孔口对混凝土壁面进行洒水养护，洒水养护要保证过流面均匀覆盖流水层，流水层厚度应不小于5mm。

3结语

温控防裂工作直接影响抗冲耐磨混凝土抗裂性、抗冲磨强度和耐久性，关系整个工程的施工质量，是一项复杂的系统工程。温控防裂除涉及混凝土配合比、分缝分块、施工工艺、保温养护等环节外，合理的资源配备、施工质量控制、施工工艺改进等对混凝土温控也十分重要。

参考文献:

［1］李新宇，谢国帅，朱振泱，等．苗尾水电站抗冲磨混凝土性能与温控防裂设计［J］．云南水力发电，2017，33(增刊1):61－71．

［2］孟宪令，江永龙．苗尾水电站差动式挑流鼻坎施工技术［J］．云南水力发电，2017，33(增刊1):171－173．

［3］姚亚军，周运先，张传信，等．冷却通水换向装置的研究与应用［J］．云南水力发电，2017，33(增刊1):168－170．

作者：陈思崇 谢明武 何乐锋 吴俊卿 单位：中国安能集团 第二工程局有限公司