輸電線路全過程機(jī)械化施工經(jīng)濟(jì)性比較分析

張利容

摘 要：輸電線路工程施工周期長，作業(yè)危險(xiǎn)性高，隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)對工程建設(shè)質(zhì)量和工期的新要求，全過程機(jī)械化施工成為必然的施工技術(shù)趨勢。材料運(yùn)輸、土石方開挖、接地敷設(shè)、架線工程等是機(jī)械化施工的研究重點(diǎn)，不同的施工方式必然引起施工費(fèi)用的變化，如何正確合理地分析兩者的經(jīng)濟(jì)差異成為需要解決的突出問題，與此同時(shí)，也對定額的不足部分提出了建議。

關(guān)鍵詞：輸電線路；全過程機(jī)械化施工；經(jīng)濟(jì)性比較；電力定額

長期以來，輸電線路施工中人工投入大，施工機(jī)械研發(fā)和投入不足，造成作業(yè)人員勞動強(qiáng)度大、效率低、施工周期長、作業(yè)危險(xiǎn)性高，

隨著經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)快速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)人力資源成本大幅度提高，特別是一線施工人員缺少，工資持續(xù)增高。同時(shí)，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)對工程建設(shè)質(zhì)量和工期提出了更高要求，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和方法，滿足線路全過程機(jī)械化施工要求，降低人工投入和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，有利于進(jìn)一步提升工程建設(shè)質(zhì)量、效率，提升經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益。

全過程機(jī)械化施工的提出，必然引起施工費(fèi)用的變化，如何正確合理地分析常規(guī)施工和機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)差異成為需要解決的突出問題，這不僅是業(yè)主和施工單位亟需關(guān)注的問題，同時(shí)也是電力行業(yè)計(jì)價(jià)體系需要特別注意的問題。

1 全過程機(jī)械化施工的含義

全過程機(jī)械化施工是一項(xiàng)系統(tǒng)工作，要求全過程、各專業(yè)協(xié)同配合，要在工程設(shè)計(jì)、專用裝備、施工方法、技術(shù)規(guī)范等方面形成系列化技術(shù)成果。體現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)方面應(yīng)滿足臨時(shí)道路修建、物料運(yùn)輸，基礎(chǔ)開挖、起重設(shè)備吊裝、組塔、架線，接地線敷設(shè)等全過程機(jī)械化施工要求。

2015年，國家電網(wǎng)公司已在天津南蔡500千伏線路工程，河北高碑店南-白洋淀牽引站一回220千伏線路工程，山東青島張樓220千伏線路工程，江蘇220千伏萬盛變至蘆北變輸電線路工程，福建寧德核電-笠里雙回π入福州特高壓變500千伏線路工程，福建漳州五峰-坂后220千伏Ⅰ、Ⅱ回線路工程等6項(xiàng)工程中開展全過程機(jī)械化施工試點(diǎn)建設(shè)工作；2016年，國家電網(wǎng)公司全面開展試點(diǎn)工作，在平地、丘陵地形條件下，全面實(shí)施機(jī)械化施工技術(shù)模式；在山地、高山地形條件下，因地制宜，有序推進(jìn)。

全機(jī)械化施工的特殊要求，國家電網(wǎng)公司特別提出，一是根據(jù)不同地質(zhì)、地形特點(diǎn)，科學(xué)分類，合理確定基礎(chǔ)作用力范圍和分級，結(jié)合機(jī)械化施工裝備性能，合理確定基礎(chǔ)型式和參數(shù)取值，形成機(jī)械化施工基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選擇原則；二是針對不同地質(zhì)、地形條件，考慮臨時(shí)道路修建、物料運(yùn)輸、基坑開挖、錨桿成孔、混凝土澆筑、桿塔組立、導(dǎo)地線架設(shè)、接地裝置敷設(shè)等全過程，形成系列化裝備及標(biāo)準(zhǔn)化配置方案。

2 輸電線路全過程機(jī)械化施工的特殊工藝

2.1 物料運(yùn)輸

架空線路在山地地帶施工較多，常規(guī)運(yùn)輸方式一般為汽車+畜力（或人力）方式，機(jī)械化施工通過鐵塔、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化以及接地方案優(yōu)化等減輕運(yùn)輸重量，采用履帶運(yùn)輸車、索道、輪式汽車等方式進(jìn)行物料運(yùn)輸，其中索道如圖2-1所示。

2.2 基礎(chǔ)開挖

在當(dāng)前的建設(shè)環(huán)境下，原狀土基礎(chǔ)是山區(qū)輸電線路基礎(chǔ)型式首選方案，部分平坦地形選擇大開挖基礎(chǔ)。一般選用基礎(chǔ)型式有：全掏挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、巖石嵌固式基礎(chǔ)、裝配式基礎(chǔ)及柔性板式基礎(chǔ)。其中成孔類基礎(chǔ)可采用輕型旋挖鉆機(jī)、機(jī)械洛陽鏟等工具；柔性板式基礎(chǔ)及裝配式基礎(chǔ)可采用履帶式挖掘機(jī)開挖。

2.3 鐵塔組裝

桿塔組立是線路工程施工中工程量、施工難度高、危險(xiǎn)因素多的施工環(huán)節(jié)。除盡量采用自立式角鋼塔，加強(qiáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化之外，可以采用落地?fù)u臂抱桿、內(nèi)懸浮外拉線抱桿、內(nèi)懸浮內(nèi)拉線抱桿等方式組塔。設(shè)計(jì)合理布置螺栓，緊固采用電動扭矩扳手、氣動扳手等。

2.4 接地敷設(shè)

線路桿塔的接地槽開挖一般要求圍繞桿塔成閉合環(huán)形并加水平射線，由于接地溝成窄條帶狀，斷面尺寸較小，無法大面積集中開挖，常規(guī)挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備并不適用。接地體需要避讓障礙物或結(jié)合地形布置，走向不固定，故目前主要依靠人工開挖。

目前可用接地槽機(jī)械化施工設(shè)備主要有小型水平定向鉆機(jī)和鏈?zhǔn)介_溝機(jī)兩種。

2.5 導(dǎo)地線放線

導(dǎo)地線放線建議采用張力放線，導(dǎo)引繩展放方式有無人機(jī)、飛艇、動力傘或其它飛行器。具體采用哪種引繩展放裝置需根據(jù)地形及運(yùn)輸條件，牽張場布置位置，當(dāng)?shù)貧庀髼l件等因素確定。

3 經(jīng)濟(jì)性分析依據(jù)

《電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算規(guī)定》（2013年版）

《電力建設(shè)工程預(yù)算定額》（2013年版）

《電力建設(shè)工程預(yù)算定額使用指南》（2013年版）

不足部分采用以下方法

（1）現(xiàn)場調(diào)查：通過現(xiàn)場踏勘調(diào)查及相關(guān)資料收集，詳細(xì)了解全過程機(jī)械化施工特點(diǎn)。

（2）市場調(diào)研：通過向機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)廠家、使用廠家咨詢調(diào)研，確定不同機(jī)械設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)、經(jīng)濟(jì)性參數(shù)等。

4 案例分析

以某220kV輸電線路工程為例，通過設(shè)計(jì)其全過程機(jī)械化施工方案，計(jì)算得出其與常規(guī)施工的經(jīng)濟(jì)性差距，從而得出指導(dǎo)性建議。該工程技術(shù)參數(shù)如表1所示。

4.1 物料運(yùn)輸

本工程地形高差不大，二次轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)計(jì)采用輪式汽車和索道結(jié)合的方式將物料運(yùn)送至塔位。汽運(yùn)道路與塔位之間的臨時(shí)道路可以采用加寬原有機(jī)耕路和采用挖掘機(jī)新挖兩種方式。

1、新修路：實(shí)地寬度2.5m，填方寬度1m，上坡側(cè)斜坡寬度0.4 m，下邊坡側(cè)土方自然坡腳寬度2.2m，占地寬度7m。土方開挖：1700.0m3/km，路面平整時(shí)表層鋪碎石（350.0m3/km）

2、機(jī)耕路擴(kuò)建：實(shí)地寬度3.0m。土方修整：850m3/km。

3、索道架設(shè)：根據(jù)本工程情況，索道設(shè)置如表2所示。

4.2 基礎(chǔ)開挖方案

大開挖基礎(chǔ)采用常規(guī)履帶式挖掘機(jī)，孔樁基礎(chǔ)采用旋挖鉆機(jī)開挖。

4.3 桿塔組立

本工程塔位地形相對平緩，采用內(nèi)懸浮外拉線抱桿方式組塔，如遇特殊地區(qū)設(shè)置外拉線有困難的塔位，適當(dāng)采用內(nèi)懸浮內(nèi)拉線抱桿方式組塔。

4.4 架線

本工程設(shè)計(jì)架線方案為遙控八旋翼飛行器張力架線。

5 造價(jià)定額的使用

5.1 工地運(yùn)輸

工地運(yùn)輸涉及人力運(yùn)輸、汽車運(yùn)輸、拖拉機(jī)運(yùn)輸、索道運(yùn)輸、索道架設(shè)及施工便道修筑，現(xiàn)有定額《電力建設(shè)工程預(yù)算定額》（2013年版）-第四冊輸電線路工程有相應(yīng)的計(jì)算項(xiàng)目，按照施工組織方案計(jì)算費(fèi)用較為便捷。

5.2 土石方工程

大開挖基礎(chǔ)采用13定額新增的機(jī)械挖方（或爆破）及回填定額可滿足費(fèi)用要求；孔樁基礎(chǔ)無電力定額可以參照，本文暫參照地方定額中旋挖鉆機(jī)鉆孔定額。

土石方工程中較常規(guī)施工新穎的地方在于采用旋挖鉆機(jī)開挖孔樁基礎(chǔ)，此為大型機(jī)械，需要考慮增加設(shè)備租賃費(fèi)用。根據(jù)廠家信息，旋挖鉆機(jī)單臺售價(jià)300萬元，正常使用壽命10年，每年保養(yǎng)一次；根據(jù)施工單位信息，旋挖鉆機(jī)每年使用天數(shù)約190天/臺，因此暫定其租賃費(fèi)為3000元/臺.天。

5.3 基礎(chǔ)工程

基礎(chǔ)工程主要涉及混凝土攪拌和澆筑、鋼筋的加工和安裝等工作。混凝土的攪拌和澆筑采用商品混凝土，用泵送車運(yùn)輸澆筑；鋼筋的加工和安裝均屬常規(guī)施工，且涉及小型機(jī)械，因此基礎(chǔ)工程按現(xiàn)有定額計(jì)算費(fèi)用即可。

5.4 桿塔工程

組塔工作主要分為桿塔構(gòu)架起吊到位和構(gòu)件連接。在桿塔構(gòu)件起吊中現(xiàn)階段工作并沒有突破定額范圍，另外構(gòu)件連接可以采用氣動和電動扳手，但都涉及小型機(jī)械，因此桿塔工程可以按現(xiàn)有定額計(jì)算。

5.5 架線工程

導(dǎo)線牽引繩采用飛行器放線，現(xiàn)有定額已經(jīng)設(shè)置了此種方式的標(biāo)準(zhǔn)，直接采用即可，只需增加飛行器租賃費(fèi)用，本案例暫定為

1.5萬元/km。

5.6 施工機(jī)械轉(zhuǎn)移

現(xiàn)有定額體系的施工機(jī)械轉(zhuǎn)移費(fèi)是按常規(guī)施工方法測算的，分?jǐn)傇诙~的機(jī)械費(fèi)中，水平較低。采用全過程機(jī)械化施工后，機(jī)械的使用量將遠(yuǎn)大于常規(guī)施工方法，造成費(fèi)用不足。因此需要單獨(dú)計(jì)列一些常規(guī)施工方法不適用的機(jī)械設(shè)備的進(jìn)轉(zhuǎn)場費(fèi)用。

本工程需要的大型機(jī)械主要有旋挖鉆機(jī)、定向鉆機(jī)、混凝土泵送車，將轉(zhuǎn)移費(fèi)計(jì)列于其他費(fèi)用中。

5.7 青苗賠償費(fèi)

采用機(jī)械化施工后，機(jī)械的進(jìn)出場需要修筑施工便道，從而增加青苗賠償費(fèi)。青苗賠償?shù)拿娣e按施工便道路面尺寸計(jì)算，單價(jià)按3000元/畝計(jì)算。

6 機(jī)械化施工經(jīng)濟(jì)性比較

根據(jù)所依托的220kV輸電線路工程采取的機(jī)械化施工方式，通過運(yùn)用2013定額及搜集到的廠家和施工單位資料，得出如表所示的費(fèi)用比較結(jié)果。

從表3可以看出，本工程機(jī)械化施工較常規(guī)施工產(chǎn)生費(fèi)用高，費(fèi)用差異集中在基礎(chǔ)工程和輔助工程，細(xì)化之后主要集中在材料運(yùn)輸、基礎(chǔ)挖方、便道修筑、索道架設(shè)等方面。

機(jī)械化施工和常規(guī)施工的經(jīng)濟(jì)性比較根據(jù)工程情況的不同而有所差異，不能一概而論哪種施工更具經(jīng)濟(jì)效益?；\統(tǒng)來講，機(jī)械化施工和常規(guī)施工的費(fèi)用均衡點(diǎn)主要受人力運(yùn)輸距離、基礎(chǔ)挖方、便道修筑、索道架設(shè)四方面的影響，人力運(yùn)輸越大，線路越長，機(jī)械化施工產(chǎn)生的費(fèi)用效益越大；人力運(yùn)輸越小，線路越短，機(jī)械化施工費(fèi)用就越高。

7 結(jié)論與建議

國家電網(wǎng)公司提出的機(jī)械化施工旨在保障施工人身安全、加快施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、自動化發(fā)展，從而提升施工質(zhì)量。目前，機(jī)械化施工和常規(guī)施工的經(jīng)濟(jì)性比較，主要依托于現(xiàn)行的電力建設(shè)工程概預(yù)算定額，但還存在一些定額不足的地方需配以適當(dāng)?shù)膹S家與施工單位資料，建議在今后的定額修編中，增加以下內(nèi)容，以便統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

1、人力挖孔樁和掏挖基礎(chǔ)機(jī)械鉆孔定額，主要指采用旋挖鉆機(jī)施工，并考慮大型機(jī)械進(jìn)出場費(fèi)用。

2、接地網(wǎng)機(jī)械敷設(shè)定額，主要指采用定向鉆機(jī)，并考慮大型機(jī)械進(jìn)出場費(fèi)用。

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