輸電線路全過程機械化施工經濟性比較分析

張利容

摘 要：輸電線路工程施工周期長，作業危險性高，隨著堅強智能電網對工程建設質量和工期的新要求，全過程機械化施工成為必然的施工技術趨勢。材料運輸、土石方開挖、接地敷設、架線工程等是機械化施工的研究重點，不同的施工方式必然引起施工費用的變化，如何正確合理地分析兩者的經濟差異成為需要解決的突出問題，與此同時，也對定額的不足部分提出了建議。

關鍵詞：輸電線路；全過程機械化施工；經濟性比較；電力定額

長期以來，輸電線路施工中人工投入大，施工機械研發和投入不足，造成作業人員勞動強度大、效率低、施工周期長、作業危險性高，

隨著經濟社會的持續快速發展，電網建設人力資源成本大幅度提高，特別是一線施工人員缺少，工資持續增高。同時，堅強智能電網對工程建設質量和工期提出了更高要求，創新設計理念和方法，滿足線路全過程機械化施工要求，降低人工投入和作業風險，有利于進一步提升工程建設質量、效率，提升經濟、環境和社會效益。

全過程機械化施工的提出，必然引起施工費用的變化，如何正確合理地分析常規施工和機械化施工的經濟差異成為需要解決的突出問題，這不僅是業主和施工單位亟需關注的問題，同時也是電力行業計價體系需要特別注意的問題。

1 全過程機械化施工的含義

全過程機械化施工是一項系統工作，要求全過程、各專業協同配合，要在工程設計、專用裝備、施工方法、技術規范等方面形成系列化技術成果。體現在工程設計方面應滿足臨時道路修建、物料運輸，基礎開挖、起重設備吊裝、組塔、架線，接地線敷設等全過程機械化施工要求。

2015年，國家電網公司已在天津南蔡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項工程中開展全過程機械化施工試點建設工作；2016年，國家電網公司全面開展試點工作，在平地、丘陵地形條件下，全面實施機械化施工技術模式；在山地、高山地形條件下，因地制宜，有序推進。

全機械化施工的特殊要求，國家電網公司特別提出，一是根據不同地質、地形特點，科學分類，合理確定基礎作用力范圍和分級，結合機械化施工裝備性能，合理確定基礎型式和參數取值，形成機械化施工基礎設計選擇原則；二是針對不同地質、地形條件，考慮臨時道路修建、物料運輸、基坑開挖、錨桿成孔、混凝土澆筑、桿塔組立、導地線架設、接地裝置敷設等全過程，形成系列化裝備及標準化配置方案。

2 輸電線路全過程機械化施工的特殊工藝

2.1 物料運輸

架空線路在山地地帶施工較多，常規運輸方式一般為汽車+畜力（或人力）方式，機械化施工通過鐵塔、基礎設計優化以及接地方案優化等減輕運輸重量，采用履帶運輸車、索道、輪式汽車等方式進行物料運輸，其中索道如圖2-1所示。

2.2 基礎開挖

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

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、危險因素多的施工環節。除盡量采用自立式角鋼塔，加強設計優化之外，可以采用落地搖臂抱桿、內懸浮外拉線抱桿、內懸浮內拉線抱桿等方式組塔。設計合理布置螺栓，緊固采用電動扭矩扳手、氣動扳手等。

2.4 接地敷設

線路桿塔的接地槽開挖一般要求圍繞桿塔成閉合環形并加水平射線，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，常規挖掘機等機械設備并不適用。接地體需要避讓障礙物或結合地形布置，走向不固定，故目前主要依靠人工開挖。

目前可用接地槽機械化施工設備主要有小型水平定向鉆機和鏈式開溝機兩種。

2.5 導地線放線

導地線放線建議采用張力放線，導引繩展放方式有無人機、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地形及運輸條件，牽張場布置位置，當地氣象條件等因素確定。

3 經濟性分析依據

《電網工程建設預算編制與計算規定》（2013年版）

《電力建設工程預算定額》（2013年版）

《電力建設工程預算定額使用指南》（2013年版）

不足部分采用以下方法

（1）現場調查：通過現場踏勘調查及相關資料收集，詳細了解全過程機械化施工特點。

（2）市場調研：通過向機械設備生產廠家、使用廠家咨詢調研，確定不同機械設備的技術指標參數、經濟性參數等。

4 案例分析

以某220kV輸電線路工程為例，通過設計其全過程機械化施工方案，計算得出其與常規施工的經濟性差距，從而得出指導性建議。該工程技術參數如表1所示。

4.1 物料運輸

本工程地形高差不大，二次轉運設計采用輪式汽車和索道結合的方式將物料運送至塔位。汽運道路與塔位之間的臨時道路可以采用加寬原有機耕路和采用挖掘機新挖兩種方式。

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

2、機耕路擴建：實地寬度3.0m。土方修整：850m3/km。

3、索道架設：根據本工程情況，索道設置如表2所示。

4.2 基礎開挖方案

大開挖基礎采用常規履帶式挖掘機，孔樁基礎采用旋挖鉆機開挖。

4.3 桿塔組立

本工程塔位地形相對平緩，采用內懸浮外拉線抱桿方式組塔，如遇特殊地區設置外拉線有困難的塔位，適當采用內懸浮內拉線抱桿方式組塔。

4.4 架線

本工程設計架線方案為遙控八旋翼飛行器張力架線。

5 造價定額的使用

5.1 工地運輸

工地運輸涉及人力運輸、汽車運輸、拖拉機運輸、索道運輸、索道架設及施工便道修筑，現有定額《電力建設工程預算定額》（2013年版）-第四冊輸電線路工程有相應的計算項目，按照施工組織方案計算費用較為便捷。

5.2 土石方工程

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

土石方工程中較常規施工新穎的地方在于采用旋挖鉆機開挖孔樁基礎，此為大型機械，需要考慮增加設備租賃費用。根據廠家信息，旋挖鉆機單臺售價300萬元，正常使用壽命10年，每年保養一次；根據施工單位信息，旋挖鉆機每年使用天數約190天/臺，因此暫定其租賃費為3000元/臺.天。

5.3 基礎工程

基礎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，用泵送車運輸澆筑；鋼筋的加工和安裝均屬常規施工，且涉及小型機械，因此基礎工程按現有定額計算費用即可。

5.4 桿塔工程

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

5.5 架線工程

導線牽引繩采用飛行器放線，現有定額已經設置了此種方式的標準，直接采用即可，只需增加飛行器租賃費用，本案例暫定為

1.5萬元/km。

5.6 施工機械轉移

現有定額體系的施工機械轉移費是按常規施工方法測算的，分攤在定額的機械費中，水平較低。采用全過程機械化施工后，機械的使用量將遠大于常規施工方法，造成費用不足。因此需要單獨計列一些常規施工方法不適用的機械設備的進轉場費用。

本工程需要的大型機械主要有旋挖鉆機、定向鉆機、混凝土泵送車，將轉移費計列于其他費用中。

5.7 青苗賠償費

采用機械化施工后，機械的進出場需要修筑施工便道，從而增加青苗賠償費。青苗賠償的面積按施工便道路面尺寸計算，單價按3000元/畝計算。

6 機械化施工經濟性比較

根據所依托的220kV輸電線路工程采取的機械化施工方式，通過運用2013定額及搜集到的廠家和施工單位資料，得出如表所示的費用比較結果。

從表3可以看出，本工程機械化施工較常規施工產生費用高，費用差異集中在基礎工程和輔助工程，細化之后主要集中在材料運輸、基礎挖方、便道修筑、索道架設等方面。

機械化施工和常規施工的經濟性比較根據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濟效益。籠統來講，機械化施工和常規施工的費用均衡點主要受人力運輸距離、基礎挖方、便道修筑、索道架設四方面的影響，人力運輸越大，線路越長，機械化施工產生的費用效益越大；人力運輸越小，線路越短，機械化施工費用就越高。

7 結論與建議

國家電網公司提出的機械化施工旨在保障施工人身安全、加快施工技術的標準化、自動化發展，從而提升施工質量。目前，機械化施工和常規施工的經濟性比較，主要依托于現行的電力建設工程概預算定額，但還存在一些定額不足的地方需配以適當的廠家與施工單位資料，建議在今后的定額修編中，增加以下內容，以便統一標準。

1、人力挖孔樁和掏挖基礎機械鉆孔定額，主要指采用旋挖鉆機施工，并考慮大型機械進出場費用。

2、接地網機械敷設定額，主要指采用定向鉆機，并考慮大型機械進出場費用。

參考文獻

[1]王倚劍，輸電線路全過程機械化施工新技術的探討[J].大科技，2014，（34）

[2]武坤，吳曉鋒，趙貞欣.輸電線路全過程機械化施工模式研究[J].電力設備，2015，（9）.

[3]郭青，王瑞成.輸電線路全過程機械化設計和施工研究[J].現代工業經濟和信息化，2015，（3）.

[4]宋建虎，李杰，張毅.輸電線路工程全過程機械化施工方案[J].科技與創新，2016，（8）.

[5]輸電線路全過程機械化施工技術-設計分冊[S].北京：中國電力出版社，2015.

[6]輸電線路全過程機械化施工技術-裝備分冊[S].北京：中國電力出版社，2015.

[7]電力建設工程預算定額-第四冊 輸電線路工程[S].北京：中國電力出版社，2013.

[8]電力建設工程預算定額使用指南-第四冊 輸電線路工程[S]. 北京：中國電力出版社，2014.

[9]電網工程建設預算編制與計算規定. 北京：中國電力出版社，2013.