微型樁鉆機在輸電線路工程中的應用

嚴建強，王璞，王華偉，王平生，計琳

（1.浙江泰侖電力集團有限責任公司；2.國網湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

傳統的人工掏挖方法雖然能夠完成基礎的工程任務，采用該方法進行作業，所需的勞動強度極大，且相比機械設備，人工作業效率極低，同時，還存在著施工人員缺口大等問題，并不能夠符合國網對高效工程設計與施工的需求。本文通過3個方面論述了微型樁鉆機在輸電線路工程中的應用。通過微型樁鉆機在輸電線路工程中的應用設計，在復雜地勢情況下，布設微型樁鉆機設備，先通過使用錨桿鉆機進行導向孔作業，在得到標準導向孔后，使用拆分式微型樁基礎鉆機進行旋挖鉆孔，實現了微型樁鉆機在輸電線路工程中，微型樁基礎施工階段的應用；通過應用結果得出，在輸電線路工程中使用微型樁鉆機，對微型樁基礎進行施工，能夠極大地提高作業效率，降低傳統人工成本，實現精準的微型樁基礎施工作業。

1 微型樁鉆機在輸電線路工程中的應用設計

由于微樁基礎施工技術的快速發展，該基礎工程逐漸不局限于傳統的基層補強與邊坡處理方面的應用，在輸電線路工程中，通過采用微型樁桿塔基礎，從而能夠在施工過程中有效節約建筑材料，且可以縮短工程的施工周期。微型樁基礎較傳統基礎方法泥漿排放少、施工難度更低，也更加環保。本文采用微型樁鉆機，配套微型樁基礎方法的使用進行微型樁基礎施工，保證在地勢嚴峻條件下，輸電線路工程地基的施工效率與質量。

1.1 布設微型樁鉆機設備

本文采用可拆分輸電線路鐵塔基坑專用小型鉆機，這種類型的拆分式微型樁基礎鉆機，能夠適應復雜地勢環境的微型樁施工作業。該鉆機整體結構為分體式設計，全機均可拆分成單重小于1t的獨立部分，為方便山區路面運送和山區索道的運送，各部分架構設計均便于安裝和維修保養。具體的鉆機結構，如圖1所示。

圖1 拆分式微型樁基礎鉆機結構圖

在布設機械設備前，需要對設備進行檢查。要針對液壓系統提供動力的性能分析，保證作業時作業穩定性和整機可靠性，調整各個支撐油缸的主動力和背壓力的平衡作用。微型樁適應的地層范圍較廣，從飽和的軟土到強風化基巖，涵蓋了人工填土、黏性土、砂性土、碎石土與風化程度嚴重的基巖。在鉆進的過程中，鉆桿所受阻力變化較大，因此，要求調整機構液壓系統要有良好的過載能力和自鎖性。

檢查后進行設備組裝。使用4件M16×70螺栓連接兩塊油缸壓板，使加壓油缸固定在桅桿體上。把桅桿適當墊高，將裝有減速機、馬達等部件的動力頭從下往上滑動裝配至桅桿上，也可拆除滑架壓板，使動力頭貼合至桅桿上，用M16×110的螺栓加螺母固定，將動力頭裝配至桅桿上。桅桿下方用M16×70的螺栓加螺母裝配上擋塊。需要注意，動力頭裝配位置應該盡量靠近固定裝置的方向。將多路閥用M10×25的螺栓裝于閥座上，將閥座用M12×45的螺栓加螺母裝于桅桿的背面。連接多路閥至桅桿油缸、多路閥至動力頭、多路閥至手柄的所有管路。把桅桿豎起來，并放置于固定架上，對齊安裝孔，使用M16×70的螺栓連接，調整垂直度，連接多路閥與工作站之間的管路。

啟動調試液壓系統，將加壓油缸活塞桿伸出，使用銷軸連接動力頭托架銷軸座上。安裝潛孔鉆臂，安裝空壓機并連接管路，安裝除塵器及管路。

1.2 錨桿鉆機導向孔作業

錨桿鉆機是輸電線路工程施工中的關鍵施工設備。使用液壓驅動的錨桿鉆機，液壓鉆機輸出功率較高，能夠保證導向孔的穩定鉆進。使用錨桿鉆機按照出土點、入土點的位置，保證錨桿鉆機工作在遇到頂推力時基礎的穩定性。將錨桿鉆機平穩放置后，調準周轉器垂直度，確保孔位中心、周轉器、天車滑輪中心在同一軸線上，啟動錨桿鉆機，進行120mm孔徑的導向孔作業，采用空壓機帶動潛孔錘方式打孔，打孔速度4M/H。確定好入土點位置后，使用15°角的錨桿鉆頭，搭配錨桿鉆機進行鉆進，可以保證鉆機在鉆進時有良好的切削力，對鉆頭的磨損也較小。

1.3 微型樁基礎旋挖擴孔

使用拆分式微型樁鉆機對導向孔進行擴孔作業。該微型樁鉆機由動力模塊、液壓模塊、控制模塊、桅桿模塊、底座支承模塊、加壓模塊、動力頭模塊、鉆桿鉆具模塊和配重模塊九大模塊組成。具體模塊參數，如表1所示。

表1 拆分式微型樁基礎鉆機設備參數

該拆分式微型樁基礎鉆機共有9大模塊，可以實現在地質條件低于40MPa下，針對強風化地質，開挖低于400mm的孔徑基礎。

120mm導向孔完成后，將拆分式基坑鉆機基座設備進行組裝，在組裝后對整機試運行調整測試，查看各部件性能是否完好，并移至導向孔位置，壓物配重，將鉆機上部進行裝配，進行400mm微型樁基礎的擴孔作業，作業方式為旋挖研磨式，作業速度1.6m/h。帶動動力頭提升至合適高度，將鉆桿裝于動力頭下，并安裝合適數量的輔助固定架后，進行鉆孔工作，直至鉆頭埋入地下，在安裝一節鉆桿進行鉆土工作。鉆機工作過程中，如果動力頭下方空間不夠，可以使用短鉆桿進行輔助，該工序反復循環至孔深合適為止。

在鉆孔達到規定深度和寬度后，即可通過換漿法進行清孔。需要先提離孔底約10cm深度以下的地方，注入比重為1.05～1.08漿液，循環約0.5h左右，直至重返地面的漿液含渣率小于4%，這時就可完成清理，并把鉆具取出，完成擴孔作業。在鉆機打孔結束后，可以直接移動整機，到確定的新位置后，繼續進行下一微型樁的鉆孔作業。待全部鉆孔作業完成后，關閉鉆機動力，將安裝步驟進行反操作，就可以實現拆分式微型樁鉆機的拆除工作。

需要注意的是，要對鉆機進行保養，這對維持鉆機工作狀態的穩定也尤為重要。在鉆機使用前、使用后都可以使用黃油，對鉆挖機相應部件進行涂抹保養。鉆機工作前，需對桅桿導軌涂抹黃油，保持桅桿運行所需的潤滑度。可以對加壓油缸活塞桿頭檢查并添加黃油；動力頭箱體內也要檢查是否有黃油，如果已經損耗，需要對動力頭箱體內部進行涂抹；檢查回轉支撐的黃油并于動力頭上蓋兩處黃油嘴處進行添加。通過涂抹黃油，保證鉆機使用過程中的狀態維穩，以及鉆機各部件運行的靈敏度。

2 應用實例

2.1 試用準備

本文通過實際工程中的應用，驗證本文提出的微型樁鉆機的有效性。在某工程試點應用，該工程新建鐵塔26基，新建線路長度6.9km，其中架空四回路線路0.45km，架空雙回路線路6.1km，雙回路電纜0.35km。導線型號為JL/G1A-300/25鋼芯鋁絞線；地線型號為72芯OPGW、48芯OPGW；基礎型式為板式基礎、掏挖式基礎；鐵塔型式為110-EC21GQ(1GGH2)。

2.2 試用結果

輸電線路工程中使用微型樁基礎技術，通過在輸電線路工程中，對上述微型樁鉆機進行應用，進行微型樁基礎孔洞的鉆進作業，作業過程中監測設備狀態，并檢測最后成孔的質量參數，成孔質量詳細結果見表2。

表2 成孔質量參數表

由表2可以看出，使用微型樁鉆機進行挖進鉆孔作業，實際誤差保持在允許范圍內，鉆孔孔位偏差僅2cm，且鉆孔斜度僅傾斜0.02%，傾斜度幾乎為零，微型樁穩定性能夠得到保障。孔深也控制在設計規定的范圍內，并沒有過分地超出或是縮減。在鉆挖孔徑方面，誤差幾乎為0，完美地達到了微型樁施工的設計要求。

本文通過對拆分式微型樁鉆機的實際應用，發現微型樁鉆機在輸電線路工程建設中，具有極強的競爭力。設備整體運行過程中噪聲低，且分體式結構方便在地勢并不平緩的山體、丘陵等地理環境下，拆分成各單件，拆分后的單部件重量均不超過0.5t，設備輕巧，便于山地道路運輸及山地索道運輸，極端情況下，也可用人工進行短距離搬運及安裝。微型樁鉆機振動小，在實際施工作業中操作誤差低。同時，區別于傳統方法，使用微型樁鉆機進行輸電線路工程，能夠有效降低工程造價，值得推廣。

3 結語

本文對微型樁鉆機在輸電線路工程中的應用進行分析，在復雜地勢情況下，布設微型樁鉆機設備，先通過使用錨桿鉆機進行導向孔作業，在得到標準導向孔后，使用拆分式微型樁基礎鉆機進行旋挖鉆孔，實現了本文設計。通過實際應用結果表明，本文設計的微型樁鉆機應用方法，對輸電線路工程建設具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為微型樁基礎的施工方法提供依據，提高輸電線路工程的效率。