特高壓線路基礎機械化施工中旋挖鉆機的綜合效益與改進研究

［摘 要］文章以旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用為分析對象，旨在評估旋挖鉆機在提高施工效率、施工精度及降低施工風險等方面的綜合效益。川渝特高壓交流線路工程應用結果顯示，與人工開挖相比，旋挖鉆機將施工效率和施工精度提升了至少3 倍，同時降低了施工風險。為進一步提高旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用效果，文章提出加強智能化和自動化水平、優化能源利用效率等建議。通過實施這些建議，旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用將更加高效、安全、環保，為電力事業的發展提供保障。

［關鍵詞］特高壓線路；基礎；機械化施工；旋挖鉆機；綜合效益

［中圖分類號］TU753.3 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）01–0080–03

特高壓輸電線路是現代電力系統中的重要組成部分，其具有輸電能力強、輸電損耗小、占地面積小等優點，被廣泛應用于電力輸送領域[1]。在特高壓線路的建設過程中，基礎施工是一個關鍵環節，直接影響著線路的安全性和可靠性[2]。旋挖鉆機作為一種常用的基礎施工設備，具有施工效率高、施工質量好等優勢，被廣泛應用于特高壓線路的基礎機械化施工中。然而，目前特高壓線路基礎機械化施工中旋挖鉆機的應用仍存在一些問題[3-4]。此次研究旨在分析特高壓線路基礎機械化施工中旋挖鉆機的綜合效益與改進方法，通過對旋挖鉆機在特高壓線路基礎施工中的應用情況進行調研和分析，探討旋挖鉆機在施工過程中存在的問題，并提出相應的改進措施。

1 旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用

1.1 旋挖鉆機的工作原理和特點

旋挖鉆機是一種強大的工程機械設備，主要用于挖掘地下土壤或巖石[5]。其工作原理是利用旋轉鉆桿的轉動和鉆頭的沖擊力，通過鉆進和旋轉的方式將土壤或巖石破碎并取出，實現高效的挖掘工作。這種設備具有許多顯著的特點，使其在各種挖掘場景中都能出色發揮。

旋挖鉆機具有以下優點：①具有高效性，可在一個連續的過程中完成鉆進、旋轉、提升和回轉等多個工作步驟，極大地提高了工作效率；②非常靈活，可以進行360° 的回轉和傾斜，適應各種角度和位置的挖掘需求；③具有強大的適應性，可以根據地質條件和挖掘要求選擇不同類型和尺寸的鉆頭，確保在不同地層的工作效果；④操作非常簡便，采用液壓系統控制，操作方便，可以通過操縱桿實現各種動作；⑤確保了施工的安全性，能夠在挖掘過程中提供穩定的工作平臺，降低事故風險；⑥具有環保性，使用液壓動力，污染物排放較少，對環境影響較小。

1.2 特高壓線路基礎機械化施工中旋挖鉆機的實現方案

旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的實施方案步驟如下：①進行場地布置，根據施工需求規劃鉆機位置和作業區域，并做好地面硬化處理；②進行鉆機組裝調試，確保各部件連接牢固，功能正常；③進行對中調整，確保鉆機在施工過程中保持穩定；④開始鉆進，根據設計要求逐步深入地層；在擴底作業階段，對鉆孔進行擴大以滿足承載力要求；⑤進行成孔檢查，確保鉆孔質量和深度符合設計標準；若需要轉移孔位，則進行轉移孔位操作；⑥在鉆挖完成并進行必要的清理后，將鉆機轉移至下一個作業點。整個施工過程中，嚴格按照安全操作規程進行，確保施工安全順利進行。

1.3 旋挖鉆機的綜合效益評估

在特高壓線路基礎機械化施工中，旋挖鉆機的綜合效益評估主要從以下幾個方面進行。

（1）提高施工效率。旋挖鉆機的高效鉆進能力使得施工進度大幅提升，從而有效地縮短了整個工期。此外，旋挖鉆機的使用也極大地降低了工程成本，提高了項目投資的回報率。相較于傳統的人工鉆孔方式，旋挖鉆機不僅能夠提高施工效率，還能夠確保施工的安全性，減少因人工操作不當而產生的安全風險。

（2）保證施工質量。通過精確控制鉆進參數，如鉆頭速度、鉆進壓力等，旋挖鉆機能夠確保鉆孔的質量和深度嚴格符合設計要求。這不僅提高了基礎承載力，為特高壓線路安全穩定運行提供了有力保障，而且減少了因施工質量問題導致的安全隱患，提高了工程的整體質量。

（3）減少人工勞動強度。旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用，顯著降低了施工人員的勞動強度。由于旋挖鉆機采用自動化控制，施工過程中的人工操作大幅減少，這不僅減輕了工人的體力負擔，也降低了因人工操作不當導致的意外事故風險，從而提高了施工安全性。同時，旋挖鉆機的應用也有助于提高施工人員的工作積極性。由于勞動強度的降低，工人能夠在更為舒適的工作環境中完成施工任務，這有助于提高其工作積極性和工作效率。此外，旋挖鉆機的自動化運行也有助于實現施工過程的規范化、標準化，從而進一步提升工程的整體質量。

（4）節約能源。旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中具有較高的能源利用率，能夠有效降低能耗。相較于傳統的人工鉆孔方式，旋挖鉆機憑借其高效的鉆進能力和精確的控制系統，極大地減少了能源的浪費。此外，旋挖鉆機在施工過程中采用電力驅動，避免了燃料燃燒產生的廢氣排放，對環境更加友好。

（5）提高設備利用率。旋挖鉆機憑借其高效的鉆進能力和精確的控制系統，能夠滿足連續施工的需求，減少設備閑置時間。這不僅提高了設備的利用率，確保了施工進度，而且有助于降低設備維護成本，延長設備使用壽命。此外，提高設備利用率還有助于提高設備投資回報率，為施工企業帶來更高的經濟效益。

（6）優化施工組織。旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用，有助于實現機械化、自動化施工，從而優化施工組織。通過采用旋挖鉆機，施工方可以更加精確地掌控施工進度，合理安排施工任務，提高整體施工管理水平。旋挖鉆機的自動化運行和精確控制，使得施工過程中的不確定因素減少，施工進度和質量更加可控。此外，旋挖鉆機的使用還能減少施工現場的人員配置，降低人力成本，提高施工效率。通過實現施工機械化、自動化，特高壓線路基礎機械化施工能夠提高整體施工管理水平。

2 旋挖鉆機工程應用實例

2.1 旋挖鉆機工程應用綜合效益

旋挖鉆機被廣泛應用于基礎開挖工作，尤其是地形較為復雜的丘陵地區。工程中應用的旋挖鉆機型號包括KR150A、ZR160C-3K、ZR240C-3K、SWDM160 和SWDM160H2， 這些設備能夠適應35～1 000 kV 輸電線路丘陵、山地等多種地形，以及流沙流泥、風化巖石等復雜地質條件。旋挖鉆機通過旋挖、破碎、沖擊等方式，實現機械成孔，適用于輸變電工程灌注樁、挖孔類、掏挖等原狀土基礎機械化施工。

以旋挖鉆機在川渝特高壓交流線路工程中的應用為例，此次工程中使用的旋挖鉆機采用輕量化設計，整機重量為40～73 t，便于適應一般鄉村公路的運輸需求。其軌距可伸縮，采用一體化設計，自行走時收縮至2.6 m，工作時伸展至3.6 m，既降低了道路寬度要求，又保證了作業時的穩定性。此外，旋挖鉆機創新性地采用挖掘機底盤，具備強大的爬坡能力，可輕松應對縱向25° 和橫向10° 以內的坡度，適用于山地、丘陵、水田等復雜地形的自行走，無需專門修路。旋挖鉆機的綜合效益評估結果如圖1 所示。

由圖1 可知：①相比于人工開挖，旋挖鉆機的施工效率和施工精度均提升了至少3 倍。旋挖鉆機顯著提升了施工效率，使得在相同的工程規模和時間內，可以完成更多的工作，從而極大地節約了施工成本。②旋挖鉆機的施工精度也提升了至少3 倍，這使得施工過程中的誤差和偏差大幅減少，從而提高了工程質量，有效避免了因施工精度不足可能引發的問題，如基礎不穩、結構受損等。③旋挖鉆機的使用將施工風險降為4 級，這意味著施工過程中的安全風險得到了有效控制，不僅提高了施工安全，也降低了因事故而產生的維修和賠償成本。

2.2 旋挖鉆機工程應用中的改進建議

針對旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用，提出以下改進建議：①加強智能化和自動化水平，進一步研究與發展智能化和自動化的施工系統，實現施工過程的無人化、智能化，提高施工效率和安全性。②提高能源利用效率，繼續優化能源系統的設計，降低能耗，減少對環境的影響，實現綠色施工。此外，優化結構設計，根據不同地層條件和施工需求，進一步優化桅桿、鉆斗等結構的設計，提高設備的適應性和鉆進效率。③提升施工質量，除了嚴格的質量控制體系外，還需要建立完善的質量檢查和驗收制度。④完善售后服務，提供全方位的售后服務，包括設備的安裝、調試、維護和修理，以及技術支持和培訓。⑤加強施工人員培訓，對施工人員進行系統的技術培訓，使其能夠熟練操作旋挖鉆機，充分發揮設備性能，提高施工質量。

通過以上改進建議的實施，旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用將更加高效、安全、環保，為我國電力事業的發展作出更大的貢獻。

3 結束語

旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的應用具有顯著的經濟效益和環保優勢。針對旋挖鉆機在工程中的應用，提出的改進建議，有助于進一步提升旋挖鉆機在特高壓線路基礎機械化施工中的性能和效益。通過加強智能化和自動化水平、提高能源利用效率、優化結構設計、提升施工質量、完善售后服務及加強施工人員培訓等方面的改進，旋挖鉆機未來將成為基礎成孔施工的高效、安全、環保的理想設備。

參考文獻

[1] 趙琦，胡科，聶榮鎮. 特高壓輸電線路全過程機械化施工技術應用[J]. 湖北電力，2022，46（6）：26-33.

[2] 鄭衛鋒，張天光，陳大斌，等. 我國輸電線路基礎工程現狀與研究新進展[J]. 水利與建筑工程學報，2020，18（2）：169-175.

[3] 張洪程，王勇，羅長翔，等. 旋挖鉆機成孔技術在橋梁施工中的應用[J]. 建筑技術，2020，51（10）：1205-1207.

[4] 劉永彬. 旋挖鉆機進行地下連續墻施工研究[J]. 中國煤炭地質，2020，32（8）：71-80.

[5] 吳鴻迪，李立坤，毛奎. 深中通道大直徑樁基旋挖鉆機成孔技術應用[J]. 公路，2020，65（11）：199-203.