浅析在西藏新一轮农网升级改造工程中（110kV）推行机械化施工的可行性

浅析在西藏新一轮农网升级改造工程中（110kV）推行机械化施工的可行性

李海龙

(国网西藏电力有限公司经济技术研究院西藏拉萨850000)

0引言

“十三五”期间国家实施新一轮农村电网改造升级工程，涉及西藏7地市、61个县和3070个小城镇及中心村农网，根据国家电网公司统一部署和安排，国网西藏电力有限公司将持续加大农网建设投入力度，积极推进藏电外送特高压通道建设，加快形成西藏统一电网，全力打赢新一轮农网改造升级攻坚战，全面做好小城镇（中心村）电网建设。

输电线路是电网工程的重要组成部分，常被称为“电网工程的生命线”。对比建筑、市政等工程，线路建设工程存在着点多、面广、山高、路险等特点。目前西藏地区输电线路在施工过程中机械化程度不高，这样就导致施工效率低下、作业人员不仅劳动强度大，而且使人员在施工作业过程中危险性较大。此外，输电线路施工周期长，在施工过程中对于环境保护有着较大压力。长期以来，随着国家经济技术实力的不断发展，电网技术取得了可喜的进步。然而与之相比，输电线路施工过程中人工投入过大，特种施工机械的研发与投入不足，导致输电线路工程施工技术发展明显滞后。

正是在此背景下，国家电网公司着眼施工建设全过程，提出了输电线路全过程机械化施工理念。所谓全过程机械化施工理念，即为以崭新的方式、崭新的视角、崭新的思维模式为基础，指引线路工程建设各个过程机械化施工新模式的实现。在此指导思想下，在进行规划设计时不应固守传统的思维方式，为全过程机械化施工其创造更多、更好的条件。此外，施工过程本身也需要不断在装备与技术方面适应全过程机械化作业的要求。抓管理的同时要组织好全过程机械化施工方式，通过提前计划、流水式施工作业，高效率、高质量地完成工程建设。

1西藏地区输电线路施工现状

1.1地形地貌

西藏高原是世界上隆起最晚、面积最大、海拔最高的高原，其总的地势由西北向东南倾斜，地形复杂多样、景象万千，地貌大致可分为喜马拉雅高山区，藏南谷地，藏北高原和藏东高山峡谷区。喜马拉雅高山区，位于藏南，由几条大致东西走向的山脉组成，平均海拔6000米左右；藏南谷地，位于冈底斯山脉和喜马拉雅山脉之间，这一带有许多宽窄不一的河谷平地和湖盆谷地，地形平坦，土质肥沃，是西藏主要的农业区；藏北高原，位于昆仑山、唐古拉山和冈底斯山、念青唐古拉山之间，约占全自治区面积的三分之二，由一系列浑圆而平缓的山丘组成，其间夹着许多盆地，是西藏主要的牧业区；藏东高山峡谷区，即著名的横断山地。大致位于那曲以东，为一系列东西走向逐渐转为南北走向的高山深谷。

1.2输电线路施工状况

近年来随着国家西部大开发战略的不断实施，西藏的输电线路不断开工建设，电力工程项目建设本身是在复杂的自然和社会环境中进行，充满着变化和不确定性，工程施工面临着海拔高、自然条件恶劣、物资采购运输不便、人力机具降效等诸多困难。从项目目标的角度来说，目标的不确定性受其规模、复杂性、创新程度和技术含量等因素的影响，并受时间、资源和环境的制约。

西藏地区实施新一轮农村电网改造升级工程是缩小城乡公共服务差距、惠及亿万农民的重要民生工程，党中央、国务院对此高度重视。国网西藏电力有限公司要继续发扬拼搏实干精神，加强建设施工管理，确保按期高质量完成农网改造升级工程，为促进西藏民生改善、全面建成小康社会作出新的更大贡献。“十三五”期间，国网西藏电力有限公司将持续加大农网建设投入力度，大力实施西藏新一轮农网改造升级工程，继续加大投资力度，积极推进藏电外送特高压通道建设，加快形成西藏统一电网，全力打赢新一轮农网改造升级攻坚战，全面做好小城镇（中心村）电网建设。到2017年底，公司将首先完成所承担的涉及全区七个地区（市）和61个县的，约3100个小城镇和中心村电网改造升级工程，估算投资119亿元。

通过新一轮农村电网改造升级工程建设，到2017年底，将进一步解决和改善西藏162万人口用电问题，并使西藏小城镇和中心村农村电网农村电网供电可靠率提高到99.8%，农村综合电压合格率提高到97.9%，这对于西藏自治区加强供给侧结构性改革、补齐农村基础设施短板，加快推进城乡基本公共服务均等化具有重要意义，将为全区加快推进扶贫攻坚，全面建成小康社会提供重要的电力支撑。

2现状分析

2.1机械租赁市场发展分析

近几年，西藏经济的旺盛需求和巨大潜力已被广为认可，随着川藏铁路、拉林高等级公路等一大批大型基础工程的开工建设，我区机械装备租赁市场能力有了长足的进步，并进一步得到了规范和统一，这为输电线路工程机械化施工开展和能力提升提供了较好的条件。

以基础施工为例，近年来，为建设具有“资源节约型，环境友好型”特色的电网，以掏挖基础为代表的环保型原状土基础因其具有对地基岩土体扰动小、弃土弃渣少、水土流失量少以及对环境影响破坏小等优势，正逐渐成为线路建设工程中主要的基础类型。在2014年国网公司相继完成了适用于山地地形的小型旋挖钻机的技术方案、研发目标与技术路线、产品研制、试点应用以及形成相关招标技术规范书，并完成了机械化施工11项系列化技术标准。所研制的旋挖钻机具有体积小、重量轻、爬坡能力强、安全性高、适应性强等优点，可以极大满足山区基础施工需要。

从临时道路修建、物料运输，到基础开挖、混凝土浇注、组塔、架线，再到接地装置敷设，国网公司相继创新研发出一批线路全过程机械化施工所需要的装备，具备了全路面、全工况、可组装、易操作的特点。

2.2西藏机械化施工分析

2.2.1基础开挖的机械化

西藏地区现阶段大开挖基础施工基本以机械开挖为主，然而线路基础为了避免大开挖造成环境破坏，现已大量采用原状土基础（掏挖式基础、挖孔基础），比例超过70%左右，原状土基础开挖基本以人工掏挖为主，其施工风险大，且开挖效率相对较低。近几年随着施工装备制造水平的提高，机械化开挖在施工效率、安全性等方面具有明显的优势。

在山地地区，架空输电线路的基础形式大多采用原状土基础，如掏挖基础、岩石嵌固基础、岩石锚杆基础等。如果在山地地区采用大开挖回填类基础，将会对环境植被造成大面积的破坏，造成不良的社会效应。根据山地基础形式的特点，采用旋挖钻机可以应用到此类基础基坑开挖中。

2.2.2混凝土施工的机械化

线路基础混凝土施工技术，包括混凝土制备和输送，混凝土泵送，混凝土灌注等，根据塔位不同地形条件需要选择不同的混凝土施工方式。传统的方式是采用现场搅拌、浇筑的方式，必须事先把沙、石料、水泥等物料运到现场，并且要解决水源、电源等问题，施工效率相对较低。全过程机械化施工方案中，拟采用泵送和履带式混凝土罐车两种方式进行施工。当运输条件允许时，可设置混凝土搅拌站，实现混凝土集中搅拌，再利用罐车运输至现场，送入混凝土泵车进行泵送施工，该施工方式可保证质量、高效。当混凝土搅拌站距施工地点较远则降低了施工效率并增加了运输成本及施工安全隐患。当道路条件不能满足罐车运输要求而不具备混凝土集中搅拌条件时，可采用履带式运输车等物料运输装备将混凝土搅拌、泵送设备、基础材料等运输至塔位附近进行现场搅拌与灌注。此外，还可考虑将履带式运输车改装为混凝土罐车。

2.2.3组塔施工的机械化

组塔施工杆塔组立主要依靠普通抱杆。随着输电线路电压等级的不断提高，输电线路铁塔的塔形尺寸显著增加，塔材单件重量大，安装精度要求高，质量控制严，组塔施工难度增加，对组塔施工水平也提出了更高的要求。因此，必须根据结合工程实际条件，选择合理的机械化组塔模式。结合当前西藏地区大型机械租赁市场的发展，对于沿线交通运输条件较为便利地段，可考虑采用大型流动式起重机进行组塔，可大大提高组塔效率。同时在设计阶段，按照机械化施工的要求，优化铁塔结构、节点连接，严格控制单个构件的重量，以充分适应现场组塔机械的配置要求。

2.2.4架线施工的机械化

现阶段，大多数情况下，导地线展放已全面实施机械化作业，但展放导引绳时仍采用人工，结合工程地形（主要由高原、丘陵、山区组成），丘陵段交通便利，障碍物众多，山区交通困难，靠人工展放导引绳，费时费力，不方便施工。推行机械化施工，采用无人机或直升机进行导引绳的展放，有利于保证工程安全，提高施工效率。

2.2.5接地体敷设的机械化

现阶段，工程上普遍使用的还是水平接地体敷设，需人工挖槽、敷设，但在西藏地区，这种做法会对环境造成很大破坏，植被恢复很难，线路如果在经过坡地、山区时，人工槽如填埋不妥当，填埋物就会被风吹走、被雨水冲刷，使放射线裸露；将对整条线路的安全性造成很大影响。接地敷设过程中采用与接地线相匹配的钻机，直接打孔，这样即省去了人工挖放射槽，节省了时间，提高了效率同时又减少了对地表、对植被的破坏。

3机械化施工与传统人工施工比较

3.1基础施工

根据铁塔的结构特点、施工期间大风天气的日作业时间及施工现场不利气候环境的各种情况，制定合理的施工方案，解决各种不利因素对组塔施工的影响，如强对流、低温、强辐射天气对组塔进度、安全监控和人员室外作业的影响。分部工程开工前，在编写作业指导书时，要根据不同塔型，进行详细计算，得出分片起吊的部件和质量，从起重机的选用到起吊部件的组合给出明确的作业指导。

采用机械化组塔的优点如下：

1)人员组合优化，提高组塔效率班组构成上减少了普工的数量，组片工作中高空作业人员加入到组片中，加快组片进度，由于一个循环内进行全体人员的集中地面分片组装，流程上由生疏到熟练组装，可以由起初的3d组立到形成循环后的2d，减少了人员高原室外工作时间，提高组片效率。

2)减少安全监控范围和主要控制点由原先的360°全方位的监控角度减少到180°，抱杆起吊时，要对东西南北4个角度的绞磨提升速度、风速、人员等多因素进行多方面安全监控，机械化组塔时起重机满足现场起吊高度和起吊重量后，只需对组片方向前后两侧进行监控控制。机械化组塔现场主要有起重机的支撑稳定、吊具的可靠性、吊点的布置、缆绳的布点4个主要控制点。相对于抱杆组塔的抱杆提升高度、吊具的可靠性、吊点布置、缆绳布点、4个绞磨速度共8个控制点，减少了4个安全控制点。

3)减少对环境的破坏抱杆的起立和拆除等辅助安装时间每基减少1d时间，汽车式起重机的移动中不会破坏原地貌，减少了埋设地锚坑对环境的影响，减少人工埋设的作业时间，消除了绞磨使用过程中燃烧油料对空气、大地的污染。

4)降低了高原并发症发病率高空人员的作业时间每基平均缩短0.5d，每基安装时间缩短1.5d，组塔进度在科学规划后，有效减少了施工人员的作业时间，降低了高原并发症的发病率。

5)节约安装费用，提高经济效益。机械费用上相对抱杆组塔将会增加，但由于加快了组塔进度，人工费用将会有大幅度的减少，可以形成较多的经济效益。

3.3架线施工

由于青藏高原“高寒、缺氧”，工程施工有效施工期短，工期紧、任务重、机械和人工降效严重，在这种条件下，若采用人工放线，很容易磨伤导线，线路架成通电后的电晕现象严重，甚至高强度的磁场会导致导线被烧断。采用无人机或直升机进行导引绳的展放，有利于保证工程安全，提高施工效率，张力放线技术是采用一套机械设备，用于保护导线及避雷线在展放过程中，不与地面接触摩擦，确保其表面不受损伤，能够大大提高施工效率。

针对青藏高原高寒缺氧，生态环境十分脆弱，一旦破坏，很难恢复的自然环境，合理选择牵、张设备及施工场地，因地制宜进行场地布置，避免了大规模平整及占用施工场地，减少对生态环境的破坏。同时，针对高原气压低、发动机进气量少、空气稀薄、含氧量低的施工条件，采用适合高原工作环境的施工机械，通过增大发动机排量、加装增压装置解决了因高原空气稀薄发动机进气量减少、空燃比降低、燃烧不完全、功率下降等严重问题；针对青藏高原泥沼地带多，运输不便的特殊环境，牵、张机均采用拖挂式结构，方便了运输及使用。

4结语

在我区电网建设工程项目已有的大型机械使用经验：2010-2011年在110kV当雄-那曲-安多（全线海拔4300-4500米）第二回线路工程中已大规模试点灌注桩，施工采用履带式自行旋挖机开挖、商砼浇筑，工程安全、质量、进度均得到大幅提高，取得了成功的经验并在青藏联网工程中进行了推广；2014-2015年在色麦-山南220kV输变电工程、阿里地区(平均海拔4500米)的革吉、日土、札达110kV输变电工程组塔作业大规模采用地面拼装、吊车整体组立，极大降低施工人员劳动强度，降低安全风险、提高施工效率加快施工进度。

综上所述，当前在我区已具备了在西藏新一轮农网升级改造工程中推行机械化施工的基本条件。采用机械化施工，效率较高，施工周期明显缩短，有效降低参建人员劳动强度，降低高寒、高海拔气侯条件下高强度作业引发急性高原病猝死的风险，在一定程度上降低后勤医疗保障的压力。从整个工程施工工期来看，机械化施工可节约工期约40%，效果显著。在全过程机械化施工模式下，机械设备的使用可大量减少现场劳务工的数量，有效降低各工序的安全风险，施工安全动态风险值均低于常规施工的安全动态风险值，现场安全管理更加可控、能控。使用机械化施工时，可显著缩短施工工期，有效提高施工效率、加快推动工程进度，有效提高施工质量和效率，为工程创优评先创造有利条件。由于整个工程工期及成本都有明显降低，因此机械化施工有显著的经济效益。

施工线路推广机械化施工，将改变线路工程建设过去以人力为主、机械为辅的方式，实现了线路工程建设向机械化方式的转变，有利于提升电网安全质量、效率效益、工艺水平，是一流电网建设技术发展的必然要求。纵观目前电网建设飞速发展，规模不断扩大，另一方面施工人工费用日益上涨，从电网向世界建设一流的战略着眼，大力推广全过程机械化施工方法、提高线路施工的机械化率，是实现施工由劳动密集型向装备密集型转变必然趋向。

参考文献:

[1]王圣兵.浅谈高压输电线路全过程机械化施工技术[J].低碳世界,2016,(6):63-64.

[2]宋建虎,李杰,张毅.输电线路工程全过程机械化施工方案[J].科技与创新,2016,(8):96.

[3]郭青,王瑞成.输电线路全过程机械化设计和施工研究[J].现代工业经济和信息化,2015,(3):32-35.

[4]丁广鑫.输电线路全过程机械化施工（设计分册、装备分册）.中国电力出版社，2015.

[5]刘大平.关于输电线路基础机械化施工的研究[J].电力设备,2016,(20):87-89.