输电线路全过程机械化施工经济性比较分析

张利容

摘 要：输电线路工程施工周期长，作业危险性高，随着坚强智能电网对工程建设质量和工期的新要求，全过程机械化施工成为必然的施工技术趋势。材料运输、土石方开挖、接地敷设、架线工程等是机械化施工的研究重点，不同的施工方式必然引起施工费用的变化，如何正确合理地分析两者的经济差异成为需要解决的突出问题，与此同时，也对定额的不足部分提出了建议。

关键词：输电线路；全过程机械化施工；经济性比较；电力定额

长期以来，输电线路施工中人工投入大，施工机械研发和投入不足，造成作业人员劳动强度大、效率低、施工周期长、作业危险性高，

随着经济社会的持续快速发展，电网建设人力资源成本大幅度提高，特别是一线施工人员缺少，工资持续增高。同时，坚强智能电网对工程建设质量和工期提出了更高要求，创新设计理念和方法，满足线路全过程机械化施工要求，降低人工投入和作业风险，有利于进一步提升工程建设质量、效率，提升经济、环境和社会效益。

全过程机械化施工的提出，必然引起施工费用的变化，如何正确合理地分析常规施工和机械化施工的经济差异成为需要解决的突出问题，这不仅是业主和施工单位亟需关注的问题，同时也是电力行业计价体系需要特别注意的问题。

1 全过程机械化施工的含义

全过程机械化施工是一项系统工作，要求全过程、各专业协同配合，要在工程设计、专用装备、施工方法、技术规范等方面形成系列化技术成果。体现在工程设计方面应满足临时道路修建、物料运输，基础开挖、起重设备吊装、组塔、架线，接地线敷设等全过程机械化施工要求。

2015年，国家电网公司已在天津南蔡500千伏线路工程，河北高碑店南-白洋淀牵引站一回220千伏线路工程，山东青岛张楼220千伏线路工程，江苏220千伏万盛变至芦北变输电线路工程，福建宁德核电-笠里双回π入福州特高压变500千伏线路工程，福建漳州五峰-坂后220千伏Ⅰ、Ⅱ回线路工程等6项工程中开展全过程机械化施工试点建设工作；2016年，国家电网公司全面开展试点工作，在平地、丘陵地形条件下，全面实施机械化施工技术模式；在山地、高山地形条件下，因地制宜，有序推进。

全机械化施工的特殊要求，国家电网公司特别提出，一是根据不同地质、地形特点，科学分类，合理确定基础作用力范围和分级，结合机械化施工装备性能，合理确定基础型式和参数取值，形成机械化施工基础设计选择原则；二是针对不同地质、地形条件，考虑临时道路修建、物料运输、基坑开挖、锚杆成孔、混凝土浇筑、杆塔组立、导地线架设、接地装置敷设等全过程，形成系列化装备及标准化配置方案。

2 输电线路全过程机械化施工的特殊工艺

2.1 物料运输

架空线路在山地地带施工较多，常规运输方式一般为汽车+畜力（或人力）方式，机械化施工通过铁塔、基础设计优化以及接地方案优化等减轻运输重量，采用履带运输车、索道、轮式汽车等方式进行物料运输，其中索道如图2-1所示。

2.2 基础开挖

在当前的建设环境下，原状土基础是山区输电线路基础型式首选方案，部分平坦地形选择大开挖基础。一般选用基础型式有：全掏挖基础、桩基础、岩石嵌固式基础、装配式基础及柔性板式基础。其中成孔类基础可采用轻型旋挖钻机、机械洛阳铲等工具；柔性板式基础及装配式基础可采用履带式挖掘机开挖。

2.3 铁塔组装

杆塔组立是线路工程施工中工程量、施工难度高、危险因素多的施工环节。除尽量采用自立式角钢塔，加强设计优化之外，可以采用落地摇臂抱桿、内悬浮外拉线抱杆、内悬浮内拉线抱杆等方式组塔。设计合理布置螺栓，紧固采用电动扭矩扳手、气动扳手等。

2.4 接地敷设

线路杆塔的接地槽开挖一般要求围绕杆塔成闭合环形并加水平射线，由于接地沟成窄条带状，断面尺寸较小，无法大面积集中开挖，常规挖掘机等机械设备并不适用。接地体需要避让障碍物或结合地形布置，走向不固定，故目前主要依靠人工开挖。

目前可用接地槽机械化施工设备主要有小型水平定向钻机和链式开沟机两种。

2.5 导地线放线

导地线放线建议采用张力放线，导引绳展放方式有无人机、飞艇、动力伞或其它飞行器。具体采用哪种引绳展放装置需根据地形及运输条件，牵张场布置位置，当地气象条件等因素确定。

3 经济性分析依据

《电网工程建设预算编制与计算规定》（2013年版）

《电力建设工程预算定额》（2013年版）

《电力建设工程预算定额使用指南》（2013年版）

不足部分采用以下方法

（1）现场调查：通过现场踏勘调查及相关资料收集，详细了解全过程机械化施工特点。

（2）市场调研：通过向机械设备生产厂家、使用厂家咨询调研，确定不同机械设备的技术指标参数、经济性参数等。

4 案例分析

以某220kV输电线路工程为例，通过设计其全过程机械化施工方案，计算得出其与常规施工的经济性差距，从而得出指导性建议。该工程技术参数如表1所示。

4.1 物料运输

本工程地形高差不大，二次转运设计采用轮式汽车和索道结合的方式将物料运送至塔位。汽运道路与塔位之间的临时道路可以采用加宽原有机耕路和采用挖掘机新挖两种方式。

1、新修路：实地宽度2.5m，填方宽度1m，上坡侧斜坡宽度0.4 m，下边坡侧土方自然坡脚宽度2.2m，占地宽度7m。土方开挖：1700.0m3/km，路面平整时表层铺碎石（350.0m3/km）

2、机耕路扩建：实地宽度3.0m。土方修整：850m3/km。

3、索道架设：根据本工程情况，索道设置如表2所示。

4.2 基础开挖方案

大开挖基础采用常规履带式挖掘机，孔桩基础采用旋挖钻机开挖。

4.3 杆塔组立

本工程塔位地形相对平缓，采用内悬浮外拉线抱杆方式组塔，如遇特殊地区设置外拉线有困难的塔位，适当采用内悬浮内拉线抱杆方式组塔。

4.4 架线

本工程设计架线方案为遥控八旋翼飞行器张力架线。

5 造价定额的使用

5.1 工地运输

工地运输涉及人力运输、汽车运输、拖拉机运输、索道运输、索道架设及施工便道修筑，现有定额《电力建设工程预算定额》（2013年版）-第四册输电线路工程有相应的计算项目，按照施工组织方案计算费用较为便捷。

5.2 土石方工程

大开挖基础采用13定额新增的机械挖方（或爆破）及回填定额可满足费用要求；孔桩基础无电力定额可以参照，本文暂参照地方定额中旋挖钻机钻孔定额。

土石方工程中较常规施工新颖的地方在于采用旋挖钻机开挖孔桩基础，此为大型机械，需要考虑增加设备租赁费用。根据厂家信息，旋挖钻机单台售价300万元，正常使用寿命10年，每年保养一次；根据施工单位信息，旋挖钻机每年使用天数约190天/台，因此暂定其租赁费为3000元/台.天。

5.3 基础工程

基础工程主要涉及混凝土搅拌和浇筑、钢筋的加工和安装等工作。混凝土的搅拌和浇筑采用商品混凝土，用泵送车运输浇筑；钢筋的加工和安装均属常规施工，且涉及小型机械，因此基础工程按现有定额计算费用即可。

5.4 杆塔工程

组塔工作主要分为杆塔构架起吊到位和构件连接。在杆塔构件起吊中现阶段工作并没有突破定额范围，另外构件连接可以采用气动和电动扳手，但都涉及小型机械，因此杆塔工程可以按现有定额计算。

5.5 架线工程

导线牵引绳采用飞行器放线，现有定额已经设置了此种方式的标准，直接采用即可，只需增加飞行器租赁费用，本案例暂定为

1.5万元/km。

5.6 施工机械转移

现有定额体系的施工机械转移费是按常规施工方法测算的，分摊在定额的机械费中，水平较低。采用全过程机械化施工后，机械的使用量将远大于常规施工方法，造成费用不足。因此需要单独计列一些常规施工方法不适用的机械设备的进转场费用。

本工程需要的大型机械主要有旋挖钻机、定向钻机、混凝土泵送车，将转移费计列于其他费用中。

5.7 青苗赔偿费

采用機械化施工后，机械的进出场需要修筑施工便道，从而增加青苗赔偿费。青苗赔偿的面积按施工便道路面尺寸计算，单价按3000元/亩计算。

6 机械化施工经济性比较

根据所依托的220kV输电线路工程采取的机械化施工方式，通过运用2013定额及搜集到的厂家和施工单位资料，得出如表所示的费用比较结果。

从表3可以看出，本工程机械化施工较常规施工产生费用高，费用差异集中在基础工程和辅助工程，细化之后主要集中在材料运输、基础挖方、便道修筑、索道架设等方面。

机械化施工和常规施工的经济性比较根据工程情况的不同而有所差异，不能一概而论哪种施工更具经济效益。笼统来讲，机械化施工和常规施工的费用均衡点主要受人力运输距离、基础挖方、便道修筑、索道架设四方面的影响，人力运输越大，线路越长，机械化施工产生的费用效益越大；人力运输越小，线路越短，机械化施工费用就越高。

7 结论与建议

国家电网公司提出的机械化施工旨在保障施工人身安全、加快施工技术的标准化、自动化发展，从而提升施工质量。目前，机械化施工和常规施工的经济性比较，主要依托于现行的电力建设工程概预算定额，但还存在一些定额不足的地方需配以适当的厂家与施工单位资料，建议在今后的定额修编中，增加以下内容，以便统一标准。

1、人力挖孔桩和掏挖基础机械钻孔定额，主要指采用旋挖钻机施工，并考虑大型机械进出场费用。

2、接地网机械敷设定额，主要指采用定向钻机，并考虑大型机械进出场费用。

参考文献

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[9]电网工程建设预算编制与计算规定. 北京：中国电力出版社，2013.