微型桩钻机在输电线路工程中的应用

严建强，王璞，王华伟，王平生，计琳

（1.浙江泰仑电力集团有限责任公司；2.国网湖州供电公司，浙江 湖州 313000）

传统的人工掏挖方法虽然能够完成基础的工程任务，采用该方法进行作业，所需的劳动强度极大，且相比机械设备，人工作业效率极低，同时，还存在着施工人员缺口大等问题，并不能够符合国网对高效工程设计与施工的需求。本文通过3个方面论述了微型桩钻机在输电线路工程中的应用。通过微型桩钻机在输电线路工程中的应用设计，在复杂地势情况下，布设微型桩钻机设备，先通过使用锚杆钻机进行导向孔作业，在得到标准导向孔后，使用拆分式微型桩基础钻机进行旋挖钻孔，实现了微型桩钻机在输电线路工程中，微型桩基础施工阶段的应用；通过应用结果得出，在输电线路工程中使用微型桩钻机，对微型桩基础进行施工，能够极大地提高作业效率，降低传统人工成本，实现精准的微型桩基础施工作业。

1 微型桩钻机在输电线路工程中的应用设计

由于微桩基础施工技术的快速发展，该基础工程逐渐不局限于传统的基层补强与边坡处理方面的应用，在输电线路工程中，通过采用微型桩杆塔基础，从而能够在施工过程中有效节约建筑材料，且可以缩短工程的施工周期。微型桩基础较传统基础方法泥浆排放少、施工难度更低，也更加环保。本文采用微型桩钻机，配套微型桩基础方法的使用进行微型桩基础施工，保证在地势严峻条件下，输电线路工程地基的施工效率与质量。

1.1 布设微型桩钻机设备

本文采用可拆分输电线路铁塔基坑专用小型钻机，这种类型的拆分式微型桩基础钻机，能够适应复杂地势环境的微型桩施工作业。该钻机整体结构为分体式设计，全机均可拆分成单重小于1t的独立部分，为方便山区路面运送和山区索道的运送，各部分架构设计均便于安装和维修保养。具体的钻机结构，如图1所示。

图1 拆分式微型桩基础钻机结构图

在布设机械设备前，需要对设备进行检查。要针对液压系统提供动力的性能分析，保证作业时作业稳定性和整机可靠性，调整各个支撑油缸的主动力和背压力的平衡作用。微型桩适应的地层范围较广，从饱和的软土到强风化基岩，涵盖了人工填土、黏性土、砂性土、碎石土与风化程度严重的基岩。在钻进的过程中，钻杆所受阻力变化较大，因此，要求调整机构液压系统要有良好的过载能力和自锁性。

检查后进行设备组装。使用4件M16×70螺栓连接两块油缸压板，使加压油缸固定在桅杆体上。把桅杆适当垫高，将装有减速机、马达等部件的动力头从下往上滑动装配至桅杆上，也可拆除滑架压板，使动力头贴合至桅杆上，用M16×110的螺栓加螺母固定，将动力头装配至桅杆上。桅杆下方用M16×70的螺栓加螺母装配上挡块。需要注意，动力头装配位置应该尽量靠近固定装置的方向。将多路阀用M10×25的螺栓装于阀座上，将阀座用M12×45的螺栓加螺母装于桅杆的背面。连接多路阀至桅杆油缸、多路阀至动力头、多路阀至手柄的所有管路。把桅杆竖起来，并放置于固定架上，对齐安装孔，使用M16×70的螺栓连接，调整垂直度，连接多路阀与工作站之间的管路。

启动调试液压系统，将加压油缸活塞杆伸出，使用销轴连接动力头托架销轴座上。安装潜孔钻臂，安装空压机并连接管路，安装除尘器及管路。

1.2 锚杆钻机导向孔作业

锚杆钻机是输电线路工程施工中的关键施工设备。使用液压驱动的锚杆钻机，液压钻机输出功率较高，能够保证导向孔的稳定钻进。使用锚杆钻机按照出土点、入土点的位置，保证锚杆钻机工作在遇到顶推力时基础的稳定性。将锚杆钻机平稳放置后，调准周转器垂直度，确保孔位中心、周转器、天车滑轮中心在同一轴线上，启动锚杆钻机，进行120mm孔径的导向孔作业，采用空压机带动潜孔锤方式打孔，打孔速度4M/H。确定好入土点位置后，使用15°角的锚杆钻头，搭配锚杆钻机进行钻进，可以保证钻机在钻进时有良好的切削力，对钻头的磨损也较小。

1.3 微型桩基础旋挖扩孔

使用拆分式微型桩钻机对导向孔进行扩孔作业。该微型桩钻机由动力模块、液压模块、控制模块、桅杆模块、底座支承模块、加压模块、动力头模块、钻杆钻具模块和配重模块九大模块组成。具体模块参数，如表1所示。

表1 拆分式微型桩基础钻机设备参数

该拆分式微型桩基础钻机共有9大模块，可以实现在地质条件低于40MPa下，针对强风化地质，开挖低于400mm的孔径基础。

120mm导向孔完成后，将拆分式基坑钻机基座设备进行组装，在组装后对整机试运行调整测试，查看各部件性能是否完好，并移至导向孔位置，压物配重，将钻机上部进行装配，进行400mm微型桩基础的扩孔作业，作业方式为旋挖研磨式，作业速度1.6m/h。带动动力头提升至合适高度，将钻杆装于动力头下，并安装合适数量的辅助固定架后，进行钻孔工作，直至钻头埋入地下，在安装一节钻杆进行钻土工作。钻机工作过程中，如果动力头下方空间不够，可以使用短钻杆进行辅助，该工序反复循环至孔深合适为止。

在钻孔达到规定深度和宽度后，即可通过换浆法进行清孔。需要先提离孔底约10cm深度以下的地方，注入比重为1.05～1.08浆液，循环约0.5h左右，直至重返地面的浆液含渣率小于4%，这时就可完成清理，并把钻具取出，完成扩孔作业。在钻机打孔结束后，可以直接移动整机，到确定的新位置后，继续进行下一微型桩的钻孔作业。待全部钻孔作业完成后，关闭钻机动力，将安装步骤进行反操作，就可以实现拆分式微型桩钻机的拆除工作。

需要注意的是，要对钻机进行保养，这对维持钻机工作状态的稳定也尤为重要。在钻机使用前、使用后都可以使用黄油，对钻挖机相应部件进行涂抹保养。钻机工作前，需对桅杆导轨涂抹黄油，保持桅杆运行所需的润滑度。可以对加压油缸活塞杆头检查并添加黄油；动力头箱体内也要检查是否有黄油，如果已经损耗，需要对动力头箱体内部进行涂抹；检查回转支撑的黄油并于动力头上盖两处黄油嘴处进行添加。通过涂抹黄油，保证钻机使用过程中的状态维稳，以及钻机各部件运行的灵敏度。

2 应用实例

2.1 试用准备

本文通过实际工程中的应用，验证本文提出的微型桩钻机的有效性。在某工程试点应用，该工程新建铁塔26基，新建线路长度6.9km，其中架空四回路线路0.45km，架空双回路线路6.1km，双回路电缆0.35km。导线型号为JL/G1A-300/25钢芯铝绞线；地线型号为72芯OPGW、48芯OPGW；基础型式为板式基础、掏挖式基础；铁塔型式为110-EC21GQ(1GGH2)。

2.2 试用结果

输电线路工程中使用微型桩基础技术，通过在输电线路工程中，对上述微型桩钻机进行应用，进行微型桩基础孔洞的钻进作业，作业过程中监测设备状态，并检测最后成孔的质量参数，成孔质量详细结果见表2。

表2 成孔质量参数表

由表2可以看出，使用微型桩钻机进行挖进钻孔作业，实际误差保持在允许范围内，钻孔孔位偏差仅2cm，且钻孔斜度仅倾斜0.02%，倾斜度几乎为零，微型桩稳定性能够得到保障。孔深也控制在设计规定的范围内，并没有过分地超出或是缩减。在钻挖孔径方面，误差几乎为0，完美地达到了微型桩施工的设计要求。

本文通过对拆分式微型桩钻机的实际应用，发现微型桩钻机在输电线路工程建设中，具有极强的竞争力。设备整体运行过程中噪声低，且分体式结构方便在地势并不平缓的山体、丘陵等地理环境下，拆分成各单件，拆分后的单部件重量均不超过0.5t，设备轻巧，便于山地道路运输及山地索道运输，极端情况下，也可用人工进行短距离搬运及安装。微型桩钻机振动小，在实际施工作业中操作误差低。同时，区别于传统方法，使用微型桩钻机进行输电线路工程，能够有效降低工程造价，值得推广。

3 结语

本文对微型桩钻机在输电线路工程中的应用进行分析，在复杂地势情况下，布设微型桩钻机设备，先通过使用锚杆钻机进行导向孔作业，在得到标准导向孔后，使用拆分式微型桩基础钻机进行旋挖钻孔，实现了本文设计。通过实际应用结果表明，本文设计的微型桩钻机应用方法，对输电线路工程建设具备极高的有效性。希望本文的研究能够为微型桩基础的施工方法提供依据，提高输电线路工程的效率。