全过程机械化：输电线路建设的技术革命

　　为进一步提升坚强智能电网工程建设能力，国家电网公司着眼输电线路建设全过程，统筹推进，推行全过程机械化施工模式，以满足一流电网建设需求，支撑特高压等重点工程建设，提升电网建设能力，提高施工效率效益和安全质量水平。

　　创新理念 以人为本 科学建设

　　近些年，伴随我国经济社会高速发展，电网建设人力资源成本也大幅度提高。同时，由于经济转型、人口老龄化等趋势，线路工程一线施工人员短缺的问题日益突出。

　　线路工程施工需要一系列的创新，首当其冲的就是创新理念，需要以人为本，科学、统筹、深刻、灵活地转变理念和方法，推进线路全过程机械化施工，降低人工投入和作业风险，进一步提升工程建设质量、效率，提升经济、环境和社会效益。“近几年，送变电施工单位几乎是用世界上现有最原始、最传统的方式，从事世界上规模最大、电压等级最高、困难最大的建设任务。”北京送变电公司副总工程师郎福堂说，“比较有代表的就是掏挖基础，由于属于原状土基础型式，线路工程中已大面积采用，目前其基础坑仍主要采用人工方式掏挖，不仅人力劳动强度大、效率低，而且塌方掉块风险高、坑底灰尘大，迫切需要实现机械化施工。”

　　全过程机械化施工理念，就是以新的视角、新的方法、新的思维模式，指引线路工程建设各个过程机械化施工新模式的实现。规划设计不能固守传统的思维方式，需要为机械化施工创造更多、更好的条件。施工本身也需要不断从技术、装备方面适应机械化作业要求。管理要组织好全过程机械化施工方式，包括机械配置、进场道路、民事协调等，通过提前谋划、流水式施工作业，高效完成工程建设。

　　创新设计 形成系列成果

　　输电线路设计是输电线路工程建设全寿命周期中的重要环节，包括路径选择、勘测、基础设计、杆塔设计、架线、接地设计等流程，对施工中所采用的工艺、机械设备等具有导向作用。

　　在设计阶段，就要按照全过程机械化施工的要求，充分考虑地形、地质条件，施工机械系列配置，优化铁塔结构、节点连接、单件重量、基础型式等。“工程设计具有导向作用，是输电线路建设全寿命周期中的重要环节，包括路径选择、杆塔设计、基础设计、接地设计、勘测等关键环节，决定了工程实施阶段施工工艺、机械装备配置等。”四川电力设计咨询有限责任公司副总工程师赵庆斌说。通过系列研究，目前已形成了涵盖线路各设计专业的全过程机械化施工设计主要内容，创新形成适合机械化施工的基础形式设计原则，以及掏挖基础、孔桩基础、灌注桩基础等系列基础设计技术，完成《全过程机械化施工技术（设计、装备）》，为实现设计与施工有机、有效衔接提供了保障。

　　实践方面，2014年，国网天津市电力公司依托南蔡500千伏线路工程，抓住关键、深化完善设计方案，开展专题研究，经过多方案遴选、论证，采用灌注桩基础，有效避免大开挖基础在施工过程中产生的地基变形、基础偏移和沉降等问题，综合费用较大开挖基础节约10%～25%。国网天津电力还组织设计单位逐基进行地质勘探，摸清地质情况，避免施工中机械和工艺不适用，造成人财物的浪费，更支撑了专用旋挖钻机的应用，仅泥浆就减少了80%～90%，环境效益显着。

　　记者还了解到，为了符合标准化施工要求，国网基建部提出，工程设计要转变传统设计理念和思维定式，在路径选择、勘测、导地线、杆塔、基础、接地设计各环节积极贯彻全过程机械化施工的理念和原则，要根据机械化施工装备性能，优化确定基础型式和参数取值等，从而形成受力性能好、满足机械化施工的基础等设计系列，同时不断融合施工装备技术新成果，创新设计方法，进一步优化设计内容，为机械化施工提供便利条件。同时按照机械化施工的要求，创新适合全过程机械化施工的设计理念，深化勘测技术要求，加强设计与施工技术的统一协调，实现设计与施工有效、有机衔接。

　　创新装备 构建标准化体系

　　全过程机械化施工，改变了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。而技术先进、定制专业化、标准模块化的输电工程施工装备，是全过程机械化施工的有效支撑。近年来，公司按“先进性、专业化、标准化、系列化”的要求，开拓思路，根据输电线路施工特点和实际需求，创新研制出小型化、专用化、节能环保、功能集成的施工装备。

　　2014年，借助特高压工程的引领作用，公司先后5次召开系列化旋挖钻机技术研讨会。输电线路基础施工的专家与装备制造企业的技术人员经过反复研讨，综合考虑不同的地质地形条件，形成了小型、中型、综合型3种旋挖钻机。目前，完成首批6台综合型专用旋挖钻机创新研制，并陆续应用于天津、河北、山东、江苏等试点工程建设，取得良好效果。

　　旋挖钻机的研制，可更好地解决山区丘陵等地形恶劣环境下的杆塔基础施工所面临的一系列问题。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，可满足山区基础施工需要。旋挖钻机的应用及输电线路掏挖基础机械化施工工艺的研究可提高国内基础成孔施工技术水平，避免人凿和爆破作业对基础周围林木植被的损害，提高特高压输电线路工程建设的效益和效率，保障施工人员安全，减轻施工劳动强度。

　　在现有施工装备基础上，公司还根据不同地质、地形条件，着眼施工全过程，进一步深化施工装备创新，强化相关装备功能、性能优化完善，形成标准化工业产品，实现系列化配套。通过创新研发、系列化配套，公司形成“全过程机械化施工标准化装备体系”，按线路施工工序分类，涵盖79类、730种型号的施工机械装备和施工机具，进一步指导工程设计、施工方案、装备购置等工作。

　　创新管理 优化组织方式

　　有了先进的设计理念和精良的装备，还需要有配合机械化施工展开的组织管理模式。传统人力施工设备简易，人员作业强度大、效率低、危险性高。通过全过程机械化施工，施工环境得以改善，劳动安全有效保障，施工工艺质量显着提升，作业效率大幅提高，施工外部协调工作量明显减少。以旋挖钻机成孔为例，中分化、强风化岩石混合地区孔径1米，埋深11米的单孔径基础，传统人工成孔大约需20天，采用机械化成孔6~8小时即可完成。

　　作为一项系统集成创新工程，全过程机械化施工也带来一种全新的工程建设模式，要求全过程、各专业协同配合，需要基于设计、装备系列化技术创新成果，创新工程建设管理模式，优化施工组织方式，从而推动施工企业核心能力建设。

　　总体而言，着眼施工全过程，加强设计创新、技术装备创新，实现一流工程管理，有利于施工企业核心能力建设，可加快培育施工企业管理、装备科技创新人才，推进施工管理、作业模式、施工装备配置整体提升，有利于施工企业与国际先进水平接轨，不断提升专业核心能力、市场竞争能力。当前，特高压电网进入全面大规模建设新阶段，各级电压电网建设面临新的挑战和考验。推进全过程机械化，有利于实现工程策划与建设实施协调有序，工程设计与施工环节有机衔接，施工装备与施工工艺紧密配合，从而进一步提升工程建设全过程技术水平、安全质量、效率效益。

　　未来，依托全过程机械化施工的研究与应用，公司将在资源配置、项目管理、工程组织等方面优化创新，提高线路工程建设的安全、质量、效率、效益水平，全面提升电网工程建设能力。国网基建部主任丁广鑫说：“我们要继续深刻把握智能电网的内涵，持续开展工程技术创新、建设模式创新，全面提升输电线路建设质量、安全水平，又好又快建设坚强智能电网！”

来源：国家电网报