宁海电厂一期500kV送出线路改接工程机械化施工策划.docx
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宁海电厂一期500kV送出线路改接工程机械化施工策划
宁海电厂一期500kV送出线路改接工程
全过程机械化施工策划
一、工程概况
1.1工程范围
从宁海电厂一期-宁海变500kV两回线改接点起至明州变500kV进线构架止的输电线路工程。
1.2线路主要技术特性
项目
宁海电厂一期500kV送出线路改接工程
电压等级
500kV
中性点接地方式
直接接地系统
线路长度
新建87.7km（单回路1.5km、双回路84.4km、四回路1.8km）
导线型号
4×JL/G1A-630/45、4×NRLH60/G1A-630/45
地线型号
OPGW（24芯）和JLB20A-120、JLB35-120
杆塔型式
国网通用设计5E8和5E10模块、5K3、546DC、
基础型式
板式基础、掏挖基础、岩石嵌固基础、灌注桩基础
1.3线路路径
本工程线路途经宁波地区宁海县、奉化市、余姚市和鄞州区。
路径走向示意图及沿线情况如下:
图1-1线路路径总图
新建线路路径长度87.7km，其中单回路1.5km、双回路84.4km、四回路1.8km。
沿线地形：
山地61%，高山大岭35%，河网、泥沼4%。
二、机械化施工范围
为贯彻落实“大建设”体系建设要求，持续提升智能电网工程建设能力，贯彻落实国家电网公司提高施工机械化水平要求，稳步推进输电线路工程施工全过程机械化施工，结合工程实际路径，综合考虑塔位地形地质条件和交通运输情况，对影响机械化施工的关键要素，如：
物料运输、基础设计、立塔架线等进行分析，确定本工程的机械化施工范围。
基础工程作为输电线路结构体系的重要组成部分，其造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中均占很大比重。
同时由于输电线路呈点、线分布，且基础工程为隐蔽工程的施工特点，基础工程成为输电线路各分项工程中机械化程度最低和安全、质量、进度最难以控制的部分，因此，要实现全过程机械化施工，关键在于实现基础机械化施工的突破。
通过全面调研国内基础工程机械化施工现状，我们重点从基础选型方面着手，确定不同地形地质条件下适合机械化施工的基础类型。
输电线路的基础型式总体可分为：
开挖回填基础（阶梯型刚性基础、柔性平板基础）、原状土基础（掏挖式基础、灌注桩基础、岩石锚杆基础、岩石嵌固基础）、装配式基础等。
山地基础类型主要有柔性板式基础、掏挖式基础、岩石锚杆基础等。
图1-2掏挖基础、挖孔基础、岩石锚杆示意图
平地基础类型主要有柔性板式基础、刚性台阶基础和灌注桩基础等。
图1-3板式基础、台阶基础示意图
图1-4灌注桩基础示意图
本工程线路途经的宁波地区宁海县、奉化市、余姚市和鄞州区，沿线地形主要是山地、高山大岭，局部河网、泥沼，逐一分析杆塔的交通情况、地质条件、基础型式和海拔高度等资料后，全线全过程机械化施工试点范围如下表所示：
塔号
塔型
基础型式
地质条件
高程m
交通情况
G5
5E8-SDJC-31.5
岩石锚杆
中风化凝灰岩
95
便利
G6
5E8-SDJC-33
岩石锚杆
中风化凝灰岩
86
便利
G7
5E8-SJC3-27
挖孔基础
中风化凝灰岩
115
一般
G8
5K3-SZCK2-87
挖孔基础
中风化凝灰岩
129
一般
G9
5K3-SZCK2-82.5
岩石锚杆
中风化凝灰岩
117
便利
G10
546DC-SSJS2-61.5
挖孔基础
中风化凝灰岩
104
便利
G11
546DC-SSJS2-66
挖孔基础
中风化凝灰岩
46
便利
G12
546DC-SSJS4-51
岩石锚杆
中风化凝灰岩
182
便利
G13
5K3-SZCK2-82.5
岩石锚杆
中风化凝灰岩
202
便利
G14
5K3-SZCK2-88.5
挖孔基础
中风化凝灰岩
221
便利
G15
5E8-SDJC-30
挖孔基础
中风化凝灰岩
216
便利
G16
5E8-SDJC-34.5
岩石锚杆
中风化凝灰岩
147
便利
J5L
5E8-SDJC（34.5）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
122
便利
Z13L
5K3-SZCK2（93.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
199
便利
J9L
5E8-SDJC（36.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
300
一般
G37
5E11-SJC1（37.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
177
便利
G38
5E11-SJC1（36.0）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
195
便利
G51
5E11-SJC2（42.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
291
一般
G52
5E8-SJC1（36.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
197
便利
G53
5E8-SJC2（36.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
208
便利
G62
5E8-SJC1（36.0）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
329
一般
G63
5E8-SJC1（36.0）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
290
一般
G66
5E8-SJC2（34.5）
挖孔基础
中风化花岗岩
231
便利
G67
5E8-SJC4（36.0）
挖孔基础
中风化花岗岩
254
便利
G68
5E8-SZCK2（64.5）
挖孔基础
中风化花岗岩
287
一般
G69
5E8-SJC4（36.0）
挖孔基础
中风化花岗岩
286
一般
G74
5E8-SJC3（36.0）
挖孔基础
中风化花岗岩
360
一般
G75
5E8-SZCK2（66.0）
挖孔基础
中风化花岗岩
319
一般
G76
5E8-SZC3（51.0）
岩石锚杆
中风化花岗岩
341
便利
G77
5E8-SJC3（36.0）
挖孔基础
中风化花岗岩
328
一般
G91
5E8-SJC1（36.0）
岩石锚杆
中风化花岗岩
105
便利
G92
5E8-SJC2（34.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
141
便利
G103
5E8-SJC3（36.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
197
便利
G104
5E8-SZC3（48.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
280
一般
G105
5E8-SZC3（54.0）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
256
一般
G106
5E11-SJC1（48.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
173
便利
G140
5E11-SJC2（31.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
848
便利
G141
5E11-SJC2（39.0）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
736
便利
G142
5E11-SZC1（45.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
760
便利
G143
5E11-SZC2（51.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
836
便利
G144
5E11-SZC1（42.0）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
791
一般
G145
5E11-SZC2（51.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
746
一般
G146
5E11-SJC2（43.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
736
一般
G147
5E11-SZC2（43.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
625
一般
G148
5E11-SJC2（46.5）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
507
一般
G149
5E11-SZC1（39.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
626
一般
G150
5E11-SZC1（39.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
690
便利
G151
5E11-SZC1（37.5）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
720
便利
G152
5E11-SJC1（37.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
718
便利
G153
5E11-SZCK（61.5）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
667
便利
G154
5E11-SZC1（31.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
668
一般
G155
5E11-SJC1（43.5）
板式基础
中风化凝灰岩
632
一般
G163
5E11-SJC2（45.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
653
便利
G164
5E11-SZC2（49.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
733
便利
G165
5E11-SJC2（33.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
768
便利
G190
5E8-SJC3（36.0）
挖孔基础
中风化凝灰岩
135
便利
G191
5E8-SZCK2（64.5）
岩石锚杆
中风化粉砂岩
64
便利
G192
5E8-SJC2（33.0）
挖孔基础
中风化粉砂岩
24
便利
G193
5E8-SZC2（48.0）
板式基础
粉质粘土混卵石
12
便利
G194
5E8-SJC1（36.0）
灌注桩基础
粉质粘土混卵石
12
便利
G202
5E8-SJC1（34.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
131
一般
G203
5E8-SJC2（31.5）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
140
便利
G204
5E8-SZCK2（58.5）
岩石锚杆
中风化凝灰岩
95
便利
G206
5E8-SDJC（31.5）
挖孔基础
中风化凝灰岩
19
便利
全过程机械化施工的杆塔共计64基，其中，双回路耐张塔37基，双回路直线塔24基，四回路耐张塔3基。
三、全过程机械化施工方案
根据工程设计及现场条件，按照临时道路修建、物料运输、基础施工、组塔施工、架线施工、接地施工等施工环节，结合我公司目前自有的机械化施工装备及目前机具租赁市场上可供选择的机械化施工装备，确定全过程机械化施工方案。
按输电线路全过程施工工序划分，输电线路全过程机械化施工装备见下表。
序号
施工工序
适用范围或条件
施工装备
备注
1
临时道
路修建
平原、山地、
丘陵、盆地
1.挖掘机
2.推土机
3.装载机
山地
4.凿岩机
2
物料工
地运输
山地、河网
1.临时货运索道及配套工器具
平原、山地、丘陵
3.履带运输车
4.轻型卡车
5.轮胎运输车
3
基础开
挖施工
掏挖基础、桩基础、
灌注桩基础
1.旋挖钻机
2.冲孔打桩机
3.冲抓钻孔机
4.磨盘钻机
岩石锚杆基础
5.岩石锚杆钻机
大开挖板式基础
6.大开挖专用挖掘机
7.大开挖辅助排水设备
4
混凝土
施工
具有运输道路
1.混凝土搅拌站
2.混凝土泵车（站）
3.罐式运输车
运输困难
4.轻小型混凝土搅拌机
全范围
5.振捣装置
5
组塔
施工
全范围
1.内悬浮外拉线抱杆
地形条件复杂、
铁塔吨位大
2.四摇臂落地抱杆
具备进场道路条件
3.履带式起重机
高强螺栓连接铁塔
4.力矩扳手
6
架线
施工
一般导引绳展放
1.飞艇
2.多旋翼飞行器
3.动力伞
跨越导引绳展放
4.抛绳器
全范围
5.牵引机
6.张力机
7.放线滑车
8.压接机
施工工器具
9.压接管调直器
10.牵引板
11.卡线器
12.网套连接器
13.提线器
14.飞车
15.抗弯连接器
16.旋转连接器
17.牵引绳
1、临时道路修筑装备
输电线路工程施工机具、设备及材料的运输进出场需要利用现有的道路，道路条件较好的机械化程度较高，可以利用现有设备进行施工，且施工效率较高，对于部分道路条件较差，且地形条件较好的桩号，可以修筑临时道路，便于施工设备、材料的运输，临时道路的修筑主要采用挖掘机、推土机及装载机为主，对于部分山地桩号需凿岩机配合。
图3.1-1挖掘机
图3.1-2推土机图3.1-3装载机
图3.1-4凿岩机
2、物料运输装备
线路施工运输主要包括砂、石、水泥、钢筋、地螺等基础材料、塔料和绝缘子、金具等架线材料，以及抱杆、绞磨、钢丝绳等基础、立塔、架线工器具。
针对各塔号的具体位置及现场地形条件，确定合理的运输方式。
（1）一般平地道路条件较好的，采用汽车运输，采用汽车运输。
（2）部分桩号位于平原、丘陵地区，材料的运输采用履带式运输车、轮胎式运输车。
履带车技术、结构参数如下表：
履带式运输车
性能参数
结构参数
额定载荷
5000kg
载物平台高度
1500mm
最大载荷
7500kg
最小离地间隙
350mm
最大爬坡度
35°
电气系统
24V
行使速度
5km/h
整车重量
5500kg
接地比压
（空载/满载）
0.022/0.044MPa
外型尺寸
（长×宽×高）
4150×1900×1950mm
其他
摇控
图3.2-1履带式运输车应用
图3.2-2轮胎运输车
（3）桩号海拔较高，考虑采用索道运输方式，轻型索道运输单件重量不超过1.5t，中型索道运输单件重量不超过2t，本工程铁塔全部为角钢塔，安装索道以中型索道为主。
图3.2-3施工货运索道应用
3、基础开挖装备
本工程试点段基础型式有三种，分别为灌注桩基础、岩石锚杆基础、多孔掏挖式基础。
根据不同的基础型式确定具体的施工方案。
3.1、灌注桩基础开挖装备
灌注桩基础基坑开挖设备主要采用冲孔打桩机、冲抓钻孔机、磨盘钻机为主，
图3.3-1冲孔打桩机施工作业
冲孔打桩机主要用于深基础的钻孔灌注桩成孔施工，适用于以下土层条件：
（1）填土层、黄土层、黏土层、粉土层、淤泥层、砂土层和碎石土层。
（2）砾卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的地层。
（3）流砂层、有孤石的砂砾石层、飘石层、坚硬土层、岩层地基。
（4）适用于直径大于2000mm的大口孔径灌注桩成孔。
图3.3-2冲抓钻孔机施工作业
冲抓钻孔机适用地层为亚粘土、砂土、砾石、卵石、漂石、软岩石。
成孔深度在60m以内，直径为0.8m～1.2m的钻孔桩。
图3.3-3磨盘钻机施工作业
磨盘钻机适用填土层、淤泥层、黏土层、粉土层、砂土层等土层。
适用卵砾石含量不大于15%、粒径小于10mm砂卵砾石层、软质基岩等地质。
适用桩长在200m以内、桩径在0.8m～1.2m之间的灌注桩成孔。
3.2、挖孔、掏挖基础开挖装备
挖孔、掏挖基础开挖装备以旋挖钻机为主，旋挖钻机是以回转斗、短螺旋钻头或其他作用装置进行干、湿钻进，并采用旋挖逐次取土、反复循环作业而成孔为基本功能的钻机。
图3.3-4旋挖钻机
3.3、岩石锚杆基础施工装备
岩石锚杆基础地质以强、中风化凝灰岩为主，以爆破方法开挖基坑。
锚孔采用小型潜孔钻成孔。
图3.3-5岩石锚孔钻机应用
3.4、板式、大开挖基础施工装备
开挖专用挖掘机采用铲斗挖掘高于或低于承机面的土方，将土方装入运输车辆或卸至堆料场。
采用全液压系统控制，开挖土方量大，相比人力开挖工作效率高。
图3.3-6大开挖专用挖掘机施工作业
大开挖辅助排水设备可整体潜入水中，将基坑底部积水抽排至一定距离和高度。
设备运行性能稳定，具有体积小、重量轻、噪音小、安装使用维修方便等特点，常用的辅助排水设备为潜水泵。
图3.3-7潜水泵抽水作业
对于地下水位较高、地下水较多的桩号采用井点排水设备，井点排水是防止地下水上涌引起基坑坍塌的有效措施，我公司在宁波地区多条工程中应用。
图3.3-8井点排水作业设备
4、混凝土浇制施工装备
根据现场地型，本工程混凝土以集中搅拌、预制混凝土或商品混凝土为主，对于部分桩号山区运输道路较为困难的采用现场搅拌。
对于集中搅拌、预制混凝土或商品混凝土的采用混凝土泵车运输。
图4.1-1混凝土搅拌站
混凝土搅拌站由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等5大系统和其他附属设施组成。
采用强制式搅拌机，可以搅拌流动性、半干硬性和干硬性等多种混凝土。
物料输送系统、称量系统可以根据配合比进行设定，确保搅拌的混凝土符合配合比要求，确保混凝土质量。
图4.1-2罐式运输车
图4.1-3平原桩号混凝土泵车现场应用
图4.1-3山地、丘陵混凝土泵车现场应用
对于不具备运输条件的山地桩号基础，采用现场搅拌混凝土，现场搅拌采用轻小型混凝土搅拌机，轻小型混凝土搅拌机可将水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料，适用于搅拌塑性和半干硬性混凝土，通常为自落式滚筒搅拌机，根据公司施工经验，现场搅拌机容量要求需确保一包水泥的搅拌量，搅拌机太小将影响混凝土搅拌质量，一般采用200L以上。
图4.1-4轻小型混凝土搅拌机
基础浇制现场，为保证混凝土密实度，确保基础浇制质量，浇制过程需分层振捣，振捣与浇制过程同时进行，振捣装置一般采用高频、外滚、软轴联接方式，主要由电动机、传动装置、振动棒等三大部分组成，适用于输电线路掏挖基础、人工挖孔桩基础、钻孔灌注桩基础、联合大板基础、直柱板式基础、斜柱插入式基础、岩锚基础承台混凝土的振捣浇制。
图4.1-5混凝土振捣装置作业
5、基础浇制阶段其它机械设备
5.1、全方位可调式地脚螺栓定位装置
该装置具有上下高低可调、拆装操作简便、承载力大、调节可靠等特点，单腿基础脚螺栓数量超过4根时，使用全方位可调式地脚螺栓定位装置，可有效提高地脚螺栓位置找正的精度、支固稳固性及施工效率。
图5.1-1全方位可调式地脚螺栓定位装置应用
5.2、钢筋直螺纹连接技术
与焊接等连接技术方式相比较，钢筋直螺纹连接技术具有节省钢材、节省电能，不受钢筋可焊性制约、不受季节影响、不用明火、施工简便、工艺性能良好和接头质量可靠度高等特点，适用于任何直径的变形钢筋的连接，尤其用于受拉构件的纵向受力钢筋。
对深基坑基础可有效的解决山地钢筋焊接、运输及钢筋笼绑扎难题。
图5.2-1钢筋直螺纹连接技术应用
6、杆塔组立施工装备
本工程全部为角钢塔，根据铁塔结构、塔重、塔高等参数，优先选用外拉线悬浮抱杆分解组塔的方式，起吊动力采用具有安全防护装置的双毂绞磨。
对于部分桩号位于平地且交通便利，考虑铁塔下部采用50t汽车吊配合组立，或完全采用150t汽车吊组塔。
图6.1-1汽车吊配合组塔应用
图6.1-2内悬浮内拉线抱杆组立铁塔
部分桩号地形限制，无法打设外拉线的，如位于运行线路边上，且铁塔吨位较大，考虑采用座地四摇臂抱杆进行杆塔组立，座地四摇臂抱杆可选用我公司自行研制的断面1m的抱杆进行，抱杆摇臂长17m满足，起吊荷载5.2t，采用液压顶升，抱杆配置安全装置，有效控制现场铁塔吊装安全，满足本工程安全施工需要。
图6.1-3座地四摇臂抱杆组立铁塔
为提高杆塔螺栓紧固率，采用力矩扳手进行高强度塔材螺栓、螺帽的紧固。
图6.1-4力矩扳手
力矩扳手具有以下几方面特点：
（1）可预先设定扭矩，且设定值可调，并具有声响提示装置。
（2）可切换二种方向。
拨转棘轮换向开关，扳手可逆时针加力。
（3）合金钢材料锻制，重量轻、坚固耐用、操作方便、省时省力。
图6.1-5力矩扳手现场应用
7、架线施工装备
7.1、导引绳展放施工装备
现阶段输电线路工程施工环保要求较高，以往人工展放导引绳需砍伐施工通道，对山地工程的植被破坏较为严重，导引绳的不落地展放为解决问题最有效的手段，目前我公司不落地展放导引绳最要采用多旋翼飞行器、飞艇及动力伞为主。
图7.1-1多旋翼飞行器展放导引绳
图7.1-2动力伞展放导引绳图7.1-3飞艇展放导引绳
对于跨越公路、铁路、高压电力线路、等特殊跨越架过网绳（引绳）的展放，跨越不通航河道引绳的展放可采用抛绳器。
1—弹头；2—发射管；3—释放阀；4—低压室；5—调压装置；6—高压气瓶
图7.1-4抛绳器结构图
7.2架线施工过程其它设备
架线过程，主要采用带张力架线施工为主，采用一牵四带张力放线，放线过程采用中型牵张设备一套、大型牵张设备一套。
其中中型牵张设备用于牵引绳的倒换及地线、OPGW的展放，大型牵张设备用于四分裂导线的展放，放线前每基铁塔需悬挂五轮放线滑车，放线滑车规格根据导线型号确定。
图7.2-1张力场现场布置示意图
图7.2-2牵引场现场布置示意图
施工装备应用流程图
四、施工装备配置
（1）临时道路修筑装备配置情况
临时道路修筑设备挖掘机为租赁装备。
（2）工地运输装备配置情况
普通机动车辆、履带运输车、流动式起重机均为自有装备，若数量不满足，除履带运输车外，其余设备可租赁。
（3）基础施工装备配置情况
基础施工中的专用设备旋挖钻机为租赁装备、直螺纹镦粗机及套丝机、混凝土泵送设备（拖泵）为租赁装备、混凝土罐车（商混公司配备）。
（4）塔组立装备配置情况
铁塔组立的内悬浮抱杆及配套工具为自有装备，流动式起重机租赁装备。
（5）架线施工装备配置情况
架线施工时初级导引绳展放采用的多旋翼升机为租赁装备，其余常规装备如各种钢丝绳、纤维绳、导地线滑车、各种牵引机和张力机等均为自有装备。
架线施工自有装备能满足全过程机械化施工的要求。
临时道路修建装备配置如下：
序号
装备
使用条件
规格参数
配置数量
1
挖掘机
山地
15t（自重）
4
物料运输装备配置如下：
序号
装备
使用条件
规格参数
配置数量
1
履带运输车
山地
7t
4
2
轮式运输车
乡村道路等级以上
8t
4
3
轮式运输车
山地
5t
8
基础施工装备配置如下：
序号
装备
使用条件
规格参数
配置数量
1
旋挖钻机
山地
2500mm（成孔最大值径）
2
2
混凝土搅拌运送车
山地
6立方米
（运送容量）
6
3
混凝土泵送车
山地
105立方米/小时
（最大泵送量）
2
4
直螺纹镦粗机
加工中心
YDCJ－40
1
5
直螺纹套丝机
加工中心
HGS－40E
1
组塔施工装备配置如下：
序号
装备
使用条件
规格参数
配置数量
1
轮胎式起重机
山地
500kN级
2
2
轮胎式起重机
平原田地
700kN级
1
3
内悬浮抱杆
平原田地
□600×28000
4付
架线施工装备配置如下：
序号
装备
使用条件
规格参数
配置数量
1
八旋翼直升机
山地
1
2
导线放线滑车
山地
Φ916五轮滑车
120
3
大型张力机
山地
4×37.5kN
2
4
大型牵引机
山地
250kN
2
5
小张力机
山地
40kN
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