任志刚，郑义斌，于春辉，宋伟杰，白 哲

（国网山东省电力公司济南供电公司，山东 济南 250012）

0 引言

全过程机械化施工是输电线路发展改革的方向，从根本上改变人力为主、机械为辅的传统方式，实现了线路工程建设向机械化方式的转变，是实现三型两网、世界一流电网战略目标的必然要求。开展输电线路全过程机械化施工是提高输电线路施工机械化率、全面降低施工成本和安全风险的重要创新举措，有利于提升电网安全质量、效率效益、工艺水平，有利于提升施工企业整体实力和输电线路建设本质安全，所以输电线路机械化施工全过程管理与控制问题研究十分必要。

以济南鹊山110 kV 输电线路工程为例进行研究，结合工程实际，组织各方进行了全面试点工作策划，该工程是济南第一条国家电网公司全过程机械化施工的试点工程，线路全长11.0 km，线路调整后，新建铁塔总数为40 基，其中双回路角钢塔30 基，双回路钢管杆10 基。新建线路导线采用JL／G1A-300／40、2×JL／G1A-300／40 型钢芯铝绞线，地线采用2 根OPGW 光纤复合架空地线。

1 全过程机械化施工的可行性分析

1.1 机械化管理和控制措施

输电线路施工的全过程机械化是输变电工程总体建设中的重要一环，要从工程管理的建设、施工、设计等各方组织入手，采用创新工艺及创新设计方法，着眼施工工艺的可行性，在工程建设全寿命周期的各个阶段统筹兼顾，为全过程机械化施工创造便利条件，全面提升输电线路工程建设经济效益和社会效益［1］。

建设过程中，主要工序包括临时道路修建、物料运输、基坑开挖、混凝土浇筑、铁塔组立和架线施工［2］。将工序与作业层班组结合的方式将工程整体划分为各个阶段，通过优化施工组织措施，确保输电线路作业呈流水化施工，保证各施工班组可以同时在不同的施工区段上先后平行搭接施工，充分提高机械化生产率［3］。

1.2 工程机械装备应用

线路施工过程中使用履带式运输车、挖掘机、反循环钻机、吊车组立铁塔、发电机及电焊机、牵张机设备、八旋翼轻型飞行器等机械进行施工，通过在各分部工序中应用工程机械装备，不仅提高施工效率，降低施工成本，更好地指导工程施工管理，缩短施工工期，还在一定程度上保障了人员安全和周围环境。

1.3 实例工程概况和实施条件分析

线路基础在黄河北部平地地段，地层为粉土、砾卵碎石，具备机械成孔的条件，基础型式全部采用灌注桩，地形及地貌状况主要为平原，通行能力较好，施工机械可经过原有的或经简单修建简易便道即可通往多个塔位。通过协调统筹各工序中工程本体的实施条件，合理配置相应机械和人力，全方位提高施工现场的施工效率和作业安全，更加适应输电线路电力建设的技术和安全发展趋势。

2 全过程机械化施工管理应用经验

2.1 机械化施工流程

根据实际情况制定匹配的机械化施工方案，通过临时道路修建的机械化、物料运输的机械化等方式来实现全过程机械化施工方案管理与控制［4］。

全过程机械化施工流程为：机械化施工总平面布置→临时道路修筑及作业面整理→基础钢筋工厂化加工→旋挖机成孔→钢筋笼桩孔位吊装及对接→预拌混凝土用罐车运至桩孔及灌注→基础完工后作业面平整→组塔吊车进场→吊车组立铁塔→组塔后作业面清理→架线施工初导绳飞行器展放→各级引绳牵张机逐级牵引→张力放线→紧线及附件安装→竣工验收［5］。

2.2 关键点安全作业管控措施

在机械化施工条件下明确施工现场关键点作业风险提示、作业必备条件、作业过程安全管控措施。针对输电线路工程风险等级较高的组塔、架线等核心作业，划出施工现场安全管理中杜绝触碰的隐患或停工红线，作为施工管理的强制性措施［6］。

将施工过程中的关键点和安全管控措施纳入施工作业票，在项目部及作业层班组成员中强化培训效果，进一步提高培训实效。针对关键作业的安全警示视频做到全覆盖推广，明确施工作业任务分工、安全必备条件、技术要点，推动管控措施有效落实到作业现场。

2.3 强化作业层班组控制措施

在满足机械化施工方案管理的同时，施工过程中严格履行国家电网有限公司“深化基建队伍改革、强化施工安全管理”12 项配套政策中的相关要求，组塔、架线重要工序只能采用劳务分包的方式，禁止采用专业分包或劳务分包自行施工的方式。

施工作业班组采取“施工单位作业层班组骨干+核心分包队伍劳务作业人员”组建方式，且劳务分包开展工作的同时必须由作业层班组的骨干的指挥和监护。作业班组骨干配置的最低标准及任职资格如表1 所示，从而推动施工企业强化技能人才补充、培养和配置。

表1 三类骨干人员任职资格

工程管理中，一是以作业层班组为基本单元构建施工组织管理体系，取消施工队管理层级，由施工项目部对作业层班组进行直管；二是以骨干人员为核心组建作业层班组，同时将具备承担线路工程施工作业层班组骨干人员在公司统一平台进行报备；三是以标准化为抓手抓实作业层班组管理。将作业层班组打造成专注专项作业的正规化、专业化团队，实现对施工作业现场的实时有效管控，提高安全质量管理水平。

3 典型施工方法特点

3.1 机械化率高

机械化率能够体现输电线路全过程施工中机械化装备应用和覆盖情况。因此本工程机械化率的计算是把工序细分为物料小运、基础施工、组塔施工、架线施工、接地敷设等5 个主工序及11 个子工序，并且对每基塔的机械化装备应用进行加权评分，通过各工序机械化率的权重加权计算，如表2 所示，得出整条线路施工机械化率，从而配套机械协调作业达到经济目标［7］。

表2 各类工序机械化率权重系数

3.2 实现降本增效

通过机械化施工方法，降低人员投入和工作强度，各工序间衔接紧密，减少转序时间，缩短施工工期，确保满足工程减少的质量标准和技术标准，降低安全隐患风险，有力地保护了生态环境，全面提升了工程建设经济目标和效益目标［8］。本文所提工程基础施工采用机械化的方法能够取消混凝土护壁等要求，减少混凝土和钢筋的使用，显著地提高了物料运输、基础施工等工程建设效率，与传统的施工方式相比，施工各单位工程工期得到有效减少，工期对比如表3 所示。

表3 工程工期对比情况 d

以基础施工为例，用装载机、挖掘机平整施工基面，基孔采用回旋钻机开挖成孔，可大幅提高旋挖转机工作效率，同时小型车载式钻机移动灵活，成孔速度快，桩间移动和场地移动方便，便于转场，更适应线路施工的特点。基础钢筋按工程所需进行工厂化加工，并完成统一配送，以提高钢筋加工效率，使铁塔基础施工工期由原来的11 天缩短为4 天。同时，机械化施工工艺减少了现场环境的污染，降低了农田损坏，减少施工干扰，降低青苗赔偿处理恢复成本。

3.3 安全质量双增长

在基础施工过程中，如果采用人工开挖，作业人员需要进行深基坑作业，孔桩护壁的质量若无法保证，将会造成上部土体或者岩块的脱落，威胁作业人员安全。若采用机械设备进行施工，可以避免上述问题，降低输电线路的安全成本，提高安全效益。同时，常规的人工开挖成孔不规则，精度低，尺寸、垂直度偏差较大，成孔过程中需要严格控制。本工程采用回旋钻机成孔的基础定位准确，成孔尺寸、垂直度精度高［9］。

在组塔方面，以呼高30 m 铁塔为例，10 个工人一天完成一基铁塔地面组装。其中，吊车组立工序是在地面组装完毕后由吊车进行组装，吊车组装时，施工占地保持在基础占地范围内，不再增加抱杆拉线等青苗损坏。同时螺栓复紧工序是用电动扳手进行全塔的螺栓复紧，电动扳手紧固功效高，不仅降低了高空作业的工作频次，而且全面提高了铁塔螺栓紧固的一次成功率。

单基塔施工三级安全风险由3 个减少至2 个，单基平均组立时间减少48%，使得组塔工程登高作业风险减小。从而保证了施工过程中安全和质量的双向增长。

3.4 施工管理信息化应用

全面进行机械化施工过程中，要合理运用现场作业安全管控平台，能够将现场的作业情况，风险等级以及恶劣天气情况通过滚动播报的方式进行在线展示，从而第一时间将通知展示给系统使用者。视频与现场作业关联后，可通过现场作业管控平台查看已关联视频，并通过GIS 图查看视频。

同时，针对全过程机械化施工中使用的施工工器具采用二维码对其进行唯一标识，以信息化管理水平提升为基础，以提高工器具管理和安全管理水平为目标，有效排除传统管理中存在的问题和管理盲点，实现了施工工器具生命周期和使用状态的全程跟踪。保证施工工器具管理规范、有序，有效解决施工器具及安全管控难的问题。

4 机械化施工发展建议及经济效益

4.1 机械化施工发展建议

设计单位应综合考虑机械化施工条件，在最终的定位选择塔位时应综合考虑各方面因素，包括进场道路修建，线下及施工场地种植的青苗补偿费用及青苗赔偿处理的难易程度，同时按照基础力大小、现场地质情况，来满足机械化施工机械设备行走坡度，施工基面的要求。

配合机械化组立杆塔，在铁塔结构图中结合实际增加施工用孔。并对预留的施工孔明确荷载限制及用途。铁塔型式应选择在合理位置分段，确保每个组装部分的独立结构是稳定系统，各节之间的重量尽可能平均。当采用吊车组塔时，对铁塔本体的结构和吊点进行补强验算，满足荷载要求的情况下在相应位置设置连接装置。

增加线路施工机械化率评价环节，对输电线路施工中的装备存量和装备先进性进行综合评价，评价过程是由施工项目部每基塔位对这两个方面分别进行评价，由监理项目部和业主项目进行监督和抽检，通过增加械化率评价环节，从而满足全过程机械化率提升优化的要求。

4.2 机械化施工产生的效益

节约施工成本。本工程减少青苗赔偿费用，降低民事问题引起的施工阻拦，节约开支30 余万元，同时通过机械化施工提高了工程建设一次成功率，避免了二次施工，有效节约了施工成本。

危险性小，安全系数高，风险小。由人力、卷扬机展导引绳变为无人机展放。铁塔日组装效率由一天几吨提高到一天几十吨，减小了因组塔、架线环境或人为失败导致的人员和事故的出现概率。

提高工程建设效率，缩短施工工期。显著提高物料运输等工程建设效率，与传统人力为主施工方式相比，各单位工程工期成功缩短。一条常规220 kV工程的施工期由1～2 年缩短为6～9 个月。

5 结语

描述全过程机械化施工管理与控制覆盖线路建设的全过程，以济南鹊山110 kV 输电线路工程为例进行分析，能够有效减少人力成本、提高工程施工效率，同时提升施工安全性，减小对环境的不利影响，综合效益明显。在外部条件一致的情况下，与传统施工方法相比较，全过程机械化施工管理与控制能够节约施工工期25%，施工费用可降低30%左右。

施工环节采用适应机械化施工的对应施工方案不仅可以增强技术装备的创新性，还实现较新的施工技术、装备配置和工程管理，按照机械化试点工作统一部署要求，以济南鹊山110 kV 输电线路工程试点建设为契机，注重将机械化施工理念与设计结合，践行机械化施工管理体系，积极应用机械化施工标准化创新成果，从而全面提高施工效率和工程安全。