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高原输电线路工程典型施工机械配置

时间:2021-01-28 09:38来源:未知 作者:admin 点击:
摘要:为解决高原输电线路施工机械的选配问题,针对高原高海拔输电线路特殊环境,介绍了典型施工机械的选配原则,并从机械种类、数量、质量3个方面阐述了典型施工机械的选型配置方法及要求,最后就机械化施工技术的应用从设计、施工、管理等角度提出合理建议
  
摘要:为解决高原输电线路施工机械的选配问题,针对高原高海拔输电线路特殊环境,介绍了典型施工机械的选配原则,并从机械种类、数量、质量3个方面阐述了典型施工机械的选型配置方法及要求,最后就机械化施工技术的应用从设计、施工、管理等角度提出合理建议。
 
关键词:高原;输电线路;施工机械;选型配置
 
输电线路施工人员投入多、施工强度大、作业效率低、环境复杂多变、安全风险高。近年来中国人口红利逐渐减弱,人力成本越来越高,人工为主、机械辅助的施工方法将不能持续。而施工机械的运用不仅能减轻作业人员施工强度、降低施工风险,还能加快施工进度、保证施工质量、降低造价,完成各种急、难、险、重施工任务。近年来国网公司高度重视机械化施工的应用和推广,组织编制了《输电线路全过程机械化施工技术》设计分册和装备分册[1],为线路机械化施工提供指导,并在多个输电线路工程进行推广。实践证明,输电线路全过程机械化施工正逐渐成为降低成本、提高效率、保障质量、取得效益的有效方式。随着我国经济社会的不断发展,全面建成小康社会稳步推进,西部地区特别是西藏、青海等高原地区输电线路工程项目大量开工建设,青藏联网、藏中联网,阿里联网等电网工程不断刷新海拔高度。但在工程建设过程中受高海拔、低气温及现场地形地质等因素影响,施工机械和劳动力降效严重[2],部分施工机械难以满足现场需求,造成机械二次进场,不但加大施工成本,而且影响施工进度。因此,在高原条件下如何选择配置施工机械,充分发挥机械的效能,实现劳动密集型向机械密集型转变,值得探讨研究。
 
1机械选型配置的原则
 
(1)施工机械应与施工地点的气候条件、地形环境、作业场地大小、运输距离、作业断面大小、工序和受力要求相适应。(2)机械的作业效率应匹配工程任务量和进度要求,工程量大时多投入、投入大型机械,工程量小时小投入、投入小型机械。配置方案要保证机械工序连续、作业均衡。(3)多机群作业时按照先主导后配套原则。主导机械与施工方法、工期目标以及整个作业机群作用的发挥密切相关,因此在机群匹配时,应首先确定主导施工机械类型,然后依据施工任务量配置机械的数量,其他配套的设备机具类型和数量按主导机械匹配。(4)先通用后专用。通用机械在价格上更便宜,状态更稳定,通用性强,保养维修便利,施工中利用率高。在性能要求与服务满足的情况下,优选国产机械。(5)施工方案要合理,机械配置时宜分成多个平行的组合。平行组合能避免因单一机械故障而导致停工的情况。
 
2典型施工机械的选型和配置
 
2.1机械类型的选择
 
机械种类的选择与施工工序密切相关,更取决于施工介质。根据以往施工经验,输电线路工程可分为临时道路修建、物料运输、基础施工、杆塔组立、导地线架设、接地敷设等6个主要工序[3]。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→机械开挖成孔→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→架线施工初级导绳飞行器展放→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。各工序典型施工机械类型选配见表1[4]。施工机械依据工序确定类型后,还需要根据现场环境与施工现场机械来源选择相应性能参数的机械,如挖掘机选择正铲还是反铲、行走装置是履带式还是轮式、机械的牵引能力、作业生产率、作业半径、爬坡能力、转弯半径、接地比压等,其目的就是要保证所选施工机械的性能满足现场条件,技术上先进可靠、便于维修、经济环保。特别是在高原高海拔施工时,机械在低氧条件燃烧不充分将导致输出功率下降。夏拥军等[5]在海拔3000~5000m高原地区对牵张机、绞磨等输电线路施工机械降效进行了试验,总结了此类机械在高原的降效规律(见表2),因此在施工机械配置时一定要提高功率裕度,以消除高原降效的影响。
 
2.2机械数量的匹配
 
所需机械数量包含主要机械数量和配套机械数量,主要机械数量由施工工程量、机械施工能力、作业点数量以及工期进度等多种要素决定。以土方机械为例,所需机械数量计算公式为式中:N为所需机械数量;n为任务完成时间内的机械台班数量;Q为施工工程量,m3;K为时间利用系数;P为单机台班生产效率,m3/台班。配套机械的数量以施工能力稍大于主要机械为宜,通常取1.2的增效系数,确保主要机械施工效益充分发挥,机械空闲时间越短越好。
 
2.3机械的质量需求
 
高原输电线路工程施工机械因当地市场供给量少,很多设备需从内地发运,运输周期长,机械配置在数量和质量上都要满足要求。施工机械的质量匹配主要由机械的适应性、施工效率、可靠性、故障率、时效性、成本等方面决定[6],如高海拔地区施工优选带有涡轮增压或其他增压设备的机械,采用压力水箱盖以减少沸腾外溢和冷却水蒸发;加装预热器以降低油料黏度,改善机械低温启动性能等。特殊气候、地形条件对施工机械的性能要求见表3。力约束,控制混凝土浇筑层间间歇期,1.5m以下层厚间歇5~7d;2.0~3.0m层厚间歇7~10d[2]。
 
2.5通水冷却和温度监测
 
在混凝土中布置满足设计要求的HPDE塑料管进行通水冷却,削减浇筑层初期温升,控制混凝土不超过容许最高温度,同时削减混凝土内外温差,减少温度应力。冷却水管蛇形布置,单根长度不超过250m,冷却水流量为1.5~1.8m3/h,24h变换一次水流方向。混凝土降温速度不大于0.8℃/d,冷却水进口水温与混凝土最高温度之差不超过25℃[3]。通水冷却过程中,削减温度峰值不应超过10℃(削减温度峰值超过10℃则立即停止该浇筑层混凝土的通水冷却)。通水过程中应对通水情况进行记录,混凝土内部温度采用温度计测温为主,闷水测温为辅。通水结束后,应对冷却水管进行灌浆封堵。混凝土浇筑温度测量使用电子温度计,混凝土内部温度测量采用埋设在混凝土中的电阻式温度计,温度测点应均匀分布在浇筑层面上。开始浇筑至浇后7d,每6h测1次,温度出现高峰期间要加密观测,第8d至上层混凝土覆盖期间,每天测1次,所有温度检测必须同步进行。
 
2.6混凝土保温及表面养护
 
在气温变幅较大或气温骤降频繁的季节应加强混凝土表面保护,通过一定的表面保温措施,避免混凝土内外温差过大,从而防止表面裂缝出现。泄槽底板低温季节采用4cm大坝保温被覆盖保温,挑流鼻坎低温季节侧面采用5cm聚苯乙烯板保温,上表面采用4cm大坝保温被保温,保温持续时间不应少于30d。混凝土初凝后开始养护,养护时间不少于设计龄期。混凝土永久暴露面采用长期流水养护,每隔5~8m设一道25mm的塑料管,每隔25cm钻1mm左右的小孔,通过孔口对混凝土壁面进行洒水养护,洒水养护要保证过流面均匀覆盖流水层,流水层厚度应不小于5mm。
 
3结语
 
温控防裂工作直接影响抗冲耐磨混凝土抗裂性、抗冲磨强度和耐久性,关系整个工程的施工质量,是一项复杂的系统工程。温控防裂除涉及混凝土配合比、分缝分块、施工工艺、保温养护等环节外,合理的资源配备、施工质量控制、施工工艺改进等对混凝土温控也十分重要。
 
参考文献:
 
[1]李新宇,谢国帅,朱振泱,等.苗尾水电站抗冲磨混凝土性能与温控防裂设计[J].云南水力发电,2017,33(增刊1):61-71.
 
[2]孟宪令,江永龙.苗尾水电站差动式挑流鼻坎施工技术[J].云南水力发电,2017,33(增刊1):171-173.
 
[3]姚亚军,周运先,张传信,等.冷却通水换向装置的研究与应用[J].云南水力发电,2017,33(增刊1):168-170.
 
作者:陈思崇 谢明武 何乐锋 吴俊卿 单位:中国安能集团 第二工程局有限公司
(责任编辑:mac)
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