机械化施工专题.docx
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机械化施工专题
宁海电厂一期500kV送出线路改接工程
机械化施工专题
浙江杭州
2015.03
第一章设计概况
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
本工程线路在宁海变东北侧毛山附近原强宁5423线21#塔、蛟海5424线22#塔大号侧改接后平行已建宁海电厂（二期）-苍岩500kV双回线南侧走线至宁海变北侧山地，线路双转单，宁海电厂-明州I回线继续往西走线接入宁海电厂（二期）-苍岩500kV双回线已建成同塔三回路的预留线路，宁海电厂-明州II回线左转往西南方向走线，连续跨越宁海-香山220kV双回线、宁海-蔡郎（奉南）220kV双回线、宁海-天一500kV双回线后，经新建同塔四回路，平行宁海-回浦500kV线路北侧往西走线，跨越甬台温高速公路（隧道）、S214省道、避让白溪水库引水管线后跨越甬台温铁路，自四回路塔引出后右转向北走线，与宁海电厂-明州I回线合并成双回路，跨越宁海电厂-苍岩500kV双回线后左转沿山地向西北方向走线，在鹁鸪尖附近跨越宁海-天一500kVI、II回线，经水口庙北侧、红泉水库南侧、黄家山北侧至尼坑庵后进入奉化境内。
线路在大堰镇东侧两厂房中间空档穿越后经王高岙东侧、前池西侧、前岸山，在箭岭北侧跨越110kV线路后立即右转并平行其西侧走线，在碾子登西北山梁右转跨越宁海-奉化220kV线路后经董家坪南侧，在柏坑南侧跨越甬金高速、S309省道，在220kV奉化变西侧跨越奉化-雅致220kV线路后往北避让雪窦山风景区，经亭下湖水库西侧、单家东侧、栖霞坑西侧、高塘岭后进入奉化、余姚交界地。
线路经龙潭坑东侧、三接岭、平头北侧后进入鄞州境内。
经外石板坑北侧后走线至周公宅水库东侧约1km山地，避让五龙潭风景区后走线至流树洪岗，经许家南侧、空相寺南侧，从章水液化气储配站与宁波通达电器开关厂中间穿越，避让鄞江户外天空社区、凤山第二采石场后进入明州变。
路径走向示意图及沿线情况如下:
图1-1线路路径总图
本工程线路途经宁波地区宁海县、奉化市、余姚市和鄞州区。
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%。
1.3机械化施工范围
为了配合工程的机械化施工，实现设计与施工联动，全面提高线路工程的机械化施工水平，我们结合工程实际路径，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。
1）板式基础在设计时，通过加大底板面积来降低基底的附加应力，使基础满足下压承载力要求，同时利用基础及其上覆土体的自重来承担基础的上拔力。
该基础型式在施工时采用大开挖方式，土石方量较大，对周边环境也有较大影响。
山丘地区一般对地质不易掏挖成型的部分塔位考虑采用该基础型式。
2）掏挖式基础是目前使用最多的一种原状土基础型式，它以天然土构成的抗拔土体与基础自重相互作用而保持基础的上拔稳定，最大限度地利用了天然原状土的强度，不仅具有良好的抗拨性能,而且具有较大的横向承载力。
3）挖孔基础充分利用了原状土承载力高、变形小的特性；“以土代模”，土石方开挖量小、弃土少，施工方便，节省材料；消除了回填土质量不可靠带来的安全隐患；主要适用于地质条件较好、无地下水、开挖时易成形、不坍塌的土质或岩质地基。
推荐在坡度>30°的山地丘陵塔位使用。
在道路条件许可时，推荐采用轻型旋挖钻机；无需进入岩层的掏挖式基础，推荐采用机械洛阳铲施工，结合人工扩底。
4）岩石锚杆基础混凝土量及耗钢量均是所有基础型式中最低的，而且也是最环保的一种基础型式，但该基础型式对地质条件要求比较高，需逐基鉴定岩体的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固性及岩石风化程度，以确定使用该基础型式的塔位以及具体型式。
锚桩成孔推荐采用气钻式钻孔机械，地表覆土层及全风化层以人工开挖为主，不应放炮，确保岩石的完整性。
清孔、安放钢筋后，细石混凝土按300mm厚分层灌注并振捣密实，推荐采用微型振动棒+捣固钎进行振捣施工。
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。
1）柔性板式基础在设计时，通过加大底板面积来降低基底的附加应力，使基础满足下压承载力要求，同时利用基础及其上覆土体的自重来承担基础的上拔力。
这种基础型式在各种电压等级的输电线路中已广泛应用，设计及施工经验非常成熟。
2）刚性台阶基础立柱配置钢筋，底板不配钢筋。
为满足刚性角要求，通过增加台阶数和台阶高度来增加底板宽度。
与柔性板式基础相比，刚性台阶基础具有施工简单、周期短和耗钢量小的特点，但其混凝土用量较高，相应运输成本较大，综合造价较高。
但因其施工周期比较短这个优点，对位于地下水位比较高的塔位，采用该基础型式可以节省绑扎底板钢筋时间，降低塌方风险。
3）灌注桩基础可采用回旋钻机成孔。
回旋钻机一般适用粘土，粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土的地层，为满足施工要求，旋挖钻机底盘和工作装置的配置具有装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、多功能、施工效率高等特点，目前，旋挖钻机的最大钻孔直径为3m，最大钻孔深度达120m（主要集中在40m以内），最大钻孔扭矩620kNm。
灌注桩基础是一种深基础型式，造价相对较高，一般当塔位浅层土质不能满足铁塔对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采取地基处理措施或采取地基处理费用较高时采用该基础型式。
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
通过对不同基础型式的分析论述，适合机械化施工的基础选型原则如下：
平地采用板式基础和灌注桩基础。
山地，在完整性较好的中风化、强风化岩石地基，根据覆土厚度和外荷载不同，优先采用岩石锚杆基础；对覆土较厚的山地基础，当坡度较缓时（≤30°），选用掏挖式基础或岩石嵌固基础，坡度陡时（>30°），采用挖孔基础。
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。
第二章机械化施工的施工方案
第三章机械化施工的设计优化
第四章总结
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