旋挖钻在西北地区电力建设中推广与应用的可行性报告

【摘要】采用旋挖钻对掏挖式基础进行施工，具有环境影响小、工效高、有效降低劳动强度及工程造价等优点，该方法能够有效地提高机械化作业程度、降低劳动强度和施工人员安全风险、提高工效和尺寸质量，具有较好的社会和经济效益。

【关键词】旋挖钻掏挖式基础工效安全质量性效益

中图分类号： O434 文献标识码： A

随着输电线路电压等级的不断提高，因设计的优化和对环保的要求逐步提高，在大型输电线路的施工中越来越广泛的采用掏挖式基础；掏挖式基础在工程中的应用，大大降低了施工的难度；对地表植被破坏影响面小，符合环保需求，降低施工成本和工程投入。特别在西北地区多戈壁、无人区、泥岩地段，恶劣的环境加大了掏挖式基础开挖施工难度大，严重影响工程进度。采用旋挖钻进行掏挖式基础的开挖，是一种先进的施工方法，不但能够有效解决上述问题，更充分体现了工程建设中以人为本的安全管理理念。通过±800kV哈郑线输电线路工程新1标段130基掏挖式基础实践证明，采用旋挖钻开挖，能充分体现旋挖钻开挖掏挖式基础的优越性，这种施工方法值得推广和应用。

1背景

哈密南～郑州±800kV特高压直流输电线路工程新1标段掏挖式基础直径在φ1200mm至φ1800mm之间，坑深在4100mm至6900mm之间；本标段地形以戈壁荒漠、无人地区及沙丘为主，地形较平坦开阔，地质以泥岩、泥质砂岩、砂岩为主。针对上述特点，在施工时根据以往的施工经验，选择了旋挖钻（ZR220A）开挖主柱、人工配合扩孔的施工方法，根据对比试验后在本标段进行全面推广应用。

2施工准备及资源配置

2.1施工准备

参与施工的人员接受旋挖钻开挖掏挖式基础的严格交底和班前培训；现场施工技术员、质检员熟悉并掌握各种尺寸基坑及特殊要求；全体施工人员已接受安全技术交底，施工现场使用的所有设备、工器具经相关检验合格并申报审批。

2.2人员配置

现场负责人1人，专业钻机操作手1人，兼职安全员1人，技术员（测工）1人，质量员1人，普工8人。

2.3设备机具配置表

序号 名称 单位 数量 备注

1 旋挖钻（ZR220A） 台 1

2 铲车 台 1

3 电镐 台 1

4 发电机 台 1

5 取土铁锨 把 4

6 经纬仪 台 1

7 钢卷尺 把 1

8 通风设备 套 1

9 梯子 副 4

3施工工艺及操作步骤

3.1施工流程图

3.2操作步骤

3.2.1基面平整。根据现场地形条件，旋挖钻操作手选择机位时，应充分考虑放土地点，铲车需按照旋挖钻操作手要求，进行基面平整，以保证旋挖钻水平摆放，满足钻孔需要。

3.2.2基坑定位。（1）根据根开、线路前进方向进行分坑，采用十字桩标示基础坑口，并定出稳固控制桩及坑中心位置。（2）按设计坑口尺寸在设计位置撒石灰，以标示出坑口的中心位置。

3.2.3旋挖钻定位。根据掏挖基础坑口的截面选择相应直径的钻头，旋挖钻到达已进行基面平整的机位，如果基面不满足条件，旋挖钻操作手指挥铲车平整基面，以确保旋挖钻机身水平。移动旋挖钻时，注意保护中心桩及各控制桩。

3.2.4开挖样洞。根据基坑开挖尺寸线先挖出样洞，深度约300mm。样洞挖好后应该复测根开、对角线等各尺寸，同时复核地质情况，符合设计后方能在继续开挖。

3.2.5主柱挖进。基坑主柱挖掘过程中以机械臂带动钻头向下钻进，待土填满旋挖钻头后，将土提运至坑口上方，倒至距坑口不小于1.5m远的安全地带。

3.2.6扩孔。基础主柱开挖深度达到设计深度时，用钢卷尺测量基坑设计深度无误后移除旋挖等机械设备，改为人工扩底。

3.2.7基坑清理。由上至下修理坑壁及清除坑底浮土，清理时注意保留中心桩及控制桩。

3.2.8质量检验。复核基坑角度、半根开、半对角等数据；用钢卷尺复核坑口直径、坑深是否符合设计要求，若不符合则继续清理；用铅垂检查坑壁是否竖直，若不满足要求，则继续清理；检查坑底扩大孔尺寸及浮土是否清理干净，若不符合要求，则继续清理。自检时，应形成相应的自检记录。

一切符合要求后，对坑洞采取保护措施，确保下道工序的正常施工。

4旋挖钻开挖掏挖式基础注意事项

4.1安全保证措施

4.1.1施工作业人员在作业前，严禁饮酒；进入施工现场，必须正确佩戴安全帽；上下坑必须使用软梯或木梯，严禁使用绳索；下坑人员必须戴好护目镜、防尘面罩等劳保用品。

4.1.2施工现场必须实行文明施工，施工机具进入施工场地应适应环保要求，最大程度的减少现场植被破坏，成孔设备移除后，对坑洞进行标示和围栏保护，防止牲畜、人员误坠落。

4.1.3在易塌方的地区，如果当天不能浇制混凝土时，应缓挖扩大头部分，必要时，需浇筑护壁，以确保安全。

4.2环保措施

4.2.1施工过程中密切注意钻机工作状态，一旦发生漏油、漏液等情况，及时采取有效措施对其进行堵漏，并将污染土壤运到指定的地点进行无害处理。

4.2.2开挖出的土，不得随意堆放，必须按照预先设计堆放在指定位置，并采取有效措施，防止大风扬尘污染环境。

4.2.3基础浇筑完成后，将开挖出的土平整在基坑周围，尽可能恢复原貌，不得随意丢弃，造成水土流失。

4.2.4施工完成后妥善处理施工垃圾，做到工完、料尽、场地清。

4.3施工质量控制要点

4.3.1基坑控制。基坑开挖时，质检员随时检查旋挖钻钻杆的垂直度，防止因钻杆倾斜导致基坑不直，影响钢筋保护层；同时还要对基础主柱孔径进行复核，防止保护层不满足要求。

4.3.2扩径控制。在旋挖钻主柱完成开挖后，扩大头部分采用人工扩底，施工人员必须随时检查开挖尺寸，防止产生不必要的超方。

4.3.3孔深的控制。掏挖基坑一般深度较大，如果孔深达不到设计要求，将影响到扩径位置的准确性。钻孔时应该严格按照深度控制装置进行操作，基础主柱开挖深度达到设计要求后，停止机械开挖。在人工扩孔时，防止发生超深现象。

4.3.4孔壁的保护。（1）钻机在工作过程中，因卸土需要多次往复通过成孔上部，容易造成孔壁和坑口破坏。所以在提升钻头时，首先应该检查钻杆是否在回转中心0°初始位置，如果不在初始位置，应该调0后再提升.（2）钻头提升速度应该缓慢匀速，待其完全离开地面后在转离坑口；复位时，应先使钻头对中后在缓慢下降，以避免孔壁破坏。（3）若坑口土质较松散，不易成型，必须采取浇筑护壁等防坍塌措施，确保安全和成孔质量。

4.3.5垂直度的控制。（1）在钻机作业时，需实时使用经纬仪或吊锤监控钻杆垂直度，钻机是否平稳，如果钻杆发生较大角度的倾斜，应该立即停钻，查明原因，恢复钻机平稳状态后方可继续钻挖。（2）加强检查，钻头每进2m，应进行一次垂直度检查，检查方法可用垂球法。在坑口圆周上对称等分四点位置分别悬挂一次锤球，通过锤球在坑孔最下端的坑壁的间距是否均匀来判断坑孔的垂直度。（3）根据地质情况控制合理钻进进度，可以防止孔壁倾斜。

5优缺点分析

在哈密南～郑州±800kV特高压直流输电线路工程新1标段采用旋挖钻开挖掏挖式基础，与以往传统人工掏挖相比较，优点如下：

5.1.通过采用旋挖钻对掏挖式基础的施工大大提高了大型机械设备在工程中的应用，提高了工效。

5.2.针对戈壁、泥岩基坑的开挖，效率大大提高，如在泥岩地质情况下进行人工掏挖，一般1基需要人工12人，开挖时间约为10天左右才可挖成，现采用旋挖钻进行开挖，开挖1基仅需要90分钟左右就可完成。

5.3.对于荒漠地带无人区及恶劣气象条件地区的施工大大减少的人工的投入，降低了劳动强度。

5.3.安全得以保证，体现了以人为本、安全第一的理念，有效提高了输电线路机械化程度，具有良好的社会效益，降低了坑底作业人员的风险。

5.4.提高了坑壁的平整光滑度、密实度，不会出现超宽、形状不规则等现象，有效的提高了尺寸质量，减少了混凝土超灌量。

5.5.施工效率高、进度快，质量有保证。

5.6.降低了施工成本和建设成本。

5.7缺点

5.7.1地形限制。因旋挖钻采用履带式行进，行进速度较慢，设备进场时，一般运输车辆无法拖运，只能使用二拖三货车，对于高山大岭设备进入困难。

5.7.2受地质限制。针对不同的地质换用不同的钻头，如截齿筒钻适用于硬基岩或卵砾石，牙轮筒钻适用于坚硬基岩和大漂石。

6总结

采用旋挖钻开挖掏挖式基础的施工方法，特别在西北戈壁、沙漠及人员生存困难的地区，地质坚硬的泥岩、风化石及雅丹地貌进行基坑开挖效果良好，有很高的经济性和实用性，值得推广与应用。

作者简介：

杨云雷，男，2008年参加工作，新疆维吾尔自治区送变电工程公司，主要从事输电线路施工管理工作，

郑洁，男，2008年参加工作，新疆维吾尔自治区送变电工程公司，主要从事输电线路施工管理工作，

于业众，男，2008年参加工作，新疆维吾尔自治区送变电工程公司，主要从事输电线路施工管理工作，

马海超，男，2008年参加工作，新疆维吾尔自治区送变电工程公司，主要从事输电线路施工管理工作，