濱海地區(qū)線路工程施工進(jìn)場方案研究

陸 洲

(福建省電力勘測設(shè)計(jì)院 福建福州 350003)

?

濱海地區(qū)線路工程施工進(jìn)場方案研究

陸 洲

(福建省電力勘測設(shè)計(jì)院 福建福州 350003)

濱海地區(qū)的輸電線路工程，施工進(jìn)場方案與常規(guī)線路工程相比有較大的差異，在設(shè)計(jì)、施工中均應(yīng)提前考慮措施及計(jì)列相應(yīng)費(fèi)用。文章結(jié)合湄洲灣第二電廠～莆田500千伏線路工程的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，介紹了填土道路及平臺、鋼棧橋及平臺的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍，并將兩者進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較； 隨后，闡述了其設(shè)計(jì)、施工中須引起注意的要點(diǎn)。

濱海地區(qū)；鋼棧橋；進(jìn)場道路；施工平臺；輸電線路

0 引言

濱海地區(qū)的輸電線路工程，由于塔位多處于灘涂、淤泥地帶，甚至海水之中，受到潮汐水位變化的影響，施工進(jìn)場方案與常規(guī)線路工程相比有較大的差異。因此，對該類工程，就施工單位而言，應(yīng)提前做好施工組織設(shè)計(jì)，購置或租賃相應(yīng)的特殊施工裝備；就設(shè)計(jì)單位而言，要求在可研、初步設(shè)計(jì)階段，提前充分考慮可行的施工進(jìn)場方案及相應(yīng)的特殊措施費(fèi)用。本文以“湄洲灣第二電廠～莆田500千伏線路工程”為例，對濱海地區(qū)線路工程的施工進(jìn)場方案設(shè)計(jì)試做探討。

該工程約34%線路長度位于濱海灘涂地帶，水深范圍為0m～3m，其中有9基塔位完全處于海水中，最高潮位水深達(dá)6.5m。目前常用的線路施工水上作業(yè)的進(jìn)場方式主要分為“人工堆填”及“鋼棧橋”方式，其中人工堆填土較適用于填土高度小、水流沖刷輕微的地區(qū)；鋼棧橋一般適用于水位深、取土不便、波浪較大的地區(qū)。本文通過對比鋼棧橋及填土施工方案，分析在不同工序中各種材料需求及相關(guān)的施工工藝，為輸電線路水上施工方式的確定提供依據(jù)。

1 人工堆填施工方案

人工填土進(jìn)場為常用的水上施工道路修筑方式，其相比鋼棧橋具有造價(jià)低、可就地取材、適用性強(qiáng)等優(yōu)勢，但因填土自身的局限性，其不適用于水位深、水流速度高等地區(qū)。

填土進(jìn)場的施工工序?yàn)椋菏┕し艠印赝翑備?、整平→生石灰消解→石灰拌合平整→夯?shí)→灑水養(yǎng)生。

根據(jù)現(xiàn)場定位情況，該工程有33基塔位位于灘涂、魚塘蝦池、沼澤地，灌注樁施工機(jī)械無法直接到達(dá)塔位，需要修筑進(jìn)場道路及施工平臺。

由于該批塔位水深均小于3.5m，且為靜水區(qū)域，初步判斷其適宜采用填土方案。其工程量計(jì)算簡圖詳見圖1～圖3。其中：修筑施工便道路面寬度按5m，路基、施工平臺放坡角度按45°計(jì)算；塔基施工平臺作業(yè)面按基礎(chǔ)主柱邊外延6m計(jì)算，路面、塔基作業(yè)面高度按比水面高1m；由于地基軟弱，填方下沉按1.5m考慮，壓實(shí)系數(shù)取1.35。

根據(jù)上述計(jì)算方式，該批33基塔位填方量詳見表1。

表1 施工進(jìn)場便道及施工平臺填土方案

此外，從環(huán)保角度考慮，上述填方在施工完畢后不可完全保留(特別是對魚塘蝦池的塔位)，否則將對自然環(huán)境造成較嚴(yán)重的影響，同時(shí)不可避免地遭到當(dāng)?shù)孛癖姷淖钃希虼吮仨毻瑫r(shí)考慮填方清理費(fèi)用。該工程填方清除率按40%考慮，填、清方量總計(jì)約40萬方，費(fèi)用約2 500萬元?？梢?，濱海地區(qū)線路工程施工進(jìn)場道路和平臺的工程量是巨大的，在工程可研設(shè)計(jì)階段如果遺漏或考慮不足，將給工程的順利實(shí)施帶來難以克服的障礙。

2 鋼棧橋及鋼平臺施工方案

鋼棧橋及鋼平臺也是目前較為常見的水上施工進(jìn)場方式，其主要運(yùn)用于水位深、流速高、填土不易成型及青賠不易的地區(qū)。該種方式具備適用范圍廣、環(huán)境污染小、清理簡便等優(yōu)勢，但其造價(jià)較高。棧橋及平臺頂面高度與基礎(chǔ)承臺頂標(biāo)高相同，鋼棧橋長度根據(jù)各樁位與海岸距離確定，施工后拆除。

鋼棧橋進(jìn)場方式可分為2類，一類所有載重車輛、物資均從棧橋進(jìn)場，棧橋?qū)捯话沩毴?m～6m，并要求棧橋段鋼管樁承擔(dān)所有載重車輛荷載，其鋼管樁、橋面材料用量較大，且由于鋼管樁是從陸地逐根向海中延伸，架橋施工周期長(圖4)；另一類棧橋只承受人員和輕型車輛荷載，物資主要從設(shè)立于鋼平臺的碼頭吊配合運(yùn)輸船進(jìn)場，棧橋?qū)捯话沩毴?m即可，鋼平臺的架設(shè)使用打樁船進(jìn)行，架設(shè)工期短。由于工期較緊，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，該工程采用第二類棧橋，海上平臺作業(yè)共9基，離岸距離45m～150m不等，最高潮位水深約6.5m。

海上平臺主要包括海上施工平臺、機(jī)具操作平臺、施工平臺與機(jī)具操作平臺間的棧橋、堤岸到施工平臺的棧橋以及四周護(hù)欄。海上平臺下部結(jié)構(gòu)采用15m長的φ500×8鋼管樁插入灘涂7m深，鋼管樁露高8m與承臺持平，樁與樁之間中心距離按3m布置，并用角鋼相連接確保穩(wěn)固；鋼管樁上縱向設(shè)置工字鋼作為上部結(jié)構(gòu)的分配梁。海上平臺上部結(jié)構(gòu)橫向設(shè)置間隔1m的槽鋼作為主要承重梁；梁上采用4cm厚的建筑模板鋪滿，在車輪行駛的地方再鋪設(shè)1cm厚鋼板，防止木板破損。

海上施工平臺用于承臺灌注樁基礎(chǔ)施工與鐵塔組立，大小由基礎(chǔ)承臺外延6m確定，便于灌注樁設(shè)備進(jìn)場作業(yè)和塔材的裝卸、轉(zhuǎn)移、安裝等；機(jī)具操作平臺主要放置立塔用機(jī)動絞磨和人員觀察點(diǎn)，大小考慮平行放置4臺5t雙磨筒機(jī)動絞磨，取4m×6m；施工平臺與機(jī)具操作平臺間的棧橋取4m×20m，寬度適合平行放置4條絞磨繩，長度大于最長主材與下橫擔(dān)，以便保障人員安全與施工過程監(jiān)控。堤岸到施工平臺的棧橋要滿足2m多寬的龍馬車單向行走運(yùn)輸物料與商品混凝土澆筑基礎(chǔ)時(shí)輸送管的鋪設(shè)。

本工程海上平臺每個(gè)平均自重約580t(其中鋼管樁自重300t)，額定承重取150t，主要按以下考慮：4組承臺灌注樁基礎(chǔ)施工裝備及機(jī)具計(jì)60t，鋼筋籠等計(jì)10t，內(nèi)懸浮雙搖臂抱桿組立塔設(shè)備及機(jī)具計(jì)20t，同時(shí)堆放的塔材計(jì)40t，人員、碼頭吊、龍馬車、炮車等計(jì)20t。由于施工高峰期恰逢夏秋兩季，考慮到莆田地處臺風(fēng)高發(fā)區(qū)，風(fēng)高浪急，特別是超強(qiáng)臺風(fēng)等不可預(yù)知的因素，鋼管樁的安全系數(shù)取3.5。該工程搭設(shè)的海上平臺設(shè)計(jì)圖,如圖5所示。

3 進(jìn)場道路及平臺經(jīng)濟(jì)性分析

3.1 進(jìn)場道路經(jīng)濟(jì)性分析

(1)人工填土造價(jià)分析

填土道路斷面為梯形，假定水深為h，人工填土的高度應(yīng)為h+2.5(考慮路面應(yīng)高于水面1m以及1.5m的填土下沉)，人工填土頂面寬為5m，人工填土臨界角度取45度，則每延米人工填土的土方量為[5+5+2×(h+2.5) ]×(h+2.5)/2m3,以填土綜合單價(jià)70元/m3、清理單價(jià)45元/m3計(jì)，每延米人工填土進(jìn)場道路費(fèi)用=(填土綜合單價(jià)-清理土綜合單價(jià)×40%)×(土方量)=166h2+880h+1 650(元)。

(2)鋼棧橋造價(jià)分析

鋼棧橋費(fèi)用主要由橋面費(fèi)用、鋼管樁費(fèi)用組成，由前文分析，橋面費(fèi)用與水深無關(guān)，水深主要影響鋼管樁費(fèi)用。根據(jù)設(shè)計(jì)圖計(jì)算，鋼管重99kg/m，單根鋼管樁重99×(8.5+h) kg，每延米棧橋的鋼管樁重0.667×99×(8.5+h) kg，每延米棧橋橋面鋼材量約為335kg，故每延米棧橋鋼材量為66×(8.5+h)+335kg。由于該工程概算單價(jià)，棧橋鋼材為6.038元/kg(已考慮攤銷費(fèi)用)，故每延米棧橋費(fèi)用=6.038×[66×(8.5+h)+335]=399h+5 410(元)。

(3)人工填土與鋼棧橋造價(jià)對比

分別按填土、鋼棧橋的每延米費(fèi)用函數(shù)繪制曲線詳見圖6。

通過造價(jià)與水深關(guān)系曲線可知：水深3.5m以內(nèi)，人工填土施工較鋼棧橋施工具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，且水深越淺經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢越明顯。

3.2 施工平臺經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)該工程濱海段塔位的根開平均值，施工平臺典型尺寸約為30m×30m，由四棱臺體積公式可計(jì)算得到填土平臺體積為V1=1.33h3+70h2+1 225h+2 646(m3)，一基平臺總費(fèi)用=117h3+6 160h2+107 800h+232 848(元)。

鋼平臺面費(fèi)用與水深無關(guān)，水深主要影響鋼管樁費(fèi)用。根據(jù)設(shè)計(jì)圖計(jì)算，30m×30m的鋼平臺橋面鋼材量為90 000kg，有100根鋼管樁，鋼管樁材料量為121×99×(8.5+h)kg，一基施工鋼平臺總費(fèi)用=6.038×[100×99×(8.5+h)+90 000]=59 776h+1 051 518(元)。

同樣繪制函數(shù)曲線圖(圖7)對比可以看出，填土平臺在海中6.5m水深范圍時(shí)仍具備一定經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(每個(gè)較鋼平臺便宜21萬元)，但由前文棧橋費(fèi)用對比分析，可以注意到在水深6.5m時(shí)每延米棧橋與填土道路差價(jià)約為6 000元，當(dāng)進(jìn)場道路長度大于35m時(shí)“鋼平臺+鋼棧橋”總費(fèi)用即低于“填土平臺+填土道路”總費(fèi)用。此外，由于該9基塔位處于外海，浪高水急，使用填土平臺勢必需要經(jīng)常補(bǔ)土，且填土對海洋環(huán)境不利影響過大，故技術(shù)上鋼平臺方案仍是最佳方案。

4 進(jìn)場設(shè)施設(shè)計(jì)、施工中須引起注意的問題

(1)所有填土要求使用袋裝，以最大限度減少土石散落對環(huán)境的破壞。若工期較緊，至少應(yīng)做到外圈填土袋裝。

(2)填土道路、填土平臺的根部應(yīng)拋填大型塊石，以盡量減少大風(fēng)天氣波浪對填土的沖刷流失。

(3)海中、魚塘蝦池的填土、鋼棧橋平臺，施工完畢后均須清理、拆除。

(4)灌注樁基礎(chǔ)施工將產(chǎn)生大量的泥漿，而工程處在近海，有大量海產(chǎn)養(yǎng)殖場，若泥漿直接排入海中，將造成一定的污染，影響海產(chǎn)養(yǎng)殖，進(jìn)而給工程造成不小的干擾。故泥漿不能直接排入海中，需要加工泥漿箱，將泥漿及時(shí)排入泥漿箱，再運(yùn)用碼頭吊將泥漿箱吊到運(yùn)輸船；運(yùn)輸?shù)桨逗笤儆玫踯嚨踔笼堮R車，運(yùn)至指定的排放點(diǎn)排放。

5 結(jié)語

濱海地區(qū)的輸電線路工程與常規(guī)線路工程有較大的差異性，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意提前充分考慮可行的施工進(jìn)場方案、環(huán)境保護(hù)措施及計(jì)列相應(yīng)的特殊措施費(fèi)用；施工單位應(yīng)注意提前做好施工組織設(shè)計(jì)，購置或租賃相應(yīng)的特殊施工裝備，同時(shí)施工中應(yīng)注意考慮清理恢復(fù)方案，最大限度地避免對環(huán)境造成不利影響。

[1] 程曉紅.鋼棧橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的研究[J]．山西建筑，2013(05)：172-173.

[2] 高祿巍. 海中復(fù)雜地質(zhì)鋼棧橋設(shè)計(jì)及施工技術(shù)[J]．山西建筑，2013(09)：145-148.

[3] 劉熱強(qiáng). 水上鋼平臺及鋼便橋的設(shè)計(jì)與施工[J]．中國建設(shè)信息，2013(07)：76-78.

Approaching plan of transmission line project construction in coastal region

LUZhou

(Fujian Electric Power Survey & Design Institute, Fuzhou 350003)

There are great differences between approaching plans of transmission line project construction in coastal region and in Common area. Corresponding special measures and costs should be considered during its designing & construction. Combining the experience of designing & construction in a 500kV transmission line project, the features and application range of construction platform & access road made of soil or steel have been introduced, with technical and economic comparison between them.

Coastal region; Steel trestle; Access road；Construction platform; Transmission line

陸洲 (1976.7- )，男，高級工程師。

E-mail:46663244@qq.com

2016-06-21

TU745.2

A

1004-6135(2016)10-0056-04